Définition et définition du terme « simulation solaire »
La simulation solaire désigne la reproduction artificielle de la lumière solaire en laboratoire afin de tester des matériaux, des systèmes et des procédés selon des normes établies. On distingue deux principaux types:
- Simulation solaire optique/physique: utilisation de lampes et de systèmes d’éclairage (sujet principal de cette étude).
- Simulation informatique: calcul, par logiciel, des rendements énergétiques des systèmes photovoltaïques.
Objectifs et applications
- Essais de matériaux: Résistance aux rayonnements UV, visibles et infrarouges.
- Photovoltaïque: Essais de conformité aux normes des cellules et modules solaires (rendement, vieillissement).
- Automobile: Essais en chambre climatique et sur toitures solaires.
- Sciences de la vie: Expériences photobiologiques, essais de produits de protection cutanée.
- Photochimie: Études de dégradation et de réactions.
Principes fondamentaux: Spectre et caractéristiques du rayonnement
| Portée | Longueur d'onde (nm) | Effet sur les matériaux |
|---|---|---|
| UV-C | 100–280 | Effet photochimique important, vieillissement rapide des matériaux |
| UV-B | 280–315 | Changement de couleur, dégradation du polymère |
| UV-A | 315–400 | Dégradation à long terme, vieillissement visuel |
| Visible | 400–780 | Aspect des couleurs, photométrie |
| Infrarouge (IR) | 780–4000 | Exposition à la chaleur, dilatation, contraintes |
Mise en œuvre technique de la simulation solaire
Sources lumineuses:
- Lampes au xénon – meilleure approximation spectrale de la lumière solaire (AM1.5G).
- Lampes aux halogénures métalliques (RSI/HRI) – haute efficacité, éclairage de grande surface.
- Systèmes LED – spectre réglable, longue durée de vie.
- Lampes UV haute pression – composants ciblés pour les tests d’exposition aux UV.
Éléments optiques:
- Filtres (pour l’adaptation spectrale)
- Collimateurs (pour l’homogénéisation du rayonnement)
- Réflecteurs (pour l’augmentation de la puissance)
Paramètres de performance:
| Paramètre | Signification | Exigence standard (CEI 60904-9) |
|---|---|---|
| Correspondance spectrale | Écart par rapport au spectre de référence | ≤ ± 25 % par bande de longueur d'onde (Classe A) |
| Homogénéité | Uniformité sur la zone de test | ± 2 % (Classe A) |
| Stabilité | Fluctuation au fil du temps | ≤ ± 2 % en 10 min (Classe A) |
Classification selon les normes
Exemple: IEC 60904-9 et ASTM E927
| Classe | Correspondance spectrale | Homogénéité | Stabilité |
|---|---|---|---|
| A | ≤ ±25 % | ≤ ±2 % | ≤ ±2 % |
| B | ≤ ±40 % | ≤ ±5 % | ≤ ±5 % |
| C | ≤ ±60 % | ≤ ±10 % | ≤ ±10 % |
Conseil: Pour les tests photovoltaïques, la classe A+A+A+ est recommandée afin d’obtenir une précision optimale.
Comparaisons d’images (Suggestions pour le contenu visuel)
- Spectre de la lumière solaire vs. lampe HRI – Diagramme illustrant la distribution spectrale de puissance (AM1.5G vs. HRI).
- Configuration de test dans une chambre climatique photovoltaïque – Photo d’une chambre équipée d’un réseau de lampes HRI.
- Test d’homogénéité – Image thermique ou cartographie par luxmètre de la zone de test.
Avantages par rapport aux essais sur le terrain – Reproductibilité
- Vieillissement accéléré
- Conformité aux normes
- Compatibilité avec la température, l'humidité et l'altitude
Conclusion
Les simulateurs solaires sont essentiels à la recherche, au développement et à l'assurance qualité. Grâce à une qualité spectrale conforme aux normes, une irradiation homogène et une grande stabilité, ils fournissent des résultats fiables, des tests de modules photovoltaïques à l'analyse du vieillissement des matériaux. Radium TECH propose des systèmes de lampes tels que les émetteurs HRI et Suprasol-HTC, utilisés pour la simulation solaire conforme aux normes.