JZYG-TGS1型智能人工模拟天穹

一、产品概述

近年来随着太阳能应用的不断发展，关于太阳能利用、转换的相关产品，尤其是太阳能电池板的使用量也逐渐增加。过去，这些产品都是在自然环境下进行测试，受制于气候条件，因此存在测试周期长、数据的可重现性差等不足。JZYG-TGS1智能人工模拟天穹是模拟天空及太阳运行的一种光源设备，可以在高精度拟合太阳光谱分布的前提下，实现不同的太阳辐照度、光照角度等条件，满足测试研究对太阳辐照的特殊需求。使用智能人工模拟天穹能够克服气候多变性所造成的不便，可以全年24小时在室内对太阳能产品进行测试。

二、功能特点

1、模拟太阳实时轨迹，通过计算机软件控制，实现太阳高度角及方位角的自动定位，从而实现了太阳实时模拟；

2、模拟太阳辐照强度可调，光谱分布Class B，被辐照面辐照均匀度≥90%，光源稳定性≥90%，被辐照面辐照值400～1000W/m²可调，光源端面到被辐照面距离约0.5～1.4米；

3、通过输入时间、纬度等参数，实现太阳高度角及方位角的自动定位并运行；辐照值随轨迹同步自动调整外，同时具有手动输入调整模式；

4、模拟阴天各向异性散射辐射，被辐照面辐照均匀度≥90%，光源稳定性≥90%，被辐照面辐照值12～200 W/m²；

5、模拟多云天气，动态云层遮挡，模拟云层透明度0%、10%、30%、50% 、70%；

6、模拟下雨天气，降雨实物演示，试验仓外视觉可见；

7、采用显示屏/按钮/键盘输入等多种人机交互模式；

8、系统除了配置智能监测控制软件外，还满足ModbusRTU协议，可实时将监测数据及控制状态等信息上传给其他接口设备；

9、穹顶电器元件具有防水功能，满足IP65要求。

10、模块化设计，可拆迁和另行安装而不破坏主体结构；

11、智能调控，可用电脑软件输入任意地址（维度）、日期、时间，实现太阳的高度角和方位角的自动控制；

12、高亮LED，工作台照度可达3000 lux 以上；

13、大角度参观开口，便于操作和参观。

三、主要参数

四、系统组成

该系统主要包括四大部分：发光体、均光及调光系统、主体框架结构、扩散光源、电源控制柜、太阳模拟系统智能控制柜、雨淋装置、控制计算软件。

1、发光体

发光体是模拟太阳的发光装置，选用超高压球形或线形短弧氙灯做光源。其特点是发光体尺寸小，呈点或线状，亮度高，容易被光学系统处理成便于使用的点光源或平行光源。其光谱是从紫外、可见到红外的连续光谱，在可见区与太阳光谱极其相似，辐照强度在400-1000W/m2连续可调，有效辐照区域可达1000mm×1200mm；；而汞氙灯、卤素灯的光谱能量主要集中在紫外和可见区。

2、均光及调光系统

设备配有均光网，与发光体配合使用以确保光的均匀性。

3、主体框架结构

采用可拆卸独立单元组装形式，实现大直径大跨度的安装，方便设备重新拆装。矩形钢构框架，分为六边形和五边形2种结构单元，每个单元有六个或五个三角型，每个三角形内有等大的三个扩散光源。为便于实验和参观展示，主体结构留有一个宽约0.6米、高0.8米的入口。主体框架结构中还包含固定发光体的光学机械装置及发光体移动滑轨。

4、扩散光源

扩散光源是模拟天空的背景光，老式的人工天穹采用固定的灯光系统照明白色半球面来模拟，由于靠内壁扩散，需将内表面进行扩散处理，往往受制于现场人为的施工质量，效果很难达到；另外，由于光源只能固定在底部，各点亮度都是靠各组光的叠加产生的亮度分布，每组灯的调控都会影响全局，很难调试。本系统采用节能高效的LED矩阵，特制扩散灯罩、进口定制高透过率扩散膜。将光源布置在透光扩散膜后面，提高了光效，而且由于每组灯的调控，只影响该组位置的亮度，所以调试起来很方便，也更精准。

5、电源控制柜

系统配有自主研发的高精度、高可靠的精密光学专用电源。有别于普通的照明级氙灯电源，系统配备的电源具有如下特点：

1) 具有精密光反馈装置，使得光脉动比普通系统降低一个数量级。

2) 自动触发，全新设计的高可靠电子触发装置，您不必担心普通电源不易触发的问题。

3) 金属喷塑外观，柜式移动结构，该电源系统在各项参数上已经高于该类进口光学系统所配用电源的水平。

6、太阳模拟系统智能控制柜

它是模拟器系统的控制核心，智能控制柜安装在操作室内，对模拟器的所有操作全部由其完成，可以控制各路光源开闭，光源亮度，控制升降台的位置，降温风机起停等。

监测主机采用高性能微处理器为主控CPU，大容量数据存储器，可连续存储数据40000条以上，工业控制标准设计，便携式防震结构，大屏幕汉字液晶显示屏(一屏显示多路监测要素,可替代微机)，轻触薄膜按键。适合在恶劣工业环境使用。即可与微机同时监测,又可以断开微机独立监测。

7、雨淋装置

雨淋装置是模拟降雨的人工降雨器，配有增压水泵，可任意调节水流的大小，喷水的 可以根据所测试的样件面积进行定制生产，以满足雨天样件的各种测试实验。

8、控制软件

系统配置电脑端的控制软件，软件界面美观，功能强大，可实现背景灯、模拟灯的明暗控制；模拟灯可以导入时间及功率比例进行自动控制；设定高度角 、方位角，自动运行到位置、设置好经纬度，根据本机时间模拟太阳自动运行到位置；东西上下手动控制等功能。

五、工程案例