CN105097966A - 一种双反射式聚光太阳电池阵 - Google Patents

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贾巍
王训春
黄三玻
朱亚雄
陈萌炯
刘智
陆剑峰
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Shanghai Institute of Space Power Sources
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    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

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Abstract

一种双反射式聚光太阳电池阵，包括太阳电池阵基板、太阳电池电路、太阳电池阵两侧聚光系统和太阳电池阵阵面聚光器；太阳电池阵两侧聚光系统由形状记忆合金翼梁和大面积柔性反光镜组成，太阳电池阵两侧聚光系统平面与太阳电池阵平面夹角120o，太阳电池阵两侧聚光系统面积和太阳电池阵面积相等；太阳电池电路封装在太阳电池阵基板上，其走向与太阳电池阵两侧聚光系统轴垂直；太阳电池阵阵面聚光器为人字形状，夹角为60o，人字形两边长度与太阳电池长边相同，太阳电池阵阵面聚光器在阵面安装径向与太阳电池阵两侧聚光系统和太阳电池阵连接轴向垂直。本发明的双反射式聚光太阳电池阵几何聚光比达到4，从而提高太阳电池阵效率，有效降低太阳电池阵成本。

Description

一种双反射式聚光太阳电池阵
技术领域
本发明涉及卫星技术应用领域，具体为一种双反射式聚光太阳电池阵。
背景技术
随着航天器对电源功率需求的日益提高、使用昂贵的高效率多结砷化稼太阳电池的日益增多，人们迫切希望太阳阵提高比功率和降低成本。为此，从事航天的国家都在致力于开发先进太阳阵技术，聚光太阳电池阵(以下简称聚光阵)就是其中很有前途的空间太阳能电源的一个发展方向。业已开发的聚光阵，根据太阳光经过聚光器到达太阳电池上的方式，可以分为折射式和反射式两类。折射聚光阵是通过透镜聚光器界面的折射将太阳光会聚到电池上，反射聚光阵则是通过镜面聚光器的反射将太阳光会聚到电池上。相比较而言，反射聚光阵技术难度低，无需复杂透镜展开机构，更适合于我国现有的技术水平。
1994年，美国宇航局(NASA)和空军PhilliPs实验室创议发展AstroEdge反射聚光阵，用于“克拉克”(Clark)小卫星。AstroEdge聚光阵由主翼和副翼组成。副翼为反光镜，将光均匀反射到主翼太阳电池阵上；美国AEC-ABLEEngineering公司（即现在ATK公司）在G-STAR聚光阵的基础上进行改进，开发了一种更为实用的CellSaver反射聚光阵，发射前太阳电池组件与反射镜合拢，发射后太阳翼展开时钛箔利用自身的弹力自动展开，不会影响其合拢储存和展开结构。但是上述反射聚光阵几何聚光比均小于2，不利于进一步降低成本。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，本发明提供了一种双反射式聚光太阳电池阵，其结构简单、几何聚光比达到4，从而提高太阳电池阵效率，有效降低太阳电池阵成本。
为了解决本发明的上述技术问题，本发明提供的解决方案是提供一种双反射式聚光太阳电池阵，包括太阳电池阵基板、太阳电池电路、太阳电池阵两侧聚光系统和太阳电池阵阵面聚光器；太阳电池阵两侧聚光系统由形状记忆合金翼梁和大面积柔性反光镜组成，太阳电池阵两侧聚光系统平面与太阳电池阵平面夹角120o，太阳电池阵两侧聚光系统面积和太阳电池阵面积相等；太阳电池电路封装在太阳电池阵基板上，其走向与太阳电池阵两侧聚光系统轴垂直；太阳电池阵阵面聚光器为人字形状，夹角为60o，人字形两边长度与太阳电池长边相同，太阳电池阵阵面聚光器在阵面安装径向与太阳电池阵两侧聚光系统和太阳电池阵连接轴向垂直。
进一步，所述大面积柔性反光镜由聚酰亚胺薄膜上蒸镀铝（Al）后，蒸镀二氧化硅（SiO2）形成的结构。
进一步，太阳电池阵阵面聚光器由在钛膜上蒸镀铝后，蒸镀二氧化硅形成的结构。
本发明的双反射式聚光太阳电池阵，采用双反射式聚光系统，与现有技术相比，可以将反射式太阳电池阵的几何聚光比提高一倍，进一步降低成本并提高太阳电池阵的质量比功率。该太阳电池阵结构简单，无需复杂的展开机构，采用柔性薄膜的聚光系统，不会增加太阳电池阵的收拢体积。。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明设计的双反射式聚光太阳电池阵结构示意图；
图2为本发明设计的双反射式聚光太阳电池阵局部剖视图；
图3为采用本发明设计的双反射式聚光太阳电池阵A向视图；
图4为采用本发明设计的双反射式聚光太阳电池阵B向视图；
图5为本发明的双反射式聚光太阳电池阵两侧聚光系统聚光光路图；
图6为本发明设计的双反射式聚光太阳电池阵阵面聚光器聚光光路图。
图中1为太阳电池阵基板，2为太阳电池电路，3为形状记忆合金翼梁，4为大面积柔性反光镜，5为太阳电池阵阵面聚光器。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。
本发明实施例的双反射式聚光太阳电池阵包括（见图1、图2）：太阳电池阵基板1、太阳电池电路2、太阳电池阵两侧聚光系统（形状记忆合金翼梁3和大面积柔性反光镜4）和太阳电池阵阵面聚光器5，太阳电池阵两侧聚光系统平面与太阳电池阵平面夹角120o，太阳电池阵两侧聚光系统面积和太阳电池阵面积相等；太阳电池电路2封装在太阳电池阵基板1上，其走向与太阳电池阵两侧聚光系统轴垂直；太阳电池阵阵面聚光器5为人字形状，夹角为60o，人字形两边长度与太阳电池长边相同，太阳电池阵阵面聚光器5在阵面安装径向与太阳电池阵两侧聚光系统和太阳电池阵连接轴向垂直。
所述双反射式聚光太阳电池阵的制作方法，包括以下步骤：
1）在太阳电池阵基板1上相应位置封装太阳电池电路2，太阳电池电路2走向与两侧安装聚光系统轴垂直；
2）在太阳电池电路2之间位置安装人字形阵面聚光器5，人字形两边长度d与太阳电池长边d（见图3）；
3）安装由形状记忆合金3和大面积柔性反光镜4构成的太阳电池阵两侧聚光系统，两侧聚光系统与太阳电池阵平面夹角120o（见图4）；
4）完成双反射式聚光太阳阵制造。
综上所述，本发明具体涉及一种双反射式聚光太阳阵，通过双反射式聚光系统，如图5和图6所示，可以将反射式太阳电池阵的几何聚光比提高一倍，进一步降低成本并提高太阳电池阵的质量比功率。该太阳电池阵结构简单，无需复杂的展开机构，采用柔性薄膜的聚光系统，不会增加太阳电池阵的收拢体积。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

Claims (3)

1.一种双反射式聚光太阳电池阵，其特征在于，包括：太阳电池阵基板、太阳电池电路、太阳电池阵两侧聚光系统和太阳电池阵阵面聚光器；
所述太阳电池阵两侧聚光系统由形状记忆合金翼梁和大面积柔性反光镜组成，太阳电池阵两侧聚光系统平面与太阳电池阵平面夹角120o，太阳电池阵两侧聚光系统面积和太阳电池阵面积相等；
所述太阳电池电路封装在太阳电池阵基板上，其走向与太阳电池阵两侧聚光系统轴垂直；
所述太阳电池阵阵面聚光器为人字形状，夹角为60o，人字形两边长度与太阳电池长边相同，太阳电池阵阵面聚光器在阵面安装径向与太阳电池阵两侧聚光系统和太阳电池阵连接轴向垂直。
2.根据权利要求1所述的双反射式聚光太阳电池阵，其特征在于，所述大面积柔性反光镜由聚酰亚胺薄膜上蒸镀铝后，蒸镀二氧化硅形成的结构。
3.根据权利要求1所述的双反射式聚光太阳电池阵，其特征在于，所述太阳电池阵阵面聚光器由在钛膜上蒸镀铝后，蒸镀二氧化硅形成的结构。
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CN106452339A (zh) * 2016-11-04 2017-02-22 上海空间电源研究所 一种低温反射聚光太阳电池阵

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