一、發(fā)光機(jī)制與能耗
1、氙燈太陽(yáng)光模擬器
氙燈是利用高壓電流激發(fā)惰性氣體氙氣發(fā)光。其發(fā)光機(jī)制決定了它的能耗相對(duì)較高。在工作過(guò)程中，需要持續(xù)提供較高的電壓和電流來(lái)維持氙氣的電離狀態(tài)，從而產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的光線。而且，氙燈的光譜范圍比較寬，包含了許多不必要的波長(zhǎng)成分，在過(guò)濾和調(diào)整光譜的過(guò)程中會(huì)損失一部分能量。
例如，在一些大功率氙燈太陽(yáng)光模擬器中，為了達(dá)到較高的光照強(qiáng)度（如數(shù)千瓦甚至上萬(wàn)瓦），其耗電量非常巨大，并且大部分電能轉(zhuǎn)化為熱量而非有效的模擬光能。
2、LED太陽(yáng)光模擬器
LED（發(fā)光二極管）是通過(guò)半導(dǎo)體材料中的電子和空穴復(fù)合發(fā)光。它的發(fā)光效率相對(duì)較高，因?yàn)槠涔怆娹D(zhuǎn)換效率比傳統(tǒng)的白熾燈或氙燈高很多。LED可以直接將電能轉(zhuǎn)換為特定波長(zhǎng)的光能，減少了能量在非目標(biāo)光譜區(qū)域的損耗。
以常見的模擬器為例，它可以根據(jù)需要精確控制不同波長(zhǎng)的LED發(fā)光，避免了像氙燈那樣產(chǎn)生過(guò)多無(wú)用光譜而造成的能量浪費(fèi)。而且，LED的工作電壓和電流相對(duì)較低，在實(shí)現(xiàn)相同光照強(qiáng)度的情況下，其功率消耗要比氙燈小很多。
二、能耗對(duì)比實(shí)例
1、小型設(shè)備范疇
對(duì)于一些小型的太陽(yáng)光模擬器應(yīng)用，如實(shí)驗(yàn)室中對(duì)小型材料樣品進(jìn)行測(cè)試的設(shè)備。氙燈太陽(yáng)光模擬器功率可能在數(shù)百瓦，而具有相同光照強(qiáng)度和光譜特性的太陽(yáng)光模擬器功率可能只有幾十瓦。例如，一個(gè)小型氙燈太陽(yáng)光模擬器功率為300瓦，用于模擬一定強(qiáng)度的太陽(yáng)光，而同等光照條件（光照強(qiáng)度、光譜分布等）的太陽(yáng)光模擬器可能僅需要50-100瓦左右的功率，能耗降低約67%-83%。
2、大型設(shè)備范疇
在大型的太陽(yáng)能測(cè)試場(chǎng)等場(chǎng)景下，這種能耗差異更加明顯。如果使用大功率氙燈太陽(yáng)光模擬器來(lái)模擬太陽(yáng)光照射大面積的太陽(yáng)能電池板陣列，其功率可能達(dá)到數(shù)千瓦甚至數(shù)十千瓦。而采用太陽(yáng)光模擬器，由于其高效的發(fā)光特性，可能只需要氙燈模擬器功率的30%-50%就能達(dá)到相同的模擬效果。比如，一個(gè)10千瓦的氙燈太陽(yáng)光模擬器，同樣模擬條件下的太陽(yáng)光模擬器可能僅需3-5千瓦的功率，可節(jié)省大量能源。
LED太陽(yáng)光模擬器在能耗方面相較于傳統(tǒng)的氙燈太陽(yáng)光模擬器具有明顯的優(yōu)勢(shì)，具體能耗降低幅度根據(jù)設(shè)備規(guī)模、應(yīng)用場(chǎng)景等因素有所不同，但總體上在小型到大型設(shè)備范疇內(nèi)都能大幅降低能源消耗。
