RU2575182C1 - Панель солнечной батареи - Google Patents
Панель солнечной батареи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575182C1 RU2575182C1 RU2014127672/28A RU2014127672A RU2575182C1 RU 2575182 C1 RU2575182 C1 RU 2575182C1 RU 2014127672/28 A RU2014127672/28 A RU 2014127672/28A RU 2014127672 A RU2014127672 A RU 2014127672A RU 2575182 C1 RU2575182 C1 RU 2575182C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- skin
- carrier substrate
- panel
- photoelectric converters
- solar
- Prior art date
Links
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 claims abstract description 20
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 claims abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims 2
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 5
- 210000003660 Reticulum Anatomy 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к устройствам энергопитания космического аппарата, предназначенным для преобразования солнечной энергии в электрическую с максимальной эффективностью и удельной мощностью. Панель солнечной батареи содержит верхнюю и нижнюю обшивки и элементы, соединяющие их на требуемом расстоянии друг от друга, обшивки выполнены с ячейками меньшего размера, чем фотоэлектрические преобразователи, на величину, обеспечивающую возможность их крепления к обшивке, и обшивки соединены между собой элементами, выполненными в виде ребер жесткости. Изобретение обеспечивает возможность улучшить тепловой режим фотоэлектрических преобразователей, уменьшить массу и толщину панели за счет перемещения фотоэлектрических преобразователей внутрь несущей конструкции. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к устройствам энергообеспечения искусственного спутника Земли - космического аппарата (КА), служащим для преобразования солнечной энергии в электрическую.
В практике создания солнечных батарей для КА существует несколько видов несущей конструкции панели солнечной батареи.
Одним из видов такой несущей конструкции является каркас с натянутыми на его поверхности сетеполотном для размещения и крепления фотоэлектрических преобразователей (патент RU 2190900 C2) и каркас с натянутыми на его поверхности ортогональными струнами для размещения и крепления фотоэлектрических преобразователей (патент RU 2220477 C2).
Недостатком таких конструкций является то, что силовой элемент, рама из труб и подложка, в виде сетеполотна или ортогональных струн, функционально разъединены, что приводит к избыточной массе панели, а также на такую подложку не представляется возможным установка солнечных концентраторов. Но такая конструкция имеет и существенное преимущество за счет отсутствия конструктивных элементов под фотоэлектрическими преобразователями, что улучшает их тепловой режим и приводит к повышению их КПД.
Другим видом несущей конструкции является сотопанель с установленными на ней солнечными концентраторами, состоящими из трансформируемых гибких отражателей и солнечных элементов - фотоэлектрических преобразователей (патенты RU 2346355, US №6017002). Сотопанель состоит из двух обшивок и сотового заполнителя, расположенного между ними, соединение между ними является клеевым. Размещение и крепление фотоэлектрических преобразователей и отражателей производится непосредственно к верхней обшивке. Недостатком такой конструкции является то, что под фотоэлектрическими преобразователями находятся две обшивки, затрудняющие теплоотвод, также гибкие отражатели требуют специальных устройств для их фиксации в сложенном состоянии.
В качестве прототипа выбрано изобретение, патент US №6075200А, опубликованный в 13.06.2000 г, содержащее основные элементы концентраторных солнечных батарей. Оно содержит тонкие и гибкие линейно-фокусные линзы Френеля, сделанные из силиконового полимера, разворачивающиеся и поддерживающиеся концевыми арками, которые растягивают линзы в их протяженном направлении и формируют оптический элемент в виде натянутой мембраны. Эти растянутые линзы собирают солнечное излучение и фокусируют его на узкие солнечные элементы, которые монтируются на тонкие пластины-радиаторы для сброса тепла в космическое пространство.
Тем не менее, рассмотренная конструкция концентраторной солнечной батареи на основе растянутых на арках силиконовых линз Френеля имеет некоторые серьезные недостатки:
- для силиконовых линз Френеля на арочных держателях необходимы специальные высокотехнологические устройства для раскрытия, натяжения гибких силиконовых мембран, закрепленных на арочных держателях, и фиксации арочных держателей линз;
- процессы монтажа арочных держателей на поверхности панелей, закрепление краев гибких силиконовых линз Френеля на арочных держателях требуют применения прецизионной технологической оснастки и существенно усложняют процесс сборки концентраторных солнечных батарей, а также увеличивают погрешность установки компонентов приемников солнечного излучения в фокус линз Френеля.
Задачей изобретения является улучшение теплового режима фотоэлектрических преобразователей и уменьшение массы и толщины панели солнечной батареи, а также повышение надежности за счет исключения трансформации линз Френеля из сложенного положения в рабочее.
Поставленная задача решается за счет того, что в панели солнечной батареи, содержащей верхнюю и нижнюю обшивки и элементы, соединяющие их на требуемом расстоянии друг от друга, обшивки выполнены сетчатыми, с ячейками меньшего размера, чем фотоэлектрические преобразователи на величину, обеспечивающую возможность их крепления к обшивке, и обшивки соединены между собой элементами, выполненными в виде ребер.
В качестве примера использования несущей конструкции с фотоэлектрическими преобразователями рассмотрим панель солнечной батареи, представленную на фиг. 1.
Верхние 1 и нижние 2 обшивки выполнены с вырезами под фотоэлектрические преобразователи. Вырезы меньше, чем размер фотоэлектрических преобразователей, примерно на 2 мм по периметру фотоэлектрических преобразователей для возможности их закрепления в зоне 5. Толщина обшивок выбрана для обеспечения требуемой жесткости панели солнечной батареи. Ребра 3, соединяющие обшивки 1, 2 через клеевое соединение, выполнены ортогональными и обеспечивают требуемую толщину панели и соответственно ее жесткость. Фотоэлектрические преобразователи 4, закрепленные на верхней обшивке 1, с тыльной стороны практически полностью открыты и имеют возможность излучать тепло в космическое пространство без потерь на теплопроводность несущей конструкции. В ребрах выполнены отверстия 6, позволяющие располагать кабельную сеть внутри панели.
Пример использования несущей конструкции с солнечными концентраторами, включающими фотоэлектрические преобразователи и отражатели, показан на фиг. 2. Солнечные концентраторы состоят из фотоэлектрических преобразователей 4, размещенных на радиаторе 9, и отражателей 10. Несущая конструкция панели позволила разместить отражатели 10 и фотоэлектрические преобразователи 4 внутри панели. При этом верхняя часть отражателей 10 крепится на верхней обшивке 1, а радиатор 9 (теплоотводящая плата) с фотоэлектрическими преобразователями 4 - на нижней обшивке 2.
Пример использования несущей конструкции с солнечными концентраторами показан на фиг. 3, который включает в себя фотоэлектрические преобразователи и линейные линзы Френеля. При этом линзы Френеля 11 крепятся на верхней обшивке 1, а радиатор 9 (теплоотводящая плата) с фотоэлектрическими преобразователями 4 крепится на нижней обшивке 2.
Таким образом, заявленная несущая конструкция с солнечными концентраторами позволяет улучшить тепловой режим фотоэлектрических преобразователей, уменьшить массу и толщину панели для солнечной батареи за счет перемещения фотоэлектрических преобразователей внутрь несущей конструкции.
Claims (4)
1. Панель солнечной батареи, состоящая из элементов, расположенных на несущей подложке, содержащей верхнюю и нижнюю обшивки и элементы, соединяющие их на требуемом расстоянии друг от друга, отличающаяся тем, что обшивки выполнены с прямоугольными ячейками и соединены между собой элементами, выполненными в виде ребер по периметру каждой ячейки.
2. Панель солнечной батареи по п. 1, отличающаяся тем, что для закрепления фотоэлектрических преобразователей без концентраторов светового потока ячейки обшивок несущей подложки выполнены меньшим размером хотя бы с одной стороны фотоэлектрического преобразователя на величину, обеспечивающую возможность его крепления к обшивке.
3. Панель солнечной батареи по п. 1, отличающаяся тем, что фотоэлектрические преобразователи закреплены на нижней обшивке несущей подложки, а оптические отражатели размещены между верхней и нижней обшивками несущей подложки и концентрируют световой поток на фотоэлектрические преобразователи.
4. Панель солнечной батареи по п. 1, отличающаяся тем, что фотоэлектрические преобразователи закреплены на нижней обшивке несущей подложки, а оптические линзы размещены на верхней обшивке несущей подложки и концентрируют световой поток на фотоэлектрические преобразователи.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2575182C1 true RU2575182C1 (ru) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2642487C1 (ru) * | 2016-07-25 | 2018-01-25 | Публичное акционерное общество "Сатурн" (ПАО "Сатурн") | Солнечная батарея |
RU2779054C1 (ru) * | 2021-12-10 | 2022-08-31 | Петр Юрьевич Шалимов | Несущая панель со встроенным фотоэлектрическим модулем |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2085450C1 (ru) * | 1991-01-08 | 1997-07-27 | Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева | Панель солнечной батареи |
US6017002A (en) * | 1997-07-21 | 2000-01-25 | Hughes Electronics Corporation | Thin-film solar reflectors deployable from an edge-stowed configuration |
RU2190900C2 (ru) * | 1999-12-31 | 2002-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф.Решетнева | Панель солнечной батареи |
RU2220477C2 (ru) * | 2002-03-18 | 2003-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф. Решетнева" | Панель солнечной батареи |
JP2005183840A (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Kyocera Corp | 太陽電池モジュール |
RU2283798C2 (ru) * | 2004-06-28 | 2006-09-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Несущая панель солнечной батареи космического аппарата (варианты) |
RU2346355C1 (ru) * | 2004-10-27 | 2009-02-10 | Юниверсите Де Льеж | Солнечный концентратор |
RU2518519C2 (ru) * | 2012-10-05 | 2014-06-10 | Закрытое Акционерное Общество "Центр перспективных разработок ОАО ЦНИИСМ" | Панель из слоистых композиционных материалов |
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2085450C1 (ru) * | 1991-01-08 | 1997-07-27 | Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева | Панель солнечной батареи |
US6017002A (en) * | 1997-07-21 | 2000-01-25 | Hughes Electronics Corporation | Thin-film solar reflectors deployable from an edge-stowed configuration |
RU2190900C2 (ru) * | 1999-12-31 | 2002-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф.Решетнева | Панель солнечной батареи |
RU2220477C2 (ru) * | 2002-03-18 | 2003-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф. Решетнева" | Панель солнечной батареи |
JP2005183840A (ja) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Kyocera Corp | 太陽電池モジュール |
RU2283798C2 (ru) * | 2004-06-28 | 2006-09-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Несущая панель солнечной батареи космического аппарата (варианты) |
RU2346355C1 (ru) * | 2004-10-27 | 2009-02-10 | Юниверсите Де Льеж | Солнечный концентратор |
RU2518519C2 (ru) * | 2012-10-05 | 2014-06-10 | Закрытое Акционерное Общество "Центр перспективных разработок ОАО ЦНИИСМ" | Панель из слоистых композиционных материалов |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2642487C1 (ru) * | 2016-07-25 | 2018-01-25 | Публичное акционерное общество "Сатурн" (ПАО "Сатурн") | Солнечная батарея |
RU2779054C1 (ru) * | 2021-12-10 | 2022-08-31 | Петр Юрьевич Шалимов | Несущая панель со встроенным фотоэлектрическим модулем |
RU2803335C1 (ru) * | 2023-02-19 | 2023-09-12 | Петр Юрьевич Шалимов | Сборно-разборная несущая панель со встроенными фотоэлектрическими элементами |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2547249T3 (es) | Módulo concentrador fotovoltaico con bastidor multifuncional | |
US20080135087A1 (en) | Thin solar concentrator | |
RU2008101663A (ru) | Плоская концентрационная фотоэлектрическая солнечная панель с отдельно шарнирно соединенными элементами концентратора | |
AU2010295977B2 (en) | Enclosed, off-axis solar concentrator | |
US10164140B2 (en) | Modular self-tracking micro-concentrator for space power | |
KR20120018792A (ko) | 태양광 집광 패널 | |
JP5927948B2 (ja) | 集光型太陽光発電パネル及び集光型太陽光発電装置 | |
JP2015106684A (ja) | 太陽光発電システム | |
US20110174358A1 (en) | Frame structure of concentrator type solar cell module | |
KR20070104300A (ko) | 태양전지 집속모듈 구조 | |
RU2575182C1 (ru) | Панель солнечной батареи | |
KR101437903B1 (ko) | 하부플레이트의 강성과 조립성을 향상시킨 집광형 태양전지모듈 패널 | |
JP6225785B2 (ja) | 集光型太陽光発電モジュール | |
KR20140021839A (ko) | 무동력 태양광 추적기능이 구비된 집광형 태양광 발전장치 | |
WO2016035005A1 (en) | Solar collector for electricity generation | |
JP2014093485A (ja) | 集光型太陽光発電モジュール | |
KR101418049B1 (ko) | 타워형 태양에너지 발전장치 | |
KR101203302B1 (ko) | 다층 구조의 태양광발전 모듈 | |
KR102663765B1 (ko) | 수상 태양광 발전 시스템 | |
KR102453120B1 (ko) | 양면 수광형 태양전지모듈의 설치구조 | |
CN102237427A (zh) | 太阳能电池装置 | |
Faranda et al. | Productivity comparison and performance improvement of a concentrated photovoltaic | |
JP6042375B2 (ja) | 太陽光エネルギーを利用した集光熱ボイラー装置 | |
KR20160142991A (ko) | 태양광 모듈 고정용 가이드 | |
KR20150049757A (ko) | 렌즈플레이트 어레이가 용이한 고집광형 태양전지모듈 |