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新能源實(shí)驗室New Energy Equipment

TRM-BLPD3型太陽(yáng)能集熱器室內模擬測試系統

太陽(yáng)能產(chǎn)品在室外自然環(huán)境下測試，受到氣候條件影響的因素很多，經(jīng)常滿(mǎn)足不了測試要求，甚至有些地區常年不能測試。即使能夠測試其結果誤差也很大。這樣一來(lái)對有些地區研究太陽(yáng)能技術(shù)帶來(lái)阻礙。我們參考了國外研究太陽(yáng)能的經(jīng)驗及技術(shù)，開(kāi)發(fā)了在室內測試太陽(yáng)能產(chǎn)品的專(zhuān)業(yè)設備TRM-BLPD3型太陽(yáng)能集熱器室內模擬測試系統。其精度遠遠大于室外的測試方法，重復性好，測試效率較高，同時(shí)在室內可以模擬各種地區的自然環(huán)境，不受使用地區的環(huán)境限制，是研究與檢測太陽(yáng)能的理想裝備。

 
一、設備簡(jiǎn)介

太陽(yáng)能產(chǎn)品在室外自然環(huán)境下測試，受到氣候條件影響的因素很多，經(jīng)常滿(mǎn)足不了測試要求，甚至有些地區常年不能測試。即使能夠測試其結果誤差也很大。這樣一來(lái)對有些地區研究太陽(yáng)能技術(shù)帶來(lái)阻礙。我們參考了國外研究太陽(yáng)能的經(jīng)驗及技術(shù)，開(kāi)發(fā)了在室內測試太陽(yáng)能產(chǎn)品的專(zhuān)業(yè)設備TRM-BLPD3型太陽(yáng)能集熱器室內模擬測試系統。其精度遠遠大于室外的測試方法，重復性好，測試效率較高，同時(shí)在室內可以模擬各種地區的自然環(huán)境，不受使用地區的環(huán)境限制，是研究與檢測太陽(yáng)能的理想裝備。

太陽(yáng)能集熱器室內模擬測試系統的組成:

1.TRM-PD3型 矩陣式人工太陽(yáng)模擬器(符合EN12975:2006標準的要求)

2.TRM-BL型 太陽(yáng)能集熱器測試系統

3.TRM-PT1型 太陽(yáng)能集熱器測試系統移動(dòng)平臺

1）光模擬器：包含燈架系統（2），冷天空（3），升降車(chē)架（4）和升降導軌

2）集熱器測試平臺：由集熱器支架（7），x-y掃描機器人及其車(chē)架（8），通風(fēng)單元（9），恒溫器（10)

3）集熱器支架：待檢測的集熱器將被安裝其上，與燈架的角度和距離可中央控制和監測

二、技術(shù)參數
 

名稱(chēng)

技術(shù)指標值

光學(xué)性能參數

光不均勻度

10％(均勻度可調) 模擬光源系統發(fā)光面的均勻度調整方為:

1.改變光源的位置；2.改變局部光源的亮度；3.改變冷天空的局部透光度(精密調整)。

光不穩定度

5％（1 小時(shí)內）

光譜質(zhì)量

符合EN12975:2006,ISO9806-1:1994

光輻照度的可調范圍

600～1200W/㎡

調光方式

電子調光(電位器)。

手動(dòng)控制每支燈管單獨調光或自動(dòng)控制整體全部調光。

點(diǎn)亮熄滅方式

手動(dòng)開(kāi)關(guān)與微機控制雙重功能可以開(kāi)關(guān)每組光源。

有效輻照面積

2.4m×2m

氙燈壽命

1000～1500小時(shí)

光源輸出方式

平行光照射(通過(guò)反光罩形成平行光,平行光能量大于80%)

光源類(lèi)型

特制的金屬鹵素燈（MHG）作為光源，它的光譜是從紫外、可見(jiàn)到紅外的連續光譜，在可見(jiàn)區與太陽(yáng)光譜極其相似，并且輻射光強度可調。MHG燈中的稀土產(chǎn)生致密的多譜線(xiàn)光譜與連續光譜相符，與特制的玻璃過(guò)濾器結合，MHG燈提供的光譜分布非常接近自然太陽(yáng)光，符合EN12975:2006和ISO9806-1：1994相關(guān)標準。

光源數量

16組

冷卻方式

風(fēng)冷16組180瓦/臺軸流風(fēng)機對燈管通風(fēng)冷卻

矩陣式發(fā)光裝置升降臺

采用承重墻單面固定或者地面四角支撐結構安裝方式(根據現場(chǎng)情況設計)。

平臺安裝電動(dòng)升降裝置0到5m上下移動(dòng)，0°~90°旋轉運動(dòng)。升降臺承載重量:3000kg。

全部鋼制結構，表面防腐處理，噴塑工藝，自重(裝完設備):600Kg。

外形尺寸:2.5m×3m×0.5 m。

升降調整可以手動(dòng)開(kāi)關(guān)或微機自動(dòng)控制, 通過(guò)改變兩面高度,調整平面角度(0—90度)。

為了保證整體光源的均勻度，單個(gè)光源在燈架兩維空間位置可調，范圍(0--200m m)。

采用高反射率反光板（反射率大于90%），成光學(xué)弧型角度，可將光源反射成平行光發(fā)出。

裝有12組大功率風(fēng)機，對發(fā)射光源進(jìn)行強制冷卻。

冷天空均光裝置

光源工作時(shí)會(huì )產(chǎn)生大量的熱能與光能，為了防止熱能作用于集熱器產(chǎn)生升溫效應，必須將其過(guò)濾掉，致使熱能不直接作用于產(chǎn)品 ，只有光能透過(guò)冷天空后輻射于集熱器表面，使其產(chǎn)生光熱效應,達到介質(zhì)升溫的功能.。

冷天空的另外功能是可以改變模擬光源的均勻度，通過(guò)改變冷天空密度的方式可以調整透光均勻度。

因此在光源出口系統設計了冷天空裝置 ,其結構為兩層平行的冷網(wǎng)，采用不銹鋼材料制作，中間通冷風(fēng)并與冷卻器形成一體。冷天空直接固定在燈組上以便于靠近測試平面，冷卻系統采用壓縮機制冷技術(shù)與大功率平面風(fēng)機結合，保證冷網(wǎng)溫度:小于15度、功率:10KW .紅外熱輻射功率小于50瓦(光源發(fā)光 - 光源不發(fā)光環(huán)境溫度下的差值)

主機電源控制柜

用于提供光源需求的直流電源，并完成每組光源的開(kāi)關(guān)控制

裝有16只電位器可手動(dòng)對每路光源亮度進(jìn)行調整，裝有RS232通訊接口用于微機控制。

輸入交流電壓:AC220V

輸出直流電壓:DC:280V  單路功率: 3000W/路

總功率:36KW  輸出開(kāi)關(guān)量:12  路輸出模擬量:12路

控制光源數量:16臺

尺寸：1100*800*750

高壓電源控制柜

由于光源點(diǎn)亮需要3萬(wàn)伏直流高壓激發(fā)完成，因此設有高壓裝置。采用12組高壓電源對每只燈管獨立控制，電源間形成網(wǎng)格結構以屏蔽之間干擾，兩臺風(fēng)機對電源進(jìn)行風(fēng)冷降溫，金屬結構機柜對高壓形成屏蔽，裝有漏電保護器以保證工作安全。

太陽(yáng)模擬系統智能控制柜

完成太陽(yáng)模擬系統的自動(dòng)控制功能，裝有智能控制器，完成對16路光源的狀態(tài)控制。光輻射強度 (1路)、溫度(8路)、風(fēng)速 (2路)、環(huán)境溫濕度 (1路)、電壓,電流(3路)等信息。

同時(shí)控制(矩陣式發(fā)光裝置升降臺 )的升降位置(四點(diǎn))，可根據異常狀態(tài)，提供報警信息，以保證系統的安全運行。

智能控制器采用高性能微處理器為主控CPU，適合于無(wú)人狀態(tài)下長(cháng)期監測.主機按照工業(yè)控制標準化設計，便攜式防振結構,適合在惡劣環(huán)境使用。

工作環(huán)境：現場(chǎng)交流電壓:220伏，溫度：-50～80℃，濕度：100％，尺寸：1100*800*750

微機管理系統

管理微機安裝于操作室內,人與設備分空間工作.微機軟件在WINDOWS2000以上環(huán)境即可運行，多窗口界面顯示模擬器的工作狀態(tài)，并對異常情況報警,同時(shí)微機可以控制每個(gè)工作環(huán)節，實(shí)現系統的全自動(dòng)化運行,與打印機相連自動(dòng)打印存儲數據，生成太陽(yáng)模擬器工作圖文報表及統計分析曲線(xiàn),存儲量達數年以上，數據存儲格式為EXCEL標準格式可供其它軟件調用。

電學(xué)性能與環(huán)境參數

系統供電功率

光源滿(mǎn)負荷功率:36KW    

實(shí)驗室的熱負荷:24kW

供電:交流：380V±5%，三相四線(xiàn)制

功率:  60KW  現場(chǎng)接地線(xiàn) (接地電阻小于5歐)

工作環(huán)境要求

室內面積: 長(cháng)12m;寬8m;高6m

墻體受力強度：大于10KN；

基礎：大于3000kg

四周裝有大容量排風(fēng)扇(排風(fēng)量大于1立方米/秒)或空調系統 (控制光源熱負荷：大于30KW)

環(huán)境溫度：10--40度，環(huán)境濕度：小于70%

現場(chǎng)裝有上下水管路,自來(lái)水壓力.

距離光源8米內裝有隔離光源控制室,面積4平米 ,對光源方向安裝1平米觀(guān)察窗并有空調,監控平臺與測試人員在控制室內工作.防止光源照射期間對人體傷害.

監測參數

表面溫度

測量通道：8路；

測溫范圍：0～300度；精度：±0.2℃

環(huán)境溫濕度

1路濕度: 測量范圍:0～100% 

測量精度:±2%RH 

1路溫度: 測量范圍:-20～70℃   

測量精度:±0.2℃

光輻射強度

測量通道：1路；光譜范圍：280～3000nm；

功率范圍：0～2000W；測量精度：小于5%

風(fēng)速

2路0---40米/秒精度:0.5米/秒

位置安全傳感器

4路紅外光電式傳感器,開(kāi)關(guān)量輸出

電流電壓

通道：各3路；電流: 測量范圍：0～100A

電壓:0—380V   精度:小于5%

狀態(tài)指示

12路指示燈顯示工作狀態(tài)
 
 
三、系統組成及功能
 
1、矩陣式發(fā)光裝置

1.選用超高氣壓線(xiàn)形長(cháng)弧氙燈做光源。其共性是發(fā)光體尺寸小，呈線(xiàn)狀，亮度高，容易被光學(xué)系統處理成便于使用的平行光源。氙燈的光譜是從紫外、可見(jiàn)到紅外的連續光譜，在可見(jiàn)區與太陽(yáng)光譜極其相似，并且輻射光強度可調。

2.發(fā)光裝置支架、箱體及光路調節采用鋼制結構，自動(dòng)調節升降（0～1.5米）與照射角度（0～90度）；

3.采用高反射率反光板（反射率大于90%），成光學(xué)弧型角度，可將光源反射成平行光發(fā)出。

4.裝有四組大功率風(fēng)機，對發(fā)射光源環(huán)境進(jìn)行強制冷卻，可對太陽(yáng)能熱水器、集熱器、電池板、太陽(yáng)能發(fā)電站等產(chǎn)品進(jìn)行直接照射。

 
 
2、主機電源控制柜

系統配用自主研發(fā)的高精度、高可靠性的精密光學(xué)儀器級專(zhuān)用電源，有別于普通的照明級氙燈電源，系統即將配備的最新設計的電源具有如下特點(diǎn)：

（1）LCD大屏幕液晶顯示屏，便于讀取工作數據；

（2）高端儀器才使用的精密光反饋裝置，使得光脈動(dòng)比普通系統降低一個(gè)數量級；

（3）自動(dòng)觸發(fā)，全新設計的高可靠電子觸發(fā)裝置，您完全不必擔心普通電源不易觸發(fā)的苦惱；

（4）燈泡已使用時(shí)間顯示，便于掌握更換燈泡的時(shí)間以及不同品牌燈泡品質(zhì)的比較；

（5）可按工作計劃預約定時(shí)啟動(dòng)，工作時(shí)間預約，定時(shí)關(guān)機，調節發(fā)光強度等功能；

（6）全新外觀(guān)，拒絕粗糙工藝，該電源系統在各項參數上已經(jīng)高于該類(lèi)進(jìn)口光學(xué)系統所配用電源的水平。

（7）自動(dòng)記錄與顯示：發(fā)光輻射強度，各點(diǎn)溫度，工作時(shí)間等數據；

（8）微機通訊接口：標準RS232/USB/RS485通訊接口，可用微機同時(shí)監測與遙控光源；

3、高壓電源控制柜

由于氙燈點(diǎn)亮需要3萬(wàn)伏直流高壓激發(fā)完成，因此設有高壓裝置。采用12組高壓電源對每只燈管獨立控制，電源間形成網(wǎng)格結構屏蔽之間干擾，兩臺風(fēng)機對電源進(jìn)行風(fēng)冷降溫，金屬結構機柜對高壓形成屏蔽，裝有漏電保護器以保證工作安全。

4、太陽(yáng)模擬系統智能控制柜

它是模擬器系統的控制核心，智能控制柜安裝在操作室內，對模擬器的所有操作全部由其完成，可以控制各路光源開(kāi)閉，光源亮度，遙控升降臺的位置，還可以監測系統的安全工作狀態(tài)。

監測主機采用高性能微處理器為主控CPU，大容量數據存儲器，可連續存儲數據6000條以上，工業(yè)控制標準設計，便攜式防震結構，大屏幕漢字液晶顯示屏(一屏顯示多路監測要素,可替代微機)，輕觸薄膜按鍵。適合在惡劣工業(yè)環(huán)境使用。即可與微機同時(shí)監測,又可以斷開(kāi)微機獨立監測?？刂崎_(kāi)關(guān)量：入16路 出16路

測量指標：溫度：4路 風(fēng)速：1路 電壓：3路 電流：3路 環(huán)境溫濕度：1路 位置狀態(tài)等信息?？刂乒?尺寸：1100*800*750MM

 
5、模擬光源均光板

光源的均勻性是太陽(yáng)模擬器的重要指標，一般通過(guò)調整每只光源的亮度與位置只能改變大的均勻誤差。但精密均勻性調整必須通過(guò)光源均光板完成。均光板是一種金屬網(wǎng)格狀的透光裝置，通過(guò)改變網(wǎng)格的密度，實(shí)現各點(diǎn)光的均勻性的調整，調整精度很高。其采用不銹鋼材料，耐高溫，不影響光譜質(zhì)量，尺寸：2.2米*1.7米安裝在距離光源0.6米的矩陣式發(fā)光裝置上，經(jīng)過(guò)均光板發(fā)出的光源均勻性較好，照射集熱器表面，滿(mǎn)足試驗要求。

6、模擬光源的自動(dòng)控制系統

系統設有現場(chǎng)微機與手持移動(dòng)雙重控制功能。

陽(yáng)光移動(dòng)手持監控儀不但可以檢測模擬器的工作狀態(tài)，輻射強度，環(huán)境溫度，風(fēng)速等指標，還可以控制光源點(diǎn)亮，升降臺角度調整，實(shí)現模擬器的全自動(dòng)操作。又可以聯(lián)網(wǎng)在異地實(shí)現遠程控制。讓測試人員遠離模擬器輻射傷害對設備進(jìn)行遙控。

測量要素為：風(fēng)速，風(fēng)向，氣流，環(huán)境溫度，環(huán)境濕度，太陽(yáng)輻射，露點(diǎn)，海拔高度，位置經(jīng)度緯度，電子羅盤(pán)，時(shí)間，GPS等指標并可以登錄互聯(lián)網(wǎng)。

體積小巧，方便攜帶，是手中的遙控器；外形尺寸：148*60*28(mm)

整機重量：200克；顏色：黑色

儀器顯示與鍵盤(pán)采用國際最流行的3.2寸LED全彩色大屏幕電容式觸摸屏。

溫度：測量通道：4路；測溫范圍：0～150度；精度：±0.2℃

太陽(yáng)輻射強度：測量通道：1路；光譜范圍：280～3000nm；

功率范圍：0～2000W；測量精度：小于5%

 
 
四、氙燈使用

（1）使用氙燈時(shí)，不可用手觸及燈管泡殼，點(diǎn)燃前用酒精棉球擦洗泡殼，以防手汗、油污、灰塵沾污泡殼，點(diǎn)燃后高溫會(huì )造成燈管玻璃結晶失透，影響光通量和壽命。

（2）安裝時(shí)不允許用手夾持氙燈泡殼，不允許有壓力或扭力作用于泡殼，應用一只手夾持氙燈極管，另一只手用扳手旋緊六角螺帽。并注意，不可用力過(guò)大，以防氙燈破裂。

（3）氙燈正負極絕對不能接反，否則點(diǎn)燃幾分鐘后氙燈即報廢。氙燈工作電流大，電路引線(xiàn)保證良好接觸，必須定期檢查接頭情況，以免發(fā)熱，燒壞氙燈。

（4）氙燈壽命與開(kāi)關(guān)次數有一定關(guān)系，開(kāi)關(guān)次數減少，壽命就增加；反之，則加速泡殼發(fā)黑，縮短壽命。

 五、安全需知

電源要求：交流380伏，50A, 50/60HZ，三相五線(xiàn)制進(jìn)線(xiàn)，要求廠(chǎng)區供電帶漏電保護功能。設備需確保接地，設備接地是安全操作的保證，地線(xiàn)缺少可能導致安全事故，在缺乏接地保護的情況下，所有可接觸到的金屬導體（包括看似絕緣的開(kāi)關(guān)旋鈕和扶手）都可能是帶電的，可能對操作人員造成電擊。不要在有可燃氣體的環(huán)境中操作設備。

設備運行中可能產(chǎn)生電火花，為了防止氣體燃燒和爆炸，請勿在此環(huán)境中操作。本設備請勿移除面板和蓋板，設備內部具有高壓電和熱源，為了避免人身傷害，請勿打開(kāi)面板操作，在操作前請確保面板和蓋板正確安裝好。


 
 
 
 

錦州陽(yáng)光氣象科技有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)：陽(yáng)光氣象）位于渤海之濱的遼西中心城市－錦州，是中國領(lǐng)先的氣象環(huán)境儀器與新能源檢測設備解決方案提供商。公司擁有專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人才，雄厚的研發(fā)力量，完善的檢測裝備與領(lǐng)先的工藝流程，使陽(yáng)光氣象成為國內，集科研開(kāi)發(fā)、加工制造、國際貿易為一體的實(shí)力雄厚的技術(shù)開(kāi)發(fā)公司。

陽(yáng)光氣象堅信一流的技術(shù)人才是產(chǎn)品質(zhì)量的基本保證。“科技以人為本，堅持產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新”是陽(yáng)光氣象一直堅持的企業(yè)發(fā)展原則，公司具備專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人才，涉及電學(xué)、光學(xué)、機械、計算機、自動(dòng)化等領(lǐng)域。公司與多家科研院所建立了良好的技術(shù)合作關(guān)系，不斷對產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng )新，并結合了國外先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品性能達到國際領(lǐng)先水平。

陽(yáng)光氣象專(zhuān)業(yè)致力于環(huán)境與新能源儀器的研發(fā)與制造。公司成立十多年來(lái)，先后在國內建設了國家級、省級、企業(yè)級的太陽(yáng)能檢測中心一百多家，并且多家都通過(guò)了CNAS認證，得到了行業(yè)專(zhuān)家的認可。我公司生產(chǎn)的太陽(yáng)能檢測設備多數獲得國家專(zhuān)利，具有獨立的自主知識產(chǎn)權，是陽(yáng)光公司獨立設計制造的專(zhuān)有產(chǎn)品。

氣象環(huán)境儀器已經(jīng)成為陽(yáng)光公司的定型產(chǎn)品，我公司開(kāi)發(fā)的百余種氣象環(huán)境儀器得到了國內外用戶(hù)的認可與應用，陽(yáng)光品牌已經(jīng)成為行業(yè)內的標志，產(chǎn)品可廣泛應用于氣象、農業(yè)、林業(yè)、水利、通，能源等領(lǐng)域。

 
 

 

 

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