太阳模拟器基本参数测量技术研究(2)
3.2.3 通过测量照度间接计算亮度 14
3.3 太阳模拟器其他参数的测量 15
3.3.1 辐照不均匀度的测量 15
3.3.2 辐照不稳定度测量 16
4 太阳模拟器参数测量方案 错误!未定义书签。
4.1 技术要求 17
4.2 辐照度测量方案 17
4.2.1 方案选择 17
4.2.2 测量仪器 18
4.2.3 测量方法 18
4.3 辐亮度测量方案 18
4.3.1 测量方案 18
4.3.2 测量仪器 18
致谢 19
结论 20
1 引言
1.1 研究背景
能源是工业社会的血液，随着工业的进步，世界范围内对能源的需求将越来越大，然而对现有一次能源的消耗将使得可以方便使用的能源越来越少。同时，大部分的一次能源的消耗都伴随着环境的污染。在这样的背景下，二次、三次能源等可再生的清洁能源在现代能源结构中占的比例将越来越大。太阳能，作为最直接、最普遍、发展历史最长的新能源，其发展也推动了与之相关的很多产业的发展，如硅材料工业，逆变器工业及太阳模拟器等。
太阳模拟器是一种试验与检测设备，用来模拟太阳光辐照特性 [1]。与太阳能相关的产品应用前需要进行性能的测试，但太阳光照是一种自然条件，并不能进行非常完美的人工干预调节，为了满足太阳能设备在特定太阳条件下的测试，太阳模拟器就应运而生。人们可以通过太阳模拟器选择光照条件，从而对光伏产品进行相应的调试或测试。
太阳模拟器已经逐渐发展出自己的产业链，其各个部件与其制造的各个环节都离不开高精密、高可操作性的测试技术，科学的测试技术是其高精度的关键，同时也制约着与其相关的太阳能产品的质量。
1.2 太阳光谱与太阳常数
太阳光经过色散元件色散后，形成不同的颜色分布，包括可见光范围与不可见光范围，具体地，太阳光谱包括、红外线、可见光、紫外线、等波谱范围[2]。
波长为10—106nm的电磁波被称为光波，其中波长380—780nm为可见光，能够使人眼产生视觉反应，波长10—380nm的为紫外线，波长300—380nm称为近紫外线，波长200—300nm称为远紫外线，波长10—200nm称为极远紫外线，而波长780—106nm的则是红外线。太阳模拟器测量的光谱范围一般在可见光与近红外范围之内。
图1 太阳光谱
太阳常数定义为在日地平均距离条件下，大气最上层界面垂直接收到的太阳辐射通量密度。以S.表示，单位为W/m2[*]。它的值相对稳定，可以认为是常数，但有时会依据受到太阳活动的影响而变化，如太阳黑子爆发等。但是太阳常数受到的是气候的长期变化带来的影响，而不是短期的影响。太阳常数测量时需要包括所有形式的太阳产生的辐射，而不是只是在可见光范围内[3]。在本课题中，太阳常数即理解为太阳光谱辐照度。
1.3 太阳模拟器分类
太阳模拟器按光谱类型可分为AMO和AM1.5型光谱。其中AMO型太阳模拟器适用于模拟外层空间阳光；AM1.5型太阳模拟器适用于模拟地面阳光[1]。