JPS6114959Y2 - - Google Patents
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- JPS6114959Y2 JPS6114959Y2 JP1980001671U JP167180U JPS6114959Y2 JP S6114959 Y2 JPS6114959 Y2 JP S6114959Y2 JP 1980001671 U JP1980001671 U JP 1980001671U JP 167180 U JP167180 U JP 167180U JP S6114959 Y2 JPS6114959 Y2 JP S6114959Y2
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- JP
- Japan
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- power
- panel
- solar
- control device
- power generation
- Prior art date
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- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Description
【考案の詳細な説明】
本考案はたとえば人工衛星等に用いられる太陽
電池発電装置に関する。
電池発電装置に関する。
一般に人工衛星の電源として太陽電池発電装置
がよく使用されている。たとえば第１図に示すよ
うな３軸制御の静止衛星において、衛星本体１は
地球に対して位置および姿勢を常に一定に保つて
おり、太陽電池パネル２は衛星の南北軸を中心と
して回転可能になつており、図示しない太陽セン
サの出力を用いて駆動制御装置により上記パネル
２を常に太陽の方向にむけて最大の発電量を得る
ようにパネル駆動装置を制御している。
がよく使用されている。たとえば第１図に示すよ
うな３軸制御の静止衛星において、衛星本体１は
地球に対して位置および姿勢を常に一定に保つて
おり、太陽電池パネル２は衛星の南北軸を中心と
して回転可能になつており、図示しない太陽セン
サの出力を用いて駆動制御装置により上記パネル
２を常に太陽の方向にむけて最大の発電量を得る
ようにパネル駆動装置を制御している。
上記のような構造の静止衛星においては、その
軌道面に対して太陽光線が平行の場合とある角度
を持つ場合とでは太陽電池パネル２に当たる太陽
光線の量が変化する。したがつて静止衛星の飢道
面（地球の飢道面と同じ。）に対して太陽光線が
平行の場合、つまり春分時とか秋分時には太陽電
池パネル２の発電量は最大になり、太陽光線が衛
星飢道面に対して最大の角度を有するようになる
夏至時とか冬至時には発電量は最少になる。
軌道面に対して太陽光線が平行の場合とある角度
を持つ場合とでは太陽電池パネル２に当たる太陽
光線の量が変化する。したがつて静止衛星の飢道
面（地球の飢道面と同じ。）に対して太陽光線が
平行の場合、つまり春分時とか秋分時には太陽電
池パネル２の発電量は最大になり、太陽光線が衛
星飢道面に対して最大の角度を有するようになる
夏至時とか冬至時には発電量は最少になる。
また太陽電池（太陽電池パネル２に組み込まれ
ている。）は、太陽光線に含まれる紫外線、宇宙
線などによつて劣化し、時間を経過すると共に太
陽電池パネル２の発電量は減少する。
ている。）は、太陽光線に含まれる紫外線、宇宙
線などによつて劣化し、時間を経過すると共に太
陽電池パネル２の発電量は減少する。
上記のような発電量の変化を考慮して、太陽電
池パネル２の初期発電量は、寿命末期の夏至時、
冬至時においても必要とされる電力量を確保し得
るように充分大きくしなければならず、春分時、
秋分時における初期発電量は必要とされる電力量
の２倍以上に及ぶことも珍しくなかつた。このこ
とが太陽電池パネル２の面積、重量を増加させ、
ひいては太陽電池パネル２を支える衛星本体１の
強度を増加させる必要性と相まつて衛星本体の重
量を増加させコストを増加させる大きな要因とな
つていた。
池パネル２の初期発電量は、寿命末期の夏至時、
冬至時においても必要とされる電力量を確保し得
るように充分大きくしなければならず、春分時、
秋分時における初期発電量は必要とされる電力量
の２倍以上に及ぶことも珍しくなかつた。このこ
とが太陽電池パネル２の面積、重量を増加させ、
ひいては太陽電池パネル２を支える衛星本体１の
強度を増加させる必要性と相まつて衛星本体の重
量を増加させコストを増加させる大きな要因とな
つていた。
一方、必要とされる電力量は衛星における電力
使用機器の運用状態によつて変化する。たとえば
大電力の通信衛星や放送衛星では、搭載される中
継器の消費電力が衛星全体の消費電力の大部分を
占めるため、中継器を使用していない状態では太
陽電池パネル２の発電量のほとんどが余剰電力と
なることもある。そこで従来の人工衛星では、シ
ヤントデシペータ回路を設け、これを電源制御部
により制御して余剰電力をシヤントデシペータ回
路により消費させている。しかしシヤントデシペ
ータ回路は、太陽電池パネル２で発電する電力の
大部分を消費し熱に変え、発生した熱を放出処理
する能力を持たねばならないから、このために衛
星全体の重量を増加させコストを増加させる要因
になつていた。
使用機器の運用状態によつて変化する。たとえば
大電力の通信衛星や放送衛星では、搭載される中
継器の消費電力が衛星全体の消費電力の大部分を
占めるため、中継器を使用していない状態では太
陽電池パネル２の発電量のほとんどが余剰電力と
なることもある。そこで従来の人工衛星では、シ
ヤントデシペータ回路を設け、これを電源制御部
により制御して余剰電力をシヤントデシペータ回
路により消費させている。しかしシヤントデシペ
ータ回路は、太陽電池パネル２で発電する電力の
大部分を消費し熱に変え、発生した熱を放出処理
する能力を持たねばならないから、このために衛
星全体の重量を増加させコストを増加させる要因
になつていた。
なおここで人工衛星における従来の太陽電池発
電装置を第２図に示すブロツク図を参照して説明
する。２は太陽電池パネルであつて常に太陽の方
向を向くように太陽センサ１０の出力により制御
される。太陽電池パネル２によつて発電された電
力は、電源制御回路１１を介して負荷１２に与え
られて人工衛星が必要な機能を果すための電力と
して使用され、また余剰電力はシヤントデシペー
タ回路１３に供給されて消費され熱に変えられて
宇宙空間に放出される。
電装置を第２図に示すブロツク図を参照して説明
する。２は太陽電池パネルであつて常に太陽の方
向を向くように太陽センサ１０の出力により制御
される。太陽電池パネル２によつて発電された電
力は、電源制御回路１１を介して負荷１２に与え
られて人工衛星が必要な機能を果すための電力と
して使用され、また余剰電力はシヤントデシペー
タ回路１３に供給されて消費され熱に変えられて
宇宙空間に放出される。
本考案は上記の欠点を除去すべくなされたもの
で、必要な負荷電力量に応じて必要かつ充分なだ
けの太陽光線を太陽電池に当てるように自動的に
制御することによつて、太陽電池の劣化を押さ
え、シヤントデシペータ回路の省略もしくは能力
低減を可能とし、小形軽量化およびコスト低下を
図り得る太陽電池発電装置を提供するものであ
る。
で、必要な負荷電力量に応じて必要かつ充分なだ
けの太陽光線を太陽電池に当てるように自動的に
制御することによつて、太陽電池の劣化を押さ
え、シヤントデシペータ回路の省略もしくは能力
低減を可能とし、小形軽量化およびコスト低下を
図り得る太陽電池発電装置を提供するものであ
る。
以下本考案の一実施例を第１図を参照して前述
した人工衛星に使用した場合について、図面を参
照して説明する。
した人工衛星に使用した場合について、図面を参
照して説明する。
第３図において、１０は太陽の方向を検知する
ための太陽センサ、２は太陽電池パネルであつ
て、その向きが太陽の方向となるように太陽セン
サ１０の出力により制御されるもので、太陽セン
サ１０の出力に応じた制御信号を導出する駆動制
御装置２２、その制御信号によつて駆動される駆
動装置２３及びこの駆動装置２３により駆動され
る太陽電池パネル本体２４から構成される。具体
的には太陽センサ１０の出力を駆動制御装置２２
に導き、この駆動制御装置２２により太陽電池パ
ネル本体２４が太陽方向に向くように駆動装置２
３を駆動制御する構成となつている。この太陽電
池パネル２によつて発電された電力は、電圧検出
回路２１を介して負荷１２に与えられて人工衛星
が機能するための電力として使用される。
ための太陽センサ、２は太陽電池パネルであつ
て、その向きが太陽の方向となるように太陽セン
サ１０の出力により制御されるもので、太陽セン
サ１０の出力に応じた制御信号を導出する駆動制
御装置２２、その制御信号によつて駆動される駆
動装置２３及びこの駆動装置２３により駆動され
る太陽電池パネル本体２４から構成される。具体
的には太陽センサ１０の出力を駆動制御装置２２
に導き、この駆動制御装置２２により太陽電池パ
ネル本体２４が太陽方向に向くように駆動装置２
３を駆動制御する構成となつている。この太陽電
池パネル２によつて発電された電力は、電圧検出
回路２１を介して負荷１２に与えられて人工衛星
が機能するための電力として使用される。
上記電圧検出回路２１は、第４図に示すよう
に、上記太陽電池パネル２の発生電力から電圧Ｖ
Bを検出し、この検出電圧ＶBを抵抗R0およびツ
エナーダイオードＤ、抵抗R1およびR2による各
分圧回路に供給し、それぞれの分圧回路で得られ
る出力のレベル差を差動増幅器OPを用いて取出
し、この差電圧を制御電圧Vccとして上記発電制
御装置２０に供給するようにしたものである。つ
まり、この電圧検出回路２１は、ツエナーダイオ
ードＤによつて負荷が必要とする電力に対応する
基準電圧Vrefを得ており、上記抵抗R1およびR2
の抵抗比を太陽電池パネル２の発生電力と負荷１
２が必要とする電力とが一致したとき分圧出力Ｖ
B′が基準電圧Vrefと等しくなるように設定して
いる。そして、上記基準電圧Vrefと検出電圧ＶB
の分圧出力ＶB′とを比較してＶB′＞Vref（過
剰）のとき正極性、ＶB′＝Vref（適正）のとき
零、ＶB′＜Vref（不足）のとき負極性となる制
御電圧Vccを生成し、この制御電圧Vccを発電制
御装置２０に供給するようになされている。
に、上記太陽電池パネル２の発生電力から電圧Ｖ
Bを検出し、この検出電圧ＶBを抵抗R0およびツ
エナーダイオードＤ、抵抗R1およびR2による各
分圧回路に供給し、それぞれの分圧回路で得られ
る出力のレベル差を差動増幅器OPを用いて取出
し、この差電圧を制御電圧Vccとして上記発電制
御装置２０に供給するようにしたものである。つ
まり、この電圧検出回路２１は、ツエナーダイオ
ードＤによつて負荷が必要とする電力に対応する
基準電圧Vrefを得ており、上記抵抗R1およびR2
の抵抗比を太陽電池パネル２の発生電力と負荷１
２が必要とする電力とが一致したとき分圧出力Ｖ
B′が基準電圧Vrefと等しくなるように設定して
いる。そして、上記基準電圧Vrefと検出電圧ＶB
の分圧出力ＶB′とを比較してＶB′＞Vref（過
剰）のとき正極性、ＶB′＝Vref（適正）のとき
零、ＶB′＜Vref（不足）のとき負極性となる制
御電圧Vccを生成し、この制御電圧Vccを発電制
御装置２０に供給するようになされている。
この発電制御装置２０は上記制御電圧Vccが正
極性であるとき太陽電池パネル２の出力電力が
「過剰」であると判定し、制御電圧Vccが零であ
るとき「適正」と判定し、制御電圧Vcccが負極
性であるとき「不足」と判定する。そして、「過
剰」であるときには発電量を減らすための指令
を、また「不足」であるときには発電量を増やす
ための指令を発生して太陽電池パネル２の駆動制
御装置２２に与えるものである。ここで、駆動制
御装置２２は発電制御装置２０からの指令を受け
ると、さらに駆動装置２３を介して太陽電池パネ
ル本体２４の向きを太陽方向を中心に一定範囲内
で制御する。つまり、太陽電池パネル２は太陽方
向から向きを変えられることにより太陽電池パネ
ル本体２４に組込まれた太陽電池に当たる光線の
量を加減できるので、上記発電制御装置２０から
の指令に応じて太陽電池に当たる光線の量を加減
することができる。ここで、太陽電池パネル２の
発生電力が負荷１２の必要とする電力に等しくな
ると、電圧検出回路２１から出力される制御電圧
Vccが零となるので、発電制御装置２０は出力指
令を停止する。このため、太陽電池パネル２は負
荷１２の必要な電力のみを発電することになる。
極性であるとき太陽電池パネル２の出力電力が
「過剰」であると判定し、制御電圧Vccが零であ
るとき「適正」と判定し、制御電圧Vcccが負極
性であるとき「不足」と判定する。そして、「過
剰」であるときには発電量を減らすための指令
を、また「不足」であるときには発電量を増やす
ための指令を発生して太陽電池パネル２の駆動制
御装置２２に与えるものである。ここで、駆動制
御装置２２は発電制御装置２０からの指令を受け
ると、さらに駆動装置２３を介して太陽電池パネ
ル本体２４の向きを太陽方向を中心に一定範囲内
で制御する。つまり、太陽電池パネル２は太陽方
向から向きを変えられることにより太陽電池パネ
ル本体２４に組込まれた太陽電池に当たる光線の
量を加減できるので、上記発電制御装置２０から
の指令に応じて太陽電池に当たる光線の量を加減
することができる。ここで、太陽電池パネル２の
発生電力が負荷１２の必要とする電力に等しくな
ると、電圧検出回路２１から出力される制御電圧
Vccが零となるので、発電制御装置２０は出力指
令を停止する。このため、太陽電池パネル２は負
荷１２の必要な電力のみを発電することになる。
すなわち、上述したような太陽電池発電装置に
よれば、太陽電池パネル２に組込まれた太陽電池
には常にその時点で必要かつ充分なだけの太陽光
線のみが当たるように自動的に制御するので、太
陽光線に含まれる紫外線、宇宙線などの影響を最
少限にでき、この影響による太陽電池の劣化を抑
えることができる。このことにより太陽電池パネ
ル２の初期発電能力を従来より小さく設定するこ
とができ、パネル２の面積、重量を減じひいては
パネル支持体の強度を減ずることができ、小形軽
量化およびコスト低下を図ることができる。また
パネル２の発電量は負荷１２の必要電力に追随し
て変化するので、余剰電力消費用のシヤントデシ
ペータ回路を省略しあるいはその能力を低減する
ことができ、発電装置ひいては衛星全体のコスト
を低下させることができる。
よれば、太陽電池パネル２に組込まれた太陽電池
には常にその時点で必要かつ充分なだけの太陽光
線のみが当たるように自動的に制御するので、太
陽光線に含まれる紫外線、宇宙線などの影響を最
少限にでき、この影響による太陽電池の劣化を抑
えることができる。このことにより太陽電池パネ
ル２の初期発電能力を従来より小さく設定するこ
とができ、パネル２の面積、重量を減じひいては
パネル支持体の強度を減ずることができ、小形軽
量化およびコスト低下を図ることができる。また
パネル２の発電量は負荷１２の必要電力に追随し
て変化するので、余剰電力消費用のシヤントデシ
ペータ回路を省略しあるいはその能力を低減する
ことができ、発電装置ひいては衛星全体のコスト
を低下させることができる。
なお、負荷１２の必要電力が急激に変化すると
太陽電池パネル２の向きも急激に変化し、パネル
２の動きの反作用で人工衛星の姿勢が乱れる可能
性がある。この対策としては、太陽電池パネル２
の動きの変化に応じて衛星の姿勢制御装置を動作
させ、太陽電池パネル２の動きの変化を打ち消す
ようにすればよい。たとえばリアクシヨンホイー
ルを用いた３軸制御の人工衛星ならば、電圧検出
回路２１からの情報を発電制御装置２０に伝えて
太陽電池パネル２の方向を変化させると同時に姿
勢制御装置にも伝えてリアクシヨンホイールを太
陽電池パネル２の動きを打ち消すように回転させ
れば人工衛星の姿勢が乱れることはない。
太陽電池パネル２の向きも急激に変化し、パネル
２の動きの反作用で人工衛星の姿勢が乱れる可能
性がある。この対策としては、太陽電池パネル２
の動きの変化に応じて衛星の姿勢制御装置を動作
させ、太陽電池パネル２の動きの変化を打ち消す
ようにすればよい。たとえばリアクシヨンホイー
ルを用いた３軸制御の人工衛星ならば、電圧検出
回路２１からの情報を発電制御装置２０に伝えて
太陽電池パネル２の方向を変化させると同時に姿
勢制御装置にも伝えてリアクシヨンホイールを太
陽電池パネル２の動きを打ち消すように回転させ
れば人工衛星の姿勢が乱れることはない。
なお以上の実施例では、発電制御装置２０は電
圧検出回路２１からの情報のみによつて発電量を
制御したが、このほか地上よりのコマンド等によ
りあるいはこれらの組合わせにより発電量を制御
するようにしても本考案の効果が得られることは
勿論である。また以上の実施例は、南北軸を中心
としてのみ回転できる構造の太陽電池パネルを持
つ３軸制御の静止衛星を例にして説明したが、そ
のほか太陽電池発電装置を必要とするあらゆる人
工衛星についても本考案装置を使用できる。さら
に本考案装置は人工衛星だけでなく、地球上のた
とえば無人通信中継所などにも使用できることは
云うまでもない。
圧検出回路２１からの情報のみによつて発電量を
制御したが、このほか地上よりのコマンド等によ
りあるいはこれらの組合わせにより発電量を制御
するようにしても本考案の効果が得られることは
勿論である。また以上の実施例は、南北軸を中心
としてのみ回転できる構造の太陽電池パネルを持
つ３軸制御の静止衛星を例にして説明したが、そ
のほか太陽電池発電装置を必要とするあらゆる人
工衛星についても本考案装置を使用できる。さら
に本考案装置は人工衛星だけでなく、地球上のた
とえば無人通信中継所などにも使用できることは
云うまでもない。
本考案は上述したように、必要な負荷電力量に
応じて必要かつ充分なだけの太陽光線を太陽電池
に当てるよう自動的に制御することによつて、太
陽電池の劣化を抑え、シヤントデシペータ回路の
省略もしくは能力低減を可能にし、小形軽量化お
よびコスト低下を図り得る太陽電池発電装置を提
供できる。
応じて必要かつ充分なだけの太陽光線を太陽電池
に当てるよう自動的に制御することによつて、太
陽電池の劣化を抑え、シヤントデシペータ回路の
省略もしくは能力低減を可能にし、小形軽量化お
よびコスト低下を図り得る太陽電池発電装置を提
供できる。
第１図は人工衛星の一例を概略的に示す斜視
図、第２図は従来の太陽電池発電装置を示すブロ
ツク図、第３図は本考案に係る太陽電池発電装置
の一実施例を示すブロツク図、第４図は上記実施
例に用いられる電圧検出回路の構成を示す回路図
である。 ２……太陽電池パネル、１０……太陽センサ、
１２……負荷、２０……発電制御装置、２１……
電源制御回路、２２……駆動制御装置、２３……
駆動装置、２４……太陽電池パネル本体。
図、第２図は従来の太陽電池発電装置を示すブロ
ツク図、第３図は本考案に係る太陽電池発電装置
の一実施例を示すブロツク図、第４図は上記実施
例に用いられる電圧検出回路の構成を示す回路図
である。 ２……太陽電池パネル、１０……太陽センサ、
１２……負荷、２０……発電制御装置、２１……
電源制御回路、２２……駆動制御装置、２３……
駆動装置、２４……太陽電池パネル本体。
Claims (1)
- 太陽電池が組込まれた太陽電池パネルと、この
パネルの向きを駆動する駆動装置と、太陽の方向
を検知する太陽センサと、このセンサの出力を用
いて前記パネルを太陽方向に向けるように前記駆
動装置を制御する駆動制御装置と、前記太陽電池
パネルの出力電圧と負荷の必要電圧とを比較しそ
の差に応じた出力を導出する電圧検出回路と、こ
の電圧検出回路の出力を用いて負荷の必要電力に
応じた指令出力を前記駆動制御装置に供給し、太
陽電池パネルの向きを制御する発電制御装置とを
具備することを特徴とする太陽電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980001671U JPS6114959Y2 (ja) | 1980-01-11 | 1980-01-11 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980001671U JPS6114959Y2 (ja) | 1980-01-11 | 1980-01-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56103400U JPS56103400U (ja) | 1981-08-13 |
| JPS6114959Y2 true JPS6114959Y2 (ja) | 1986-05-09 |
Family
ID=29598551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1980001671U Expired JPS6114959Y2 (ja) | 1980-01-11 | 1980-01-11 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6114959Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10790776B2 (en) * | 2016-02-01 | 2020-09-29 | The Boeing Company | System and method for controlling the power ratio of a solar concentrator array |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS548373B2 (ja) * | 1974-06-27 | 1979-04-14 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5357986U (ja) * | 1976-10-19 | 1978-05-17 | ||
| JPS5842240Y2 (ja) * | 1977-06-20 | 1983-09-24 | 株式会社東芝 | 太陽電池パドル追尾装置 |
-
1980
- 1980-01-11 JP JP1980001671U patent/JPS6114959Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS548373B2 (ja) * | 1974-06-27 | 1979-04-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56103400U (ja) | 1981-08-13 |
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