ES2643647T3 - Simulador solar - Google Patents

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ES2643647T3 ES11794576.6T ES11794576T ES2643647T3 ES 2643647 T3 ES2643647 T3 ES 2643647T3 ES 11794576 T ES11794576 T ES 11794576T ES 2643647 T3 ES2643647 T3 ES 2643647T3
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Description

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DESCRIPCION
Simulador solar
La invencion se refiere a un simulador solar que comprende al menos un tipo de lampara de descarga de alta intensidad (HID), y al menos un tipo de lampara halogena, lamparas que son aplicadas simultaneamente y estan provistas de un medio de filtro de infrarrojos para proporcionar una mezcla de luz que se aproxima a la luz solar irradiada.
Dicho simulador solar es conocido a partir del documento US 2006/0176694.
El artfculo "Deposicion de revestimientos reflectantes de IR opticamente transparentes sobre vidrio" de Yoldas B.E. et al, Optica Aplicada, Sociedad Optica de EE.UU., Washington DC, US, volumen 23, numero 20, 1 de octubre de 1984, paginas 3638 - 3643, XP 001216399, ISSN: 003-6935 analiza la formacion de pelfculas reflectantes de IR transparentes sobre silice fundido y que cristales de cal sodada. Se presta particular atencion a la provision de unas caractensticas de transmision espectrales que se traducen en unos ahorros de energfa maximos en el uso de iluminaciones incandescentes.
El documento US 5,623,149 da a conocer un simulador solar de fuente doble de alta fidelidad que proporciona una correspondencia espectral de una mayor fidelidad con el espectro solar cero de la masa de aire y se deriva de la luz ultravioleta y visual procedente de una lampara de tungsteno que es filtrada en paso banda por un espejo reflectante caliente y es filtrada en pendiente por un filtro de cristal coloreado con la luz infrarroja procedente de una lampara de tungsteno que es filtrado en paso banda por un espejo reflectante frio y es filtrado en pendiente por un filtro de pelfcula delgada, para que, cuando los componentes luminosos de xenon y de tungsteno se combinen como segmentos espectrales, el espectro del simulador se corresponda tanto con la curva, la forma como la energfa integral del referido espectro solar cero de la masa de aire mientras se atenuan los picos opticos para proporcionar una mayor fidelidad respecto del entero espectro.
El artfculo "Comportamiento altamente reflectante de infrarrojos de ZnO conductor transparente: pelfculas de Ga sintetizadas por bombardeo ionico de megatrones reactivos por cc", de Quan-Bo Ma et al., Chemphyschem, volumen 9, numero 2008, 12 de febrero de 2008, paginas 529 - 532, XP 55023147 analiza la aplicacion de pelfculas de ZnO conductor de gran transparencia para electrodos transparentes, unos materiales de ventana en celulas solares y paneles planos, unos dispositivos de onda acustica de superficie, unos sensores y unos transductores electronicos. El artfculo tambien analiza su aplicacion como revestimiento de espejos reflectantes de IR o reflectores termicos y revestimientos inteligentes en cristales arquitectonicos asf como en otros campos tecnologicos.
En la tecnica precedente es sabido que pueden ser utilizados diversos tipos de lamparas como fuentes de luz dentro de un simulador solar, especialmente lamparas de descarga de alta intensidad (HID) y lamparas halogenas.
Una lampara de descarga de alta intensidad (HID) es un tipo de lampara electrica que produce luz por medio de un arco electrico entre unos electrodos de tungsteno alojados dentro de un cuarzo fundido translucido o transparente o un tubo de arco de aluminio fundido. Ejemplos de lamparas de HID incluyen: lamparas de vapor de mercurio, lamparas de Haluro - metalico (MH), lamparas de MH ceramicas, lamparas de vapor de sodio, lamparas de arco corto de Xenon, las lamparas de HID son tipicamente utilizadas cuando se requieren intensidades de gran luminosidad sobre amplias areas, y cuando se desea obtener eficiencia energetica y / o color preciso.
El tipo mas habitual de lampara tanto para simuladores solares continuos como en simuladores de destellos son las lamparas de arco Xenon. Estas lamparas ofrecen unas grandes intensidades y un espectro no filtrado que se corresponde razonablemente bien con la luz solar (espectro AM 1.5). Sin embargo el espectro Xenon tambien se caracteriza por unos picos transitorios atomicos agudos no deseables, que hacen que el espectro sea menos deseable para algunas aplicaciones espectralmente sensibles. Las lamparas de arco Xenon son tambien relativamente inestables, propensas a fenomenos tales como la oscilacion del plasma y el aluvion termico. Por tanto, estas lamparas requieren un engranaje de control electronico muy sofisticados que se adapten a la simulacion solar. Las lamparas de arco Xenon pueden ser disenadas para bajas potencias o hasta varios kilovatios, suministrando los medios para una iluminacion de areas pequenas o amplias y unas intensidades de bajas a altas.
Se conoce tambien el sistema de aplicar unas lamparas halogenas de tungsteno de cuarzo en simuladores solares. Las lamparas halogenas ofrecen unos espectros que se corresponden muy estrechamente con la radiacion del cuerpo negro, aunque tipicamente con una temperatura de color mas baja y, de esta manera, con un espectro luminoso muy diferente al del sol.
De acuerdo con la invencion, el simulador solar de acuerdo con el preambulo se caracteriza porque los medios de filtro de infrarrojos se materializan como una hoja reflectante termica montada sobre un sustrato transparente, en la que la hoja reflectante termica esta provista de un patron repetitivo de perforaciones. Se ha encontrado que el espectro del simulador solar se beneficia notablemente de la aplicacion de esta hoja reflectante termica. La mejora se aplica, en particular, a la region proxima al infrarrojo, partiendo de una longitud de onda de unos 900 nm.
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El simulador solar de la invencion tiene la ventaja de que puede ser desarrollado con unos costes muy bajos combinando componentes de tecnolog^a reducida generalmente disponibles; es posible desarrollar el simulador solar de la invencion a menos de la mitad de los costes de un simulador solar de acuerdo con la tecnica anterior. Ademas, dentro de los terminos del estandar IEC 60904-9 el simulador solar de la invencion puede equilibrarse sin excesivo esfuerzo al CAA para su correspondencia espectral, la no uniformidad de irradiacion en el plano de prueba y la inestabilidad temporal, respectivamente. Ello resulta bastante impresionante cuando se comprende que este resultado, particularmente con respecto a la correspondencia espectral, se consigue con un primer prototipo todavfa no sintonizado con su rendimiento optimo.
Es preferente que exista una pluralidad de lamparas de descarga de gran intensidad y una pluralidad de lamparas halogenas que se apliquen en una disposicion de forma que cualquier lampara del tipo de las lamparas de descarga de alta intensidad incorpore una lampara o unas lamparas del tipo de las lamparas halogenas como vecinas, y que cualquier lampara del tipo de las lamparas halogenas incorpore una lampara o unas lamparas del tipo de las lamparas de descarga de alta intensidad como vecinas. Esto facilita la mezcla suficiente de luz de ambos tipos de lamparas, y proporciona un espectro luminoso del simulador solar que ofrece una correspondencia estrecha con el espectro del sol, esto es el espectro 1,5 de la Masa del Aire (AM).
Con este fin, es particularmente preferente que una pluralidad de lamparas de descarga de alta intensidad y una pluralidad de lamparas halogenas esten situadas en una disposicion compuesta por filas de lamparas tanto del tipo de lamparas de alta intensidad como del tipo de las lamparas halogenas, de forma que se alternen en cada fila de la disposicion de las lamparas de dichos tipos. Los mejores resultados se consiguen cuando tambien las lamparas en las posiciones proximas en filas adyacentes son de tipos alternos.
Una forma de realizacion preferente adicional presenta la caractenstica de que las lamparas estan situadas en una caja que presenta unas paredes laterales que estan provistas de o que se materializan como unos espejos, de forma que la caja presente un extremo abierto entre las paredes laterales a traves de las cuales se irradia la luz de las lamparas. Esta caractenstica contribuye a la uniformidad de irradiacion del simulador solar y reduce la cantidad exigida de lamparas.
Otra caractenstica preferente adicional es que al menos las lamparas del tipo de las lamparas halogenas estan provistas de un filtro para reducir la radiacion en su espectro de radiacion por encima de una longitud de onda de 1600 nm. Mediante la aplicacion de dicho filtro se puede mejorar la correspondencia espectral del simulador solar. Puede obtenerse facilmente un mdice AAAA de acuerdo con el estandar 60904-9 del IEC.
La correspondencia espectral y la uniformidad de luz del sistema solar se facilitan tambien mediante la caractenstica de que las lamparas del tipo de las lamparas halogenas son controladas para sintonizar su potencia relativa y su espectro irradiado con respecto a la potencia y al espectro irradiado de las lamparas del tipo de descarga de alta intensidad.
A continuacion, se describira con mayor detalle la invencion con referencia a los dibujos que representan un prototipo de un simulador solar de acuerdo con la invencion.
En los dibujos:
- la figura 1 muestra una vista isometrica del simulador solar de la invencion, y
- la figura 2 muestra una vista lateral del simulador solar de acuerdo con la figura 1.
Siempre que en las figuras se apliquen las mismas referencias numerales, estas referencias numerales se refieren a las mismas partes.
Con referencia, en primer lugar, a la figura 1, el simulador solar de la invencion se indica mediante la referencia numeral 1. El simulador 1 solar de la invencion comprende tanto lamparas del tipo 2 de lamparas de descarga de alta intensidad como del tipo 3 de lamparas halogenas, y las lamparas de dichos tipos 2, 3 son aplicadas simultaneamente para proporcionar una mezcla de luz derivada de la lampara o de las lamparas 2 de descarga de alta intensidad y de la lampara o las lamparas 3 halogenas.
Como muestra la figura 1, hay una pluralidad de lamparas 2 de descarga de alta intensidad y una pluralidad de lamparas 3 halogenas que son aplicadas en una disposicion, de manera que cualquier lampara del tipo 2 de lamparas de descarga de alta intensidad ofrezca una lampara o unas lamparas del tipo 3 de lamparas halogenas como vecinas, y que cualquier lampara del tipo 3 de lamparas halogenas incorpore una lampara o unas lamparas del tipo 2 de lamparas de descarga de alta intensidad como vecinas.
Convenientemente, la pluralidad de lamparas 2 de descarga de alta intensidad y la pluralidad de lamparas 3 halogenas estan situadas en una disposicion 4 que comprende unas filas 5, 6, 7, 8 de lamparas tanto del tipo 2 de lamparas de descarga de alta intensidad como del tipo 3 de lamparas halogenas, de forma que en cada fila 5, 6, 7, 8 de la disposicion 4 de lamparas de dichos tipos 2, 3 se situen de forma alternada. Las lamparas en una posicion vecina en una fila adyacente, de modo preferente, son tambien de tipos alternos, lo que se muestra claramente en la
figura 2. El numero de filas as^ como el numero de lamparas de cualquier fila puede seleccionarse en cualquier valor para cumplir los requisitos de una situacion concreta.
La figura 1 muestra que las lamparas del simulador 1 solar estan situadas en una caja 9 que presenta unas paredes laterales 10, 11, 12, 13 que, en este ejemplo, se materializan en forma de espejos. La caja 9 presenta unos medios 5 14 de filtro de infrarrojos materializados como una hoja reflectante caliente montada sobre un sustrato transparente,
que esta situada entre las paredes laterales 10, 11, 12, 13 y hacia las cuales se irradia la luz de las lamparas. La hoja reflectante de calor esta provista de un patron repetitivo de perforaciones, que se puede apreciar mejor en la figura 2. En el emplazamiento del sustrato de los medios 14 de filtro que esta situado opuesto a las lamparas puede situarse un objeto de prueba.
10 Aunque no es esencial, debe tambien subrayarse que al menos las lamparas de tipo 3 de lamparas halogenas pueden estar provistas de un filtro para reducir la radiacion en su espectro de radiacion por encima de una longitud de onda de 1600 nm. Esto no se muestra en las figuras pero se puede desarrollar facilmente disponiendo, por ejemplo, un filtro de policarbonato entre las lamparas 3 halogenas y los medios 14 de filtro. De modo ventajoso, asf mismo, las lamparas del tipo 3 de lamparas halogenas son controladas para sintonizar su potencia relativa y su
15 espectro irradiado con referencia a la potencia y al espectro irradiado de las lamparas del tipo 2 de lamparas de descarga de alta intensidad para obtener una distribucion de luz uniforme y una correspondencia optima con el espectro solar.

Claims (7)

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    REIVINDICACIONES
    1. - Simulador (1) solar que comprende al menos un tipo (2) de lampara de descarga de alta intensidad (HID), y al menos un tipo (3) de lampara halogena, lamparas que se aplican simultaneamente y que estan provistas de unos medios de filtro de infrarrojos para proporcionar una mezcla de luz que se aproxima a la luz solar irradiada, caracterizado porque los medios de filtro de infrarrojos se materializan como una hoja termorreflectante montada sobre un sustrato transparente, en el que la hoja termorreflectante esta provista de un patron repetitivo de perforaciones
  2. 2. - Simulador (1) solar de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque hay una pluralidad de lamparas (2) de descarga de alta intensidad y una pluralidad de lamparas (3) halogenas que se aplican en una disposicion (4) de manera que cualquier lampara del tipo (2) de lamparas de descarga de alta intensidad presenta una lampara o unas lamparas del tipo (3) de lamparas halogenas como vecina, y porque cualquier lampara del tipo (3) de lamparas halogenas presenta una lampara o unas lamparas del tipo (2) de lamparas halogenas de descarga de alta intensidad como vecina.
  3. 3. - Simulador (1) solar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una pluralidad de lamparas (2) de descarga de alta intensidad y una pluralidad de lamparas (3) halogenas estan situadas en una disposicion (4) que comprende unas filas (5, 6, 7, 8) de lamparas, tanto del tipo (2) de lamparas de descarga de alta intensidad como del tipo (3) de lamparas halogenas, de manera que, en cada fila de la disposicion (4), las lamparas de dichos tipos (2, 3) estan alternadas.
  4. 4. - Simulador (1) solar de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado porque las lamparas en las posiciones vecinas en las filas (5, 6, 7, 8) adyacentes son de tipos alternos.
  5. 5. - Simulador (1) solar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 4, caracterizado porque las lamparas estan situadas en una caja (9) que presenta unas paredes laterales (10, 11, 12, 13) que estan provistas o que se materializan como espejos, y la caja (9) presenta un extremo (14) abierto entre las paredes laterales (10, 11, 12, 13) hacia el cual se irradia la luz de las lamparas.
  6. 6. - Simulador (1) solar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 5, caracterizado porque al menos las lamparas del tipo (3) de lamparas halogenas estan provistas de un filtro para reducir la radiacion en su espectro de radiacion por encima de una longitud de onda de 1600 nm.
  7. 7. - Simulador (1) solar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 6, caracterizado porque las lamparas del tipo (3) de lamparas halogenas son controladas para sintonizar su potencia relativa y su espectro irradiado con referencia a la potencia y al espectro irradiado de las lamparas del tipo (2) de lamparas de descarga de alta intensidad.
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