CN109067362A - 柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置及方法，该模拟装置包括：内部为真空的试验罐、吊挂于试验罐内的柔性太阳电池电路板、设置在试验罐内，用于对柔性太阳电池电路板进行光照及试验罐内温度进行控制的光源系统、设置在柔性太阳电池电路板上的第一振动模块、设置在试验罐内并与第一振动模块配合的第二振动模块及试验控制系统。本发明可以解决柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟的难题，及早对柔性太阳电池电路的性能进行测试验证，为产品的可靠性进行考核，推动了柔性太阳电池阵工程应用进度。

Description

柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置及方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池阵技术领域，具体涉及柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置及方法。
背景技术
太阳电池阵是一种利用光生伏特效应将光能直接转换为电能的半导体器件。柔性太阳电池阵具有高质量比功率，大面积等特性成为大功率太阳电池阵应用的方向。然而柔性太阳电池阵技术新，国内还未成熟应用，在轨适应性能还未能全部验证。
目前本技术领域中还未见有关柔性太阳电池电路机电热综合环境模拟的相关报道。为了在地面研制阶段及早暴露柔性太阳电池电路制作相关性能，开展地面综合试验成为型号研制的必要途径之一。因此，业界急需一种柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置及方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置及方法，以解决柔性太阳电池电路机电热综合环境试验的问题。
为达到上述目的，本发明提供了一种柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置，其包括：内部为真空的试验罐、吊挂于试验罐内的柔性太阳电池电路板、设置在试验罐内，用于对柔性太阳电池电路板进行光照及试验罐内温度进行控制的光源系统、设置在柔性太阳电池电路板上的第一振动模块、设置在试验罐内并与第一振动模块配合的第二振动模块及试验控制系统；所述试验控制系统与试验罐连接，用于监测试验罐内温度；所述试验控制系统与柔性太阳电池电路板连接，用于监测柔性太阳电池电路板输出功率；所述试验控制系统分别与第一振动模块和第二振动模块连接，用于通过调节第一振动模块及第二振动模块之间的电磁力来使柔性太阳电池电路板做往复摇摆振动并监测振动次数。
上述的柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置，其中，所述柔性太阳电池电路板包括：吊挂于试验罐内的框架、设置在框架上的太阳电池模块及用于对柔性太阳电池电路板提供张紧力的张力控制模块。
上述的柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置，其中，所述光源系统发出光的波长范围为300nm～1800nm。
上述的柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置，其中，该装置还包括与试验罐连接，用于对试验罐抽真空的真空系统。
上述的柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置，其中，所述试验罐内设置有用于吊挂柔性太阳电池电路板的吊钩。
本发明还提供了一种基于上述的柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置的柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟方法，其包括以下步骤：
步骤1：关闭试验罐，并对试验罐进行抽真空以达到试验所需真空度；
步骤2：打开光源系统以模拟在轨光照，对柔性太阳电池电路板进行辐射加热，同时对试验罐内进行温度控制；
步骤3：打开试验控制系统，监测柔性太阳电池电路板输出功率及试验罐内温度；
步骤4：通过试验控制系统调节第一振动模块及第二振动模块之间的电磁力，使柔性太阳电池电路板做往复摇摆振动并监测振动次数；
步骤5：当试验控制系统监测到柔性太阳电池电路板振动次数达到试验要求时，关闭光源系统，待试验罐内温度降至室温时打开试验罐，对柔性太阳电池电路板进行检查。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
实验已经证明，本发明通光源系统对太阳电池电路板进行光照，以测试柔性太阳电池电路板功率输出性能；通过光源系统和试验罐模拟空间温度，对柔性太阳电池电路热特性进行考核；通过电磁振动控制对柔性太阳电池振动、变形(柔性太阳电池板展开角度、展开频率)等进行验证，模拟柔性太阳电池电路在轨振动特性。通过本装置，对柔性太阳电池电路在轨机电热进行模拟，对产品的性能进行考核。
本发明可以解决柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟的难题，及早对柔性太阳电池电路的性能进行测试验证，为产品的可靠性进行考核，推动了柔性太阳电池阵工程应用进度。
本发明所提供的一种柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置及方法，将为柔性太阳电池阵工程化应用提供保障，将为低轨观测卫星、高轨卫星、我国空间站等一系列的飞行器提供广阔的应用市场。该技术创新填补国内了空白，提高我国柔性太阳电池阵的应用水平，为国防做出贡献。
附图说明
图1为本发明提供的一种柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中柔性太阳电池电路板与光源系统位置关系示意图；
图3为本发明实施例中柔性太阳电池电路板与第一振动模块及第二振动模块相对位置关系图；
图4为本发明实施例中柔性太阳电池电路板上第一振动模块与试验罐内第二振动模块相对关系图。
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步的描述，这些实施例仅用于说明本发明，并不是对本发明保护范围的限制。
如图1-图4所示，本发明提供了一种柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置，其包括：内部为真空的试验罐1，试验罐1内可以达到10-6Pa的真空度、吊挂于试验罐1内的柔性太阳电池电路板、设置在试验罐1内，用于对柔性太阳电池电路板进行光照及试验罐1内温度进行控制的光源系统3、设置在柔性太阳电池电路板上的第一振动模块41、设置在试验罐1内并与第一振动模块41配合的第二振动模块42及试验控制系统5；所述试验控制系统5与试验罐1连接，用于监测试验罐1内温度；所述试验控制系统5与柔性太阳电池电路板连接，用于监测柔性太阳电池电路板输出功率；所述试验控制系统5分别与第一振动模块41和第二振动模块42连接，用于通过电磁控制方式调节第一振动模块41及第二振动模块42之间的电磁力来使柔性太阳电池电路板做往复摇摆振动并监测振动次数。当通过调节第一振动模块41和第二振动模块42之间的电磁力使柔性太阳电池电路板振动幅度达到预设值(例如30cm)时，断开第一振动模块41和第二振动模块42之间的电磁吸引力，此时第一振动模块41和第二振动模块42之间为排斥力作用，柔性太阳电池电路板受反向力而反向运动，即柔性太阳电池电路板开始沿第一振动模块41和第二振动模块42之间距离增大或减少的方向往复运动，以模拟在轨振动。
所述柔性太阳电池电路板包括：吊挂于试验罐1内的框架21、设置在框架21上的太阳电池模块22及用于对柔性太阳电池电路板提供张紧力的张力控制模块23，以模拟柔性太阳电池电路在轨受力状态。张力控制主要是对柔性太阳电池电路板提供张紧力，使产品具有一定的刚度同时保持板面具有一定的平面度。所述光源系统3发出光的波长范围为300nm～1800nm。该装置还包括与试验罐1连接，用于对试验罐1抽真空的真空系统。所述试验罐1内设置有用于吊挂柔性太阳电池电路板的吊钩。
本发明还提供了一种基于上述的柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置的柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟方法，其包括以下步骤：
步骤1：关闭试验罐1，并对试验罐1进行抽真空以达到试验所需真空度；
步骤2：打开光源系统3以模拟在轨光照，对柔性太阳电池电路板进行辐射加热，同时对试验罐1内进行温度控制；
步骤3：打开试验控制系统5，监测柔性太阳电池电路板输出功率及试验罐1内温度；
步骤4：通过试验控制系统5调节第一振动模块41及第二振动模块42之间的电磁力，使柔性太阳电池电路板做往复摇摆振动并监测振动次数；
步骤5：当试验控制系统5监测到柔性太阳电池电路板振动次数达到试验要求时，关闭光源系统3，待试验罐1内温度降至室温时打开试验罐1，对柔性太阳电池电路板进行检查。
综上所述，实验已经证明，本发明通光源系统对太阳电池电路板进行光照，以测试柔性太阳电池电路板功率输出性能；通过光源系统和试验罐模拟空间温度，对柔性太阳电池电路热特性进行考核；通过电磁振动控制对柔性太阳电池振动、变形(柔性太阳电池板展开角度、展开频率)等进行验证，模拟柔性太阳电池电路在轨振动特性。通过本装置，对柔性太阳电池电路在轨机电热进行模拟，对产品的性能进行考核。
本发明可以解决柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟的难题，及早对柔性太阳电池电路的性能进行测试验证，为产品的可靠性进行考核，推动了柔性太阳电池阵工程应用进度。
本发明所提供的一种柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置及方法，将为柔性太阳电池阵工程化应用提供保障，将为低轨观测卫星、高轨卫星、我国空间站等一系列的飞行器提供广阔的应用市场。该技术创新填补国内了空白，提高我国柔性太阳电池阵的应用水平，为国防做出贡献。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置，其特征在于，其包括：内部为真空的试验罐、吊挂于试验罐内的柔性太阳电池电路板、设置在试验罐内，用于对柔性太阳电池电路板进行光照及试验罐内温度进行控制的光源系统、设置在柔性太阳电池电路板上的第一振动模块、设置在试验罐内并与第一振动模块配合的第二振动模块及试验控制系统；所述试验控制系统与试验罐连接，用于监测试验罐内温度；所述试验控制系统与柔性太阳电池电路板连接，用于监测柔性太阳电池电路板输出功率；所述试验控制系统分别与第一振动模块和第二振动模块连接，用于通过调节第一振动模块及第二振动模块之间的电磁力来使柔性太阳电池电路板做往复摇摆振动并监测振动次数。
2.如权利要求1所述的柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置，其特征在于，所述柔性太阳电池电路板包括：吊挂于试验罐内的框架、设置在框架上的太阳电池模块及用于对柔性太阳电池电路板提供张紧力的张力控制模块。
3.如权利要求1所述的柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置，其特征在于，所述光源系统发出光的波长范围为300nm～1800nm。
4.如权利要求1所述的柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置，其特征在于，该装置还包括与试验罐连接，用于对试验罐抽真空的真空系统。
5.如权利要求1所述的柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置，其特征在于，所述试验罐内设置有用于吊挂柔性太阳电池电路板的吊钩。
6.一种基于权利要求1-5任一项所述的柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟装置的柔性太阳电池电路在轨机电热综合环境模拟方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤1：关闭试验罐，并对试验罐进行抽真空以达到试验所需真空度；
步骤2：打开光源系统以模拟在轨光照，对柔性太阳电池电路板进行辐射加热，同时对试验罐内进行温度控制；
步骤3：打开试验控制系统，监测柔性太阳电池电路板输出功率及试验罐内温度；
步骤4：通过试验控制系统调节第一振动模块及第二振动模块之间的电磁力，使柔性太阳电池电路板做往复摇摆振动并监测振动次数；
步骤5：当试验控制系统监测到柔性太阳电池电路板振动次数达到试验要求时，关闭光源系统，待试验罐内温度降至室温时打开试验罐，对柔性太阳电池电路板进行检查。
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