JP2004090817A

JP2004090817A - 太陽発電衛星

Info

Publication number: JP2004090817A
Application number: JP2002256169A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Murakami; 村上　淳
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】発生した熱歪みを吸収してパネルなどの各部材に作用する熱応力を抑制できる太陽発電衛星を提供する。
【解決手段】複数のパネル１を並列して組み合わせたパネル構造物を有する太陽発電衛星は、パネル１どうしを連結する連結装置２を備えている。連結装置２は、パネル１どうしを回動可能に連結するヒンジ部１０と、ヒンジ部１０の回動により並列状態に展開されたパネル１どうしの接離方向への移動を許容する移動部２０とを備えている。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のパネルを有する太陽発電衛星に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
太陽発電衛星システムは、静止軌道上に太陽発電衛星を打ち上げ、太陽電池から得た電力をマイクロ波に変換し、地上の受電整流設備に伝送し、受電整流設備において衛星から得たエネルギーを再び電力に変換するシステムである。この方法は、地上に太陽電池を並べる方法に比べて一日中エネルギーが得られるという利点がある。
【０００３】
太陽発電衛星は複数のパネルをヒンジ部を介して組み合わせたものである。太陽発電衛星を宇宙空間に打ち上げる際には、太陽発電衛星は複数のパネルをヒンジ部を介して折り畳んだ状態でロケット等の宇宙機に搭載される。そして、宇宙空間に移送された太陽発電衛星は折り畳まれた複数のパネルを宇宙空間で展開する。ここで、パネルのそれぞれは、１辺が例えば１〜２ｍ程度のものであり、このパネルを組み合わせることにより全体として、例えば１辺が１ｋｍのパネル構造物が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した太陽発電衛星が宇宙空間に配された際、太陽光が照射される部分と照射されない部分との温度が大きくなると熱歪みが発生し、パネルやヒンジ部に過度の熱応力が発生するという問題が生じる。特に、パネル構造物が上述したように１辺が例えば１ｋｍ程度と大型である場合、熱歪みの発生は顕著である。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、発生した熱歪みを吸収してパネルなどの各部材に作用する熱応力を抑制できる太陽発電衛星を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の太陽発電衛星は、複数のパネルを並列して組み合わせたパネル構造物を有する太陽発電衛星であって、前記パネルどうしを連結する連結装置を備え、前記連結装置は、前記パネルどうしを回動可能に連結するヒンジ部と、前記ヒンジ部の回動により並列状態に展開された前記パネルどうしの接離方向への移動を許容する移動部とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、展開されて並列状態となったパネルどうしの接離方向への移動を許容する移動部を設けたことにより、各パネル間における熱膨張量の違いにより熱歪みが生じた場合にも、移動部の移動により熱歪みを吸収できる。したがって、パネルなどの各部材に作用する熱応力を抑制できる。
【０００７】
本発明の太陽発電衛星において、前記パネルどうしを並列状態に展開したときの前記ヒンジ部の回動を規制するストッパ部を備えることを特徴とする。
これによれば、パネルどうしを展開することにより形成されるパネル構造物の強度を維持できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の太陽発電衛星について図面を参照しながら説明する。図１は太陽発電衛星の一実施形態を示す模式図、図２はパネルどうしを連結する連結装置を示す図である。
図１において、太陽発電衛星Ｓは、複数のパネル１とパネル１どうしを連結する複数の連結装置２とを備えている。パネル１どうしは並列に設けられておりこれら並列に組み合わせた複数のパネル１によりパネル構造物Ｐが形成される。
【０００９】
ここで、以下の説明において、パネル１の板面の法線方向をＺ軸方向、パネル１の板面に沿う方向であって、並列に並ぶパネル１の第１の方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交する方向であって、並列に並ぶパネル１の第２の方向をＹ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりのそれぞれの方向を、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１０】
太陽発電衛星Ｓのパネル構造物Ｐは太陽電池を有している。そして、太陽発電衛星Ｓが宇宙空間に配され、太陽光の照射を受けることによりパネル構造物Ｐの太陽電池が電力を生成する。太陽電池から得られた電力はマイクロ波に変換され地上の受電整流設備に伝送される。地上の受電整流設備では衛星からのエネルギーが再び電力に変換され、変換された電力は地上において活用される。太陽発電衛星Ｓは宇宙空間に配されるため地上に配される太陽電池に比べて一日中エネルギーが得られる。
【００１１】
連結装置２のそれぞれはヒンジ部を有しており、パネル構造物Ｐは、連結装置２のヒンジ部を介して折り畳まれるようになっている。図２には、折り畳まれた状態のパネル構造物Ｐ（太陽発電衛星Ｓ）が示されている。そして、太陽発電衛星Ｓは、図２に示すように折り畳まれた状態でロケット等の宇宙機に搭載され、宇宙空間に打ち上げられる。宇宙空間の静止軌道上に移送された太陽発電衛星Ｓは、折り畳んでいたパネル構造物Ｐを展開する、すなわち、図１に示す状態になるように複数のパネル１を並列状態に展開する。ここで、パネル１のそれぞれは平面視略長方形状であり、１辺が例えば１〜２ｍ程度である。なお、図１に示す例では、パネル１は１５枚設けられているが、任意の複数枚設けることが可能である。そして、任意の複数枚のパネル１の組み合わせにより、パネル構造物Ｐは全体として１辺が例えば１ｋｍ程度のものとなる。
【００１２】
図３は、連結装置２を示す図であって、図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）は図３（ａ）を図中＋Ｚ方向から見た図である。
図３に示すように、連結装置２は、パネル１どうしを回動可能に連結するヒンジ部１０と、ヒンジ部１０の回動により、並列に展開されたパネル１どうしの接離方向（図３中、Ｘ軸方向）への移動を許容する移動部２０とを備えている。ここで、以下の説明において、連結装置２に連結される２つのパネルをそれぞれ「第１パネル１Ａ」、「第２パネル１Ｂ」と適宜称する。
【００１３】
ヒンジ部１０は、第１パネル１Ａに接続する接続部材１１と、接続部材１１に軸部材１２を介して連結する回動部材１３とを備えている。回動部材１３はその一端部を軸部材１２に回動可能に支持されており、接続部材１１に対して図中、θＹ方向に回動する。回動部材１３の他端部には、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向のそれぞれに突出したピン部１４が設けられている。そして、＋Ｙ方向に突出するピン部１４はＸ軸方向に並んで２つ設けられているとともに、−Ｙ方向に突出するピン部１４もＸ軸方向に並んで２つ設けられている。すなわち、ピン部１４は全部で４つ設けられている。
【００１４】
第２パネル１Ｂには接続部材２１が接続されている。接続部材２１は第１パネル１Ａ（ヒンジ部１０）側に向かって開口する凹部２２を有している。凹部２２の両側の内面にはＸ軸方向に延びる溝部２３がそれぞれ形成されている。そして、溝部２３のそれぞれにピン部１４が係合しており、ピン部１４は溝部２３に対して摺動可能となっている。すなわち、接続部材２１に対して回動部材１３が接続部材１１とともにＸ軸方向に移動可能となっている。そして、ピン部１４と溝部２３とにより移動部２０が構成されている。
【００１５】
ヒンジ部１０の接続部材１１は第２パネル１Ｂ（移動部２０）に向かって開口する凹部１６を有している。そして、凹部１６の２つの内面のうち片側の内面には、凹部１６内方に向かって突出するストッパ部１７が形成されている。また、ヒンジ部１０の回動部材１３の外面には、ストッパ部１７と当接可能な突出部である係合部１８が形成されている。このストッパ部１７は、係合部１８と当接することにより回動部材１３の回動を回転方向における所定の位置で規制する。
【００１６】
図４は連結装置２の動作を示す図である。
図４（ａ）は、パネルが折り畳まれている状態の連結装置２を示す図である。この図に示すように、連結装置２のヒンジ部１０のうち、回動部材１３が接続部材１１に対して軸部材１２を介して回動することにより、パネルが折り畳まれる。ここで、ピン部１４は、溝部２３の長手方向に沿う方向に２つ並んで設けられているため、第２パネル１Ｂに接続している接続部材２１と回動部材１３とは回動しない。
【００１７】
図４（ｂ）は、パネルどうしを並列状態に展開した状態の連結装置２を示す図である。この図に示すように、回動部材１３が回動することによりパネルが展開された状態においては、接続部材１１のストッパ部１７と回動部材１３の係合部１８とが当接する。したがって、回動部材１３はこれ以上回動せず、回動部材１３（ヒンジ部１０）の回動が規制される。
【００１８】
図４（ｃ）は、例えば太陽光の照射によりパネルに歪みが生じた状態の連結装置２を示す図である。この図に示すように、パネルが歪んで、第１パネル１Ａと第２パネル１Ｂとの相対位置が変化しても、この第１パネル１Ａに接続する接続部材１１に連結されている回動部材１３のピン部１４と、第２パネル１Ｂに接続する接続部材２１の溝部２３とが摺動することにより、パネルの熱歪みが吸収される。
【００１９】
以上説明したように、展開されて並列状態となったパネル１どうしの接離方向への移動を許容するピン部１４及び溝部２３からなる移動部２０を設けたことにより、各パネル間における熱膨張量の違いにより熱歪みが生じた場合にも、ピン部１４と溝部２３との相対移動により熱歪みを吸収できる。したがって、パネル１や接続部材１１、２１等の各部材に作用する熱応力を抑制できる。この場合において、ピン部１４を溝部２３の長手方向において少なくとも２つ並んで設けることにより、連結装置２における回動部は回動部材１３のみであるため、ヒンジ部１０の回動動作は円滑に行われる。
【００２０】
また、パネル１どうしを並列状態に展開したときの回動部材１３の回動を規制するストッパ部１７を設けたことにより、パネル１どうしを展開することにより形成されるパネル構造物Ｐの強度を維持できる。
【００２１】
【発明の効果】
パネルどうしの接離方向への移動を許容する移動部を設けたことにより、各パネル間における熱膨張量の違いにより熱歪みが生じた場合にも、移動部の移動により熱歪みを吸収でき、長寿命な太陽発電衛星を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の太陽発電衛星の一実施形態を示す模式図である。
【図２】パネルが折り畳まれた状態を示す図である。
【図３】連結装置の一実施形態を示す図である。
【図４】連結装置の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１…パネル、２…連結装置、１０…ヒンジ部、１１…接続部材、
１３…回動部材、１４…ピン部（移動部）、１７…ストッパ部、
２０…移動部、２１…接続部、２３…溝部（移動部）、Ｐ…パネル構造物、
Ｓ…太陽発電衛星

Claims

複数のパネルを並列して組み合わせたパネル構造物を有する太陽発電衛星であって、
前記パネルどうしを連結する連結装置を備え、
前記連結装置は、前記パネルどうしを回動可能に連結するヒンジ部と、
前記ヒンジ部の回動により並列状態に展開された前記パネルどうしの接離方向への移動を許容する移動部とを備えることを特徴とする太陽発電衛星。
前記パネルどうしを並列状態に展開したときの前記ヒンジ部の回動を規制するストッパ部を備えることを特徴とする請求項１記載の太陽発電衛星。