RU2784977C1 - Method for assessing the efficiency of solar batteries in the power supply system of a vehicle, mostly space - Google Patents

Method for assessing the efficiency of solar batteries in the power supply system of a vehicle, mostly space Download PDF

Info

Publication number
RU2784977C1
RU2784977C1 RU2022109689A RU2022109689A RU2784977C1 RU 2784977 C1 RU2784977 C1 RU 2784977C1 RU 2022109689 A RU2022109689 A RU 2022109689A RU 2022109689 A RU2022109689 A RU 2022109689A RU 2784977 C1 RU2784977 C1 RU 2784977C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solar
sun
solar panels
current
efficiency
Prior art date
Application number
RU2022109689A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иванович Спирин
Дмитрий Николаевич Рулев
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва"
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" filed Critical Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва"
Application granted granted Critical
Publication of RU2784977C1 publication Critical patent/RU2784977C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: technology.
SUBSTANCE: invention relates to the field of technology, mainly space, and in particular to power supply systems (PSS) of vehicles, mainly space, and can be used in the operation of their solar panels (SP). The method for evaluating the efficiency of the SP of the PSS of an apparatus, mainly a space one, includes turning the SP, measuring the current of the SP and determining the current value of the light flux from the Sun and the angles of its incidence on the SP. At the selected time intervals, the apparatus is deployed until the full illumination of the front and rear surfaces of the SP, respectively, by the Sun. On the other 2n-2 time intervals, n≥2 - the number of SBs, the apparatus is deployed until different SP surfaces are fully illuminated by the Sun. The measurement of the total current of the SP is performed at the moments of their full illumination at time intervals when the points of intersection of each of the planes in which the SP lie with the surface of the external environment, visible from the SP, are shaded from the Sun. The efficiency of a separate SP is estimated by the current values generated by the SP when its front and rear surfaces are illuminated, respectively, with solar radiation of the reference brightness along the normal to the SP surface.
EFFECT: invention increases the accuracy of the evaluation during implementation.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области техники, преимущественно космической, а именно к системам электропитания (СЭП) аппаратов, преимущественно космических, и может быть использовано при эксплуатации их солнечных батарей (СБ).The invention relates to the field of technology, mainly space, namely to power supply systems (PSS) of vehicles, mainly space, and can be used in the operation of their solar panels (SB).

Одной из составляющей контроля текущей производительности СБ СЭП, в том числе космических аппаратов (КА), является контроль основных электрических характеристик СБ - выходного тока, напряжения и мощности СБ. На стадии проектирования и изготовления СБ осуществляется теоретический расчет выходных параметров СБ, который может быть основан на методе перемещений вольт-амперной характеристики, учитывающем различные влияния окружающей среды и параметров нагрузки на характеристики СБ (Система электроснабжения КА. Техническое описание. 300ГК.20Ю.0000-АТО. РКК «Энергия», 1998; Раушенбах Г. Справочник по проектированию солнечных батарей. Москва. Энергоатомиздат. 1983. Стр. 49, 54).One of the components of monitoring the current performance of the PSS SS, including spacecraft (SC), is the control of the main electrical characteristics of the SB - the output current, voltage and power of the SB. At the stage of design and manufacture of the SB, a theoretical calculation of the output parameters of the SB is carried out, which can be based on the method of moving the current-voltage characteristic, taking into account various influences of the environment and load parameters on the characteristics of the SB (SC power supply system. Technical description. 300GK.20Yu.0000- ATO, RSC Energia, 1998; Raushenbakh, G. Reference book on the design of solar batteries, Moscow, Energoatomizdat, 1983, pp. 49, 54).

Недостаток указанного способа контроля текущей производительности СБ заключается в том, что используемые в расчетах модели факторов космического полета имеют ограниченную точность, что не позволяет получить достоверные данные о реальных характеристиках СБ в полете, учитывающих процесс деградации СБ.The disadvantage of this method for monitoring the current performance of the SB is that the models of space flight factors used in the calculations have limited accuracy, which does not allow obtaining reliable data on the real characteristics of the SB in flight, taking into account the degradation process of the SB.

Для контроля фактических характеристик СБ в полете используются данные измерений фактического выходного тока СБ, генерируемого фотоэлектрическими преобразователями (ФЭП) под воздействием солнечного излучения, при этом СБ выставляются таким образом, чтобы световой поток поступал перпендикулярно рабочей поверхности СБ (Елисеев А.С. Техника космических полетов. Москва, «Машиностроение», 1983, стр. 190-194; Раушенбах Г. Справочник по проектированию солнечных батарей. Москва, Энергоатомиздат, 1983. стр. 57; патент РФ №2353555 по заявке №2006131395, приоритет от 31.08.2006), для чего разворачивают СБ в рабочее положение, соответствующее совмещению нормали к их освещенной рабочей поверхности с направлением на Солнце, и контроль текущей производительности СБ осуществляют по результатам сравнения измеренных значений тока с задаваемыми значениями - текущая эффективность СБ оценивается по отношению измеренных фактических выходных параметров СБ к их номинальным значениям - проектным или некоторым исходным значениям, например, измеренным на предыдущих этапах полета.To control the actual characteristics of the SB in flight, measurement data of the actual output current of the SB, generated by photoelectric converters (PVC) under the influence of solar radiation, are used, while the SB are set in such a way that the luminous flux arrives perpendicular to the working surface of the SB (Eliseev A.S. Space flight technology Moscow, "Mashinostroenie", 1983, pp. 190-194; Raushenbakh G. Reference book on the design of solar batteries. Moscow, Energoatomizdat, 1983. p. 57; RF patent No. 2353555 on application No. 2006131395, priority dated 08.31.2006), why the SB is deployed to the working position corresponding to the alignment of the normal to their illuminated working surface with the direction to the Sun, and the control of the current SB performance is carried out based on the results of comparing the measured current values with the specified values - the current SB efficiency is estimated by the ratio of the measured actual output parameters of the SB to their nominal values - design or some reference values, for example, those measured during previous flight stages.

Выбор силы тока в качестве контролируемой выходной характеристики СБ вызван тем, что его сила является переменной величиной, напрямую зависящей от состояния СБ в целом, а напряжение является достаточно стабильной величиной и определяется в основном физическими свойствами используемых для изготовления СБ фотоэлектрических преобразователей, при этом режим работы ФЭП еще на стадии проектирования СБ задается таким образом, чтобы генерируемая мощность (как произведение силы тока и напряжения) была максимально возможной.The choice of current strength as a controlled output characteristic of the SB is due to the fact that its strength is a variable directly dependent on the state of the SB as a whole, and the voltage is a fairly stable value and is determined mainly by the physical properties of the photoelectric converters used for the manufacture of the SB, while the operating mode FEP at the design stage of the SB is set in such a way that the generated power (as the product of current and voltage) is the maximum possible.

Данный способ обеспечивает контроль эффективности СБ в ходе полета КА. Меньшие значения фактических выходных токов СБ по отношению к заданным проектным или исходным значениям означают деградацию СБ. Недостатком способа является то, что он не предусматривает проведение замера тока СБ при одинаковых внешних полетных условиях, что необходимо для обоснованности дальнейшего сравнения результатов выполненных замеров.This method provides control over the effectiveness of the SA during the flight of the spacecraft. Smaller values of the actual output currents of the SB in relation to the specified design or initial values mean degradation of the SB. The disadvantage of this method is that it does not provide for the measurement of the SB current under the same external flight conditions, which is necessary to justify further comparison of the results of the measurements.

Известен способ оценки состояния СБ КА с инерционными исполнительными органами (патент РФ №2655089 по заявке №2017104052, приоритет от 07.02.2017 - прототип), включающий ориентацию СБ нормалью к рабочей поверхности на Солнце, измерение тока СБ и оценку состояния СБ по результатам сравнения значений тока, измеренных на текущем и предыдущих этапах полета, согласно которому выполняют построение и поддержание в орбитальной системе координат ориентации КА, при которой воздействующий на КА внешний возмущающий момент за виток достигает минимального значения, последовательно разворачивают СБ в фиксированные положения, текущее из которых выбирается из условия минимизации угла между нормалью к рабочей поверхности СБ и направлением на Солнце, на последовательных витках орбиты в моменты касания верхней границы атмосферы Земли видимым с КА диском Солнца на восходе Солнца измеряют значения тока СБ и угла

Figure 00000001
между направлением на Солнце и нормалью к плоскости орбиты КА, при этом на витках, на которых достигает локального минимума модуль угла
Figure 00000002
где λ* - угол между нормалью к плоскости орбиты и нормалью к рабочей поверхности СБ в фиксированном положении СБ, в котором нормаль к рабочей поверхности СБ составляет острый угол с направлением полета и отстоит от направления в надир на угол, ближайший к сумме углов Qz+Qa+Qs, в поддерживаемой ориентации КА; Qz и Qs - значения угловых полурастворов видимых с КА дисков Земли и Солнца, соответственно; Qa - угол возвышения верхней границы атмосферы над видимым с КА горизонтом Земли; фиксируют измеренное значение тока СБ I и определяют на момент измерения тока значение расстояния от Земли до Солнца DI и значение угла между нормалью к рабочей поверхности СБ и направлением на Солнце αI, в ходе полета повторяют вышеописанные действия и оценку состояния СБ непосредственно по началу светового участка орбиты выполняют по результатам сравнения полученных на текущем и на предыдущих этапах полета значений контрольного параметра, определяемого по формуле, где Dcp -
Figure 00000003
среднее расстояние от Земли до Солнца.A known method for assessing the state of the SB spacecraft with inertial actuators (RF patent No. 2655089 according to the application No. 2017104052, priority dated 02.07.2017 - prototype), including the orientation of the SB with the normal to the working surface on the Sun, measuring the SB current and assessing the state of the SB based on the results of comparing the values current measured at the current and previous stages of flight, according to which the construction and maintenance of the orientation of the spacecraft in the orbital coordinate system is carried out, at which the external disturbing moment per revolution that affects the spacecraft reaches a minimum value, the SB is sequentially turned into fixed positions, the current one of which is selected from the condition minimization of the angle between the normal to the working surface of the SB and the direction to the Sun, on successive turns of the orbit at the moments of touching the upper boundary of the Earth’s atmosphere by the disk of the Sun visible from the spacecraft at sunrise, the values of the SB current and angle are measured
Figure 00000001
between the direction to the Sun and the normal to the plane of the SC orbit, while on the turns, on which the angle module reaches a local minimum
Figure 00000002
where λ * is the angle between the normal to the plane of the orbit and the normal to the working surface of the SB in a fixed position of the SB, in which the normal to the working surface of the SB makes an acute angle with the direction of flight and is separated from the direction to the nadir by an angle closest to the sum of the angles Q z + Q a +Q s , in the supported orientation of the spacecraft; Q z and Q s are the values of the angular half-openings of the disks of the Earth and the Sun visible from the spacecraft, respectively; Q a - elevation angle of the upper boundary of the atmosphere above the horizon of the Earth visible from the spacecraft; the measured value of the SB current I is fixed and at the time of current measurement the value of the distance from the Earth to the Sun D I and the value of the angle between the normal to the working surface of the SB and the direction to the Sun α I are determined, during the flight the above actions are repeated and the assessment of the state of the SB directly at the beginning of the light segment of the orbit is performed based on the results of comparing the values of the control parameter obtained at the current and previous stages of flight, determined by the formula, where D cp -
Figure 00000003
the average distance from the earth to the sun.

Данный способ обеспечивает минимизацию влиянии подсветки от Земли при выполнении оценки состояния СБ по результатам прямого замера тока СБ непосредственно в начале светового участка орбиты на фоне штатного полета КА с инерционными исполнительными органами в базовой (дежурной) ориентации.This method ensures minimization of the influence of illumination from the Earth when assessing the state of the SB based on the results of direct measurement of the SB current directly at the beginning of the light section of the orbit against the background of a regular flight of a spacecraft with inertial actuators in the base (duty) orientation.

Недостаток способа-прототипа связан с тем, что он не обеспечивает условия для оценки эффективности отдельной солнечной батареи на основе данных о суммарном токе солнечных батарей СЭП, полученных при проведении режимов по оценке эффективности солнечных батарей СЭП.The disadvantage of the prototype method is due to the fact that it does not provide the conditions for evaluating the efficiency of a separate solar battery based on data on the total current of the solar cells of the SEP, obtained during the modes for evaluating the efficiency of the solar cells of the SEP.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание условий для высокоточной оценки эффективности солнечных батарей СЭП аппаратов преимущественно космических.The problem to be solved by the present invention is the creation of conditions for a highly accurate assessment of the efficiency of solar cells of the SEP of vehicles, mainly space ones.

Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящего изобретения, заключается в повышении точности оценки эффективности солнечных батарей по данным о суммарном токе солнечных батарей СЭП за счет определения производительности каждой из поверхностей - и лицевой, и тыльной - каждой солнечной батареи СЭП.The technical result achieved by the implementation of the present invention is to increase the accuracy of estimating the efficiency of solar cells according to the total current of the solar cells of the SPS by determining the performance of each of the surfaces - both front and rear - of each solar cell of the SPS.

Технический результат достигается тем, что в способе оценки эффективности солнечных батарей системы электропитания аппарата преимущественно космического, включающем поворот солнечных батарей до положений, определяемых из условия минимизации значения угла между нормалью к лицевой поверхности солнечной батареи и направлением на Солнце, измерение суммарного тока солнечных батарей и определение текущего значения светового потока от Солнца и углов его падения на плоскость поверхности солнечных батарей, в отличии от прототипа, на одном временном отрезке разворачивают аппарат, на котором установлены/размещены солнечные батареи, до полной освещенности солнечных батарей Солнцем при углах между направлением на Солнце и нормалями к лицевым поверхностям солнечных батарей менее заданного острого угла, на другом временном отрезке разворачивают указанный аппарат до полной освещенности солнечных батарей Солнцем и выполняют поворот солнечных батарей до положения, при котором углы между направлением на Солнце и нормалями к тыльным поверхностям солнечных батарей менее заданного острого угла, на других 2n-2 временных отрезках, где n, n≥2 - общее количество солнечных батарей, разворачивают указанный аппарат до полной освещенности солнечных батарей Солнцем и выполняют поворот менее n солнечных батарей до положения, при котором углы между направлением на Солнце и нормалями к тыльным поверхностям солнечных батарей меньше заданного острого угла, при условии, что для каждой солнечной батареи системы электропитания не менее чем на одном временном отрезке к Солнцу обращена лицевая сторона солнечной батареи и не менее чем на одном временном отрезке к Солнцу обращена тыльная сторона солнечной батареи, измерение суммарного тока солнечных батарей выполняют в описанные моменты их полной освещенности на интервалах времени, когда точки пересечения каждой из плоскостей, в которых лежат солнечные батареи, с поверхностью окружающей внешней среды, видимой с солнечных батарей, затенены от Солнца, и определяемая составляющая измеренного тока от освещения солнечных батарей световым потоком, отличным от солнечного, не превышает погрешности измерения тока, а эффективность отдельной солнечной батареи оценивают величинами тока, генерируемыми солнечной батареей при освещении соответственно ее лицевой и ее тыльной поверхности солнечным излучением эталонной яркости по нормали к поверхности солнечной батареи, которые определяют по измерениям суммарного тока солнечных батарей, выполненным на упомянутых 2n временных отрезках в течение указанных интервалов времени с учетом текущего значения светового потока от Солнца и углов его падения на плоскость поверхности солнечных батарей.The technical result is achieved by the fact that in the method for assessing the efficiency of solar batteries of the power supply system of a predominantly spacecraft, including turning the solar panels to positions determined from the condition of minimizing the value of the angle between the normal to the front surface of the solar battery and the direction to the Sun, measuring the total current of the solar panels and determining the current value of the luminous flux from the Sun and the angles of its incidence on the plane of the surface of the solar panels, unlike the prototype, at one time interval, the device is deployed on which the solar panels are installed / placed, until the solar panels are fully illuminated by the Sun at angles between the direction to the Sun and normals to the front surfaces of the solar panels is less than a given acute angle, on another time interval, the specified device is deployed until the solar panels are fully illuminated by the Sun and the solar panels are rotated to a position at which the angles between the direction to Sun and normals to the rear surfaces of the solar panels are less than a given acute angle, on other 2n-2 time intervals, where n, n≥2 is the total number of solar panels, turn the indicated device until the solar panels are fully illuminated by the Sun and rotate less than n solar panels to the position at which the angles between the direction to the Sun and the normals to the rear surfaces of the solar panels are less than the specified acute angle, provided that for each solar battery of the power supply system at least one time interval the front side of the solar battery is facing the Sun and at least At one time interval, the back side of the solar battery is facing the Sun, the measurement of the total current of the solar panels is performed at the described moments of their full illumination at time intervals when the points of intersection of each of the planes in which the solar panels lie with the surface of the external environment, visible from the solar panels , are shaded from the Sun, and determine the component of the measured current from the illumination of solar panels with a light flux other than solar does not exceed the current measurement error, and the efficiency of an individual solar battery is estimated by the current values generated by the solar battery when its front and back surfaces are illuminated, respectively, with solar radiation of the reference brightness along the normal to the surface solar batteries, which are determined by measurements of the total current of solar batteries, performed on the mentioned 2n time intervals during the specified time intervals, taking into account the current value of the light flux from the Sun and the angles of its incidence on the surface of the solar batteries.

Суть предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема, поясняющая определение точек пересечения линии видимого с космического аппарата горизонта Земли с плоскостями, в которых лежат солнечные батареи. На чертеже введены следующие обозначения:The essence of the invention is illustrated by a drawing, which shows a diagram explaining the definition of the intersection points of the line of the Earth's horizon visible from the spacecraft with the planes in which the solar panels lie. The following designations are introduced in the drawing:

O - центр Земли;O - the center of the Earth;

А - солнечные батареи СЭП КА;A - solar panels SEP KA;

S - направление на Солнце;S - direction to the Sun;

Figure 00000004
- нормаль к лицевой поверхности первой солнечной батареи;
Figure 00000004
- normal to the front surface of the first solar battery;

Figure 00000005
- нормаль к лицевой поверхности второй солнечной батареи;
Figure 00000005
- normal to the front surface of the second solar battery;

γ - заданный острый угол;γ - given acute angle;

1 - теневая часть поверхности Земли;1 - shadow part of the Earth's surface;

2 - линия видимого с КА горизонта Земли;2 - the line of the horizon of the Earth visible from the spacecraft;

3 - плоскости, в которых лежат солнечные батареи;3 - planes in which solar batteries lie;

4 - точки пересечения линии видимого с КА горизонта Земли с плоскостями, в которых лежат солнечные батареи (данные точки находятся на теневой части поверхности Земли).4 - points of intersection of the line of the Earth's horizon visible from the spacecraft with the planes in which the solar batteries lie (these points are located on the shadow part of the Earth's surface).

Поясним предложенные в способе действия на примере оценки эффективности солнечных батарей системы электропитания космического аппарата.Let us explain the actions proposed in the method using the example of evaluating the efficiency of solar batteries of the spacecraft power supply system.

На многих КА в состав СЭП КА входят солнечные батареи с двусторонней светочувствительностью и один датчик тока, посредством которого осуществляется измерение и получение телеметрической информации (ТМИ) суммарного тока всех солнечных батарей.On many spacecraft, the EPS of the spacecraft includes solar batteries with two-way light sensitivity and one current sensor, through which the measurement and receipt of telemetric information (TMI) of the total current of all solar batteries is carried out.

Как правило, система управления положением солнечных батарей СЭП КА предусматривает выставку солнечных батарей в заданные дискретные положения, фиксированные в связанной с КА системе координат, а поворот солнечных батарей между такими положениями выполняется с заданной угловой скоростью вращения солнечных батарей. При этом для выполнения различных полетных операций предусмотрены различные режимы управления ориентаций солнечных батарей, в том числе режим автоматического наведения солнечных батарей (отслеживания) на Солнце и режим выставки солнечных батарей в заданное положение (положение выбирается из перечня упомянутых заданных дискретных положений солнечных батарей, фиксированных в связанной с КА системе координат). При этом в режиме автоматического наведения солнечных батарей (отслеживания) на Солнце система управления автоматически выбирает момент начала поворота солнечных батарей для перевода солнечных батарей из текущего фиксированного положения в последующее.As a rule, the solar array position control system of the spacecraft EPS provides for setting the solar arrays to predetermined discrete positions fixed in the coordinate system associated with the spacecraft, and the rotation of the solar arrays between such positions is performed at a given angular velocity of the solar arrays. At the same time, to perform various flight operations, various solar array orientation control modes are provided, including the mode of automatic guidance of solar arrays (tracking) to the Sun and the mode of setting solar arrays to a predetermined position (the position is selected from the list of the above-mentioned preset discrete positions of solar arrays fixed in coordinate system associated with the spacecraft). At the same time, in the mode of automatic guidance of the solar panels (tracking) to the Sun, the control system automatically selects the moment of the start of the rotation of the solar panels to transfer the solar panels from the current fixed position to the next one.

Таким образом в произвольный текущий момент времени солнечные батареи находятся или в одном из фиксированных положений (в этом случае оно является текущим дискретным фиксированным положением) или в процессе перехода между двумя дискретными фиксированными положениями. При этом в режиме автоматического наведения солнечных батарей (отслеживания) на Солнце моменты нахождения батареи в одном из дискретных положений определяются по измерениям текущей ориентации КА и измерениям положения Солнца путем определения моментов начала и окончания поворотов солнечных батарей с учетом логики автоматического управления солнечными батареями в данном режиме.Thus, at an arbitrary current moment in time, the solar panels are either in one of the fixed positions (in this case it is the current discrete fixed position) or in the process of transition between two discrete fixed positions. At the same time, in the mode of automatic guidance of solar panels (tracking) to the Sun, the moments when the battery is in one of the discrete positions are determined by measurements of the current orientation of the spacecraft and measurements of the position of the Sun by determining the moments of the beginning and end of the rotation of the solar panels, taking into account the logic of automatic control of solar panels in this mode .

В предложенном техническом решении для решения поставленной задачи определяют текущее значение расстояния от Земли до Солнца и по определенному текущему расстоянию от Земли до Солнца определяют текущее значение светового потока солнечного излучения на орбите КА.In the proposed technical solution to solve the problem, the current value of the distance from the Earth to the Sun is determined, and the current value of the light flux of solar radiation in the orbit of the spacecraft is determined from a certain current distance from the Earth to the Sun.

На одном временном отрезке - например, выбранном витке орбиты - разворачивают КА до полной освещенности солнечных батарей Солнцем при углах между направлением на Солнце и нормалями к лицевым поверхностям солнечных батарей менее заданного острого угла.At one time interval - for example, a selected orbit turn - the spacecraft is deployed until the solar panels are fully illuminated by the Sun at angles between the direction to the Sun and the normals to the front surfaces of the solar panels that are less than a given acute angle.

Разворот КА до полной освещенности солнечных батарей Солнцем обеспечивает исключение затенения фотоэлектрических преобразователей (ФЭП), размещенных на поверхности солнечных батарей, элементами конструкции КА.Turning the spacecraft until the solar arrays are fully illuminated by the Sun ensures that the shading of the photoelectric converters (PVCs) placed on the surface of the solar arrays by the spacecraft structural elements is excluded.

Необходимая для штатной работы СЭП КА освещенность солнечных батарей Солнцем обеспечивается выполнением поворота солнечных батарей до положений, определяемых из условия минимизации значения угла между нормалью к лицевой поверхности солнечной батареи и направлением на Солнце. Данное положение каждой солнечной батареи может быть описано условиемThe illumination of the solar arrays by the Sun, necessary for the normal operation of the SEP, is provided by the rotation of the solar arrays to positions determined from the condition of minimizing the angle between the normal to the front surface of the solar array and the direction to the Sun. This position of each solar battery can be described by the condition

Figure 00000006
Figure 00000006

где αлиц - значение угла между направлением на Солнце и нормалью к лицевой поверхности солнечной батареи; γ - заданный острый угол.where α faces - the value of the angle between the direction to the Sun and the normal to the front surface of the solar battery; γ is a given acute angle.

На другом временном отрезке - например, другом витке орбиты - разворачивают КА до полной освещенности солнечных батарей Солнцем и выполняют поворот солнечных батарей до положения, при котором углы между направлением на Солнце и нормалями к тыльным поверхностям солнечных батарей менее заданного острого угла - т.е. каждую солнечную батарею поворачивают до положения, когда выполняется условиеAt another time interval - for example, another orbital turn - the spacecraft is deployed until the solar panels are fully illuminated by the Sun and the solar panels are rotated to a position at which the angles between the direction to the Sun and the normals to the rear surfaces of the solar panels are less than a given acute angle - i.e. each solar panel is rotated to a position where the condition is met

Figure 00000007
Figure 00000007

где αтыл - значение угла между направлением на Солнце и нормалью к тыльной поверхности солнечной батареи; γ - заданный острый угол.where α rear - the value of the angle between the direction to the Sun and the normal to the rear surface of the solar battery; γ is a given acute angle.

Разворот КА до полной освещенности солнечных батарей Солнцем обеспечивает исключение затенения тыльной стороны солнечной батареи элементами конструкции КА.Turning the spacecraft until the solar batteries are fully illuminated by the Sun ensures that the rear side of the solar battery is not shaded by the elements of the spacecraft structure.

На каждом из других k=2n-2 временных отрезках - например, витках орбиты, - где n=2, 3, … - общее количество солнечных батарей, разворачивают КА до полной освещенности солнечных батарей Солнцем и выполняют поворот m, m<n солнечных батарей до положения, при котором углы между направлением на Солнце и нормалями к тыльным поверхностям солнечных батарей меньше заданного острого угла, при условии, что для каждой солнечной батареи системы электропитания не менее чем на одном временном отрезке (витке орбиты) к Солнцу обращена лицевая сторона солнечной батареи и не менее, чем на одном временном отрезке (витке орбиты) к Солнцу обращена тыльная сторона солнечной батареи.On each of the other k=2n-2 time intervals - for example, orbit turns, - where n=2, 3, ... - the total number of solar panels, turn the spacecraft until the solar panels are fully illuminated by the Sun and turn m, m<n solar panels to the position at which the angles between the direction to the Sun and the normals to the rear surfaces of the solar panels are less than the specified acute angle, provided that for each solar battery of the power supply system at least in one time period (orbital orbit) the front side of the solar battery is facing the Sun and at least on one time interval (orbital orbit) the back side of the solar battery is facing the Sun.

Например, в случае, когда СЭП КА содержит n=2 солнечные батареи, на k=2 витках орбиты данные солнечные батареи ориентируют следующим образом:For example, in the case when the SC SEP contains n=2 solar arrays, on k=2 turns of the orbit, these solar arrays are oriented as follows:

- на одном витке выполняют поворот одной (m=1) солнечной батареи до положения, при котором угол между направлением на Солнце и нормалью к тыльной поверхности данной солнечной батареи меньше заданного острого угла.- on one turn, one (m=1) solar battery is rotated to a position at which the angle between the direction to the Sun and the normal to the rear surface of this solar battery is less than the specified acute angle.

- на другом витке выполняют поворот другой (m=1) солнечной батареи до положения, при котором угол между направлением на Солнце и нормалью к тыльной поверхности данной солнечной батареи меньше заданного острого угла.- on another turn, another (m=1) solar battery is rotated to a position at which the angle between the direction to the Sun and the normal to the back surface of this solar battery is less than the specified acute angle.

Таким образом, на данных k=2 витках выполняется условие: для каждой солнечной батареи СЭП КА не менее чем на одном витке (в данном случае - на одном) к Солнцу обращена лицевая сторона данной солнечной батареи и не менее, чем на одном витке (в данном случае - на одном) к Солнцу обращена тыльная сторона данной солнечной батареи.Thus, on these k=2 turns, the following condition is fulfilled: for each solar battery of the SC SEP, on at least one turn (in this case, on one) the front side of this solar battery is facing the Sun and on at least one turn (in in this case - on one) the back side of this solar battery is facing the Sun.

Измерение суммарного тока солнечных батарей выполняют в описанные моменты их полной освещенности на интервалах времени, когда точки пересечения каждой из плоскостей, в которых лежат солнечные батареи, с поверхностью окружающей внешней среды, видимой с солнечных батарей, затенены от Солнца (т.е. - применительно к СЭП КА - когда точки пересечения линии видимого с КА горизонта Земли с плоскостями, в которых лежат солнечные батареи, находятся на теневой части поверхности Земли), и определяемая составляющая измеренного тока от освещения солнечных батарей световым потоком, отличным от солнечного (т.е. - применительно к СЭП КА - световым потоком, уходящим от Земли) не превышает погрешности измерения тока.The measurement of the total current of solar panels is performed at the described moments of their full illumination at time intervals when the points of intersection of each of the planes in which the solar panels lie with the surface of the external environment, visible from the solar panels, are shaded from the Sun (i.e. - as applied to the EPS of the spacecraft - when the points of intersection of the line of the horizon of the Earth visible from the spacecraft with the planes in which the solar panels lie are located on the shadow part of the Earth's surface), and the determined component of the measured current from the illumination of the solar panels with a light flux different from the solar one (i.e. - in relation to the SEP SC - by the light flux leaving the Earth) does not exceed the current measurement error.

Таким образом, измерения суммарного тока солнечных батарей выполняют на рассмотренных 2n витках орбиты (2n=1+1+k) в течение интервалов времени, когда выполняются оба следующих условия:Thus, measurements of the total current of solar panels are performed on the considered 2n orbit turns (2n=1+1+k) during time intervals when both of the following conditions are met:

- точки пересечения линии видимого с КА горизонта Земли с плоскостями, в которых лежат солнечные батареи, находятся на теневой части поверхности Земли (на чертеже представлена схема, поясняющая определение данных точек, в применении к первому рассмотренному витку орбиты - витку, на котором к Солнцу обращены лицевые поверхности солнечных батарей и выполняется условие (1)).- the points of intersection of the line of the Earth’s horizon visible from the spacecraft with the planes in which the solar batteries lie, are located on the shadow part of the Earth’s surface front surfaces of solar cells and condition (1) is satisfied.

- текущее измеренное значение суммарного тока солнечных батарей не превышает задаваемую величину, определяемую из условия, что определяемая (рассчитываемая с учетом данных ТМИ тока солнечных батарей) составляющая текущего измеренного тока солнечных батарей от освещения солнечных батарей уходящим от Земли световым потоком не превышает погрешности измерения тока - т.е. составляющая тока, генерируемая за счет указанного освещения, ≤d, где d - погрешность измерения тока).- the current measured value of the total current of the solar panels does not exceed the set value, determined from the condition that the determined (calculated taking into account the TMI data of the current of the solar panels) component of the current measured current of the solar panels from the illumination of the solar panels by the luminous flux leaving the Earth does not exceed the current measurement error - those. component of the current generated by the specified illumination, ≤d, where d is the current measurement error).

Эффективность каждой отдельной солнечной батареи оценивают следующими величинами:The efficiency of each individual solar battery is estimated by the following values:

- величиной тока, генерируемой солнечной батареей при освещении ее лицевой поверхности солнечным излучением эталонной яркости по нормали к поверхности солнечной батареи (параметр

Figure 00000008
i - порядковый номер солнечной батареи);- the value of the current generated by the solar battery when its front surface is illuminated by solar radiation of the reference brightness along the normal to the surface of the solar battery (parameter
Figure 00000008
i - serial number of the solar battery);

- величиной тока, генерируемой солнечной батареей при освещении ее тыльной поверхности солнечным излучением эталонной яркости по нормали к поверхности солнечной батареи (параметр

Figure 00000009
, i - порядковый номер солнечной батареи);- the value of the current generated by the solar battery when its rear surface is illuminated by solar radiation of the reference brightness along the normal to the surface of the solar battery (parameter
Figure 00000009
, i - serial number of the solar battery);

Данные величины определяют по измерениям суммарного тока солнечных батарей, выполненным на рассмотренных 2n временных отрезках (витках орбиты) в течение указанных интервалов времени с учетом текущего значения светового потока от Солнца и углов его падения на плоскость поверхности солнечных батарей. А именно, для определения указанных 2n параметров

Figure 00000010
,
Figure 00000011
, i=1, …, n используются измеренные значения суммарного тока солнечных батарей, полученные в описанных 2n сеансах измерений, которые отличаются один от другого комбинациями обращенных к Солнцу лицевых и тыльных сторон солнечных батарей, что, в общем случае, необходимо и достаточно для решения данной задачи.These values are determined by measurements of the total current of the solar cells, performed on the considered 2n time intervals (orbit turns) during the specified time intervals, taking into account the current value of the light flux from the Sun and the angles of its incidence on the plane of the surface of the solar cells. Namely, to determine the indicated 2n parameters
Figure 00000010
,
Figure 00000011
, i=1, …, n, the measured values of the total current of the solar cells are used, obtained in the described 2n measurement sessions, which differ from one another by combinations of the front and back sides of the solar cells facing the Sun, which, in the general case, is necessary and sufficient for solving this task.

Например, параметры

Figure 00000012
,
Figure 00000013
, характеризующие эффективность, соответственно, лицевой и тыльной поверхности i-й солнечной батареи, можно определить как произведение площади лицевой/тыльной поверхности данной солнечной батареи на коэффициент генерации тока при освещении соответствующей (лицевой и тыльной) поверхности данной солнечной батареи солнечным излучением эталонной яркости по нормали к поверхности солнечной батареи. Указанные коэффициенты генерации тока определяются из соответствия измеренных значений суммарного тока солнечных батарей его расчетным модельным значениям, а именно из условия минимизации отличия расчетных модельных значений суммы токов всех солнечных батарей от данных ТМИ суммарного тока солнечных батарей (поскольку расчетные модельные значения тока каждой i-ой солнечной батареи являются функциями указанных параметров
Figure 00000014
,
Figure 00000015
). Задачу минимизации сформулированного функционала решаем с использованием известных математических методов, описанных, например, в книге Гилл Ф., Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация: Пер. с англ. - М.: Мир, 1985. - 509 с.For example, parameters
Figure 00000012
,
Figure 00000013
characterizing the efficiency of the front and rear surfaces of the i-th solar battery, respectively, can be defined as the product of the front/rear surface area of this solar battery by the current generation coefficient when the corresponding (front and back) surface of the given solar battery is illuminated by solar radiation of the reference brightness along the normal to the surface of the solar array. The indicated current generation coefficients are determined from the correspondence of the measured values of the total current of the solar panels to its calculated model values, namely, from the condition of minimizing the difference between the calculated model values of the sum of the currents of all solar panels and the TMI data of the total current of the solar panels (since the calculated model values of the current of each i-th solar batteries are functions of the specified parameters
Figure 00000014
,
Figure 00000015
). We solve the problem of minimizing the formulated functional using well-known mathematical methods described, for example, in the book Gill F., Murray W., Wright M. Practical optimization: Per. from English. - M.: Mir, 1985. - 509 p.

Отметим, что наличие среди упомянутых 2n отличающихся одна от другой (уникальных) комбинаций обращенных к Солнцу лицевых и тыльных сторон солнечных батарей комбинации, в которой к Солнцу обращены тыльные стороны всех солнечных батарей (виток, на котором выполняется условие (2)), обеспечивает получение максимальной точности определения параметров эффективности тыльной поверхности солнечных батарей (поскольку именно при такой комбинации обращенных к Солнцу сторон солнечных батарей обеспечивается максимальная точность вычленения из суммарного тока солнечных батарей тока, который генерируется от освещения Солнцем тыльной стороны одной солнечной батареи).We note that the presence among the mentioned 2n different (unique) combinations of front and back sides of solar cells facing the Sun, a combination in which the back sides of all solar cells face the Sun (a loop on which condition (2) is satisfied), provides obtaining maximum accuracy in determining the efficiency parameters of the back surface of solar panels (since it is with such a combination of the sides of solar panels facing the Sun that the maximum accuracy is ensured in isolating the current from the total current of solar panels, which is generated from the illumination of the back side of one solar battery by the Sun).

Использование измерений тока солнечных батарей, выполненных при описанном положении солнечных батарей и на указанном временном интервале, обоснованно обеспечивает минимизацию влияния подсветки от Земли на генерацию тока солнечных батарей с двусторонней светочувствительностью, а именно указанная минимизация достигается за счет того, что вклад подсветки от Земли в генерируемый ток солнечных батарей, определяемый величиной составляющей тока, генерируемой за счет освещения солнечных батарей уходящим от Земли световым потоком, настолько мал, что не превышает погрешность измерения тока солнечных батарей - значит им можно обосновано как пренебречь, так и учитывать по приближенным расчетным моделям без потери точности получаемого решения. В свою очередь, это минимизирует (устраняет) вызываемую данной подсветкой неточность/погрешность определения по ТМИ тока солнечных батарей значений рассматриваемых параметров оценки эффективности солнечных батарей.The use of solar cell current measurements performed at the described position of the solar cells and at the specified time interval reasonably ensures the minimization of the influence of the illumination from the Earth on the generation of the current of solar cells with two-sided photosensitivity, namely, this minimization is achieved due to the fact that the contribution of the illumination from the Earth to the generated the current of solar cells, determined by the magnitude of the current component generated by illuminating the solar cells with the light flux leaving the Earth, is so small that it does not exceed the error in measuring the current of the solar cells, which means that it can be justifiably neglected and taken into account by approximate calculation models without loss of accuracy the resulting solution. In turn, this minimizes (eliminates) the inaccuracy/inaccuracy caused by this backlight in determining the values of the considered parameters for evaluating the efficiency of solar batteries by TMI of the solar battery current.

Описанный поворот солнечных батарей в положение, при котором точки пересечения линии видимого с КА горизонта Земли с плоскостями расположения солнечных батарей находятся на теневой части поверхности Земли, обеспечивает то, что в данном положении у солнечных батарей освещена только одна сторона их поверхности - или лицевая, или тыльная -если световой поток (от Солнца и от освещенной Солнцем Земли) поступает на одну поверхность солнечной батареи, то на другую поверхность солнечной батареи не поступает никакого светового потока.The described rotation of the solar arrays to a position in which the points of intersection of the line of the Earth’s horizon visible from the spacecraft with the planes of the solar arrays are located on the shadow part of the Earth’s surface ensures that in this position only one side of the solar arrays surface is illuminated - either the front or back - if the luminous flux (from the Sun and from the Earth illuminated by the Sun) enters one surface of the solar battery, then no luminous flux enters the other surface of the solar battery.

Выбор витков для реализации предлагаемых действий может осуществляться из условия наилучших возможностей для выполнения построения требуемой ориентации КА и СБ относительно направления на Солнце. Например, возможность построения требуемой ориентации КА и СБ может определяться таким параметром, как угол между направлением на Солнце и плоскостью орбиты КА - в этом случае для реализации предлагаемых действий выбираются витки, на которых угол между направлением на Солнце и плоскостью орбиты КА находится в требуемых (задаваемых) пределах.The choice of orbits for the implementation of the proposed actions can be carried out from the condition of the best opportunities for constructing the required orientation of the spacecraft and SB relative to the direction to the Sun. For example, the possibility of constructing the required orientation of the SC and SB can be determined by such a parameter as the angle between the direction to the Sun and the plane of the SC orbit - in this case, to implement the proposed actions, orbits are selected at which the angle between the direction to the Sun and the plane of the SC orbit is within the required ( specified) limits.

Рассматриваемые витки могут составлять как непрерывную последовательность, так и выбираться с интервалами между отдельными витками (данный случай может реализовываться, например, когда ограничения, накладываемые планом полета КА, не позволят выполнить построение необходимой ориентации КА и СБ, - в частности отворот лицевой поверхности СБ от Солнца, - подряд на последовательных витках орбиты КА).The orbits under consideration can either constitute a continuous sequence or be selected at intervals between individual orbits (this case can be realized, for example, when the restrictions imposed by the spacecraft flight plan do not allow the construction of the required orientation of the spacecraft and SB, in particular, the turn of the front surface of the SB from of the Sun, - in a row on successive revolutions of the spacecraft's orbit).

Предлагаемое техническое решение позволяет выполнять оценку эффективности СБ как при максимальной установившейся рабочей температуре СБ, так и при их минимальной температуре.The proposed technical solution makes it possible to evaluate the efficiency of the SB both at the maximum steady-state operating temperature of the SB and at their minimum temperature.

Оценка эффективности СБ при их минимальной температуре осуществляется по измерениям суммарного тока солнечных батарей, выполненным непосредственно сразу по окончании зоны естественного затенения солнечных батарей от Солнца Землей (непосредственно по началу зоны освещенности солнечных батарей Солнцем). В случае оценки эффективности СБ СЭП КА данное условие соответствует измерениям тока СБ в начале световых участков витков орбиты КА.Evaluation of SB efficiency at their minimum temperature is carried out by measurements of the total current of solar panels, performed immediately after the end of the zone of natural shading of solar panels from the Sun by the Earth (immediately at the beginning of the zone of illumination of solar panels by the Sun). In the case of evaluating the efficiency of the SB of the SC HSS, this condition corresponds to measurements of the SB current at the beginning of the light sections of the orbital turns of the SC.

Оценка эффективности СБ при их максимальной установившейся рабочей температуре осуществляется по измерениям суммарного тока солнечных батарей, выполненным не ранее, чем через задаваемую временную величину dT* после начала зоны освещенности солнечных батарей Солнцем (величина dT* определяется из условия выхода СБ на устоявшийся температурный режим работы). В случае оценки эффективности СБ СЭП КА данное условие соответствует измерениям тока СБ в конце световых участков витков орбиты КА.Evaluation of the solar panels efficiency at their maximum steady-state operating temperature is carried out by measuring the total current of the solar panels, performed no earlier than a specified time value dT* after the beginning of the solar panels illumination zone by the Sun (the dT* value is determined from the condition that the solar panels reach a stable temperature mode of operation) . In the case of evaluating the efficiency of the SB of the SC HSS, this condition corresponds to measurements of the SB current at the end of the light segments of the orbital turns of the SC.

Опишем технический эффект предлагаемого изобретения.Let us describe the technical effect of the proposed invention.

Предлагаемое техническое решение повышает точность оценки эффективности солнечных батарей по данным о суммарном токе солнечных батарей СЭП аппаратов преимущественно космических за счет обеспечения определения производительности каждой из поверхностей - и лицевой, и тыльной - каждой солнечной батареи СЭП. Изобретение может быть использовано как на КА, так и на других летательных аппаратах, а также в наземных условиях.The proposed technical solution improves the accuracy of estimating the efficiency of solar panels according to the total current of the solar panels of the SPS of spacecraft, mainly by ensuring the determination of the performance of each of the surfaces - both the front and the back - of each solar battery of the PSS. The invention can be used both on spacecraft and on other aircraft, as well as in ground conditions.

Применительно к условиям эксплуатации в космосе солнечные батареи СЭП подвергаются воздействию факторов открытого космического пространства, что приводит к их постепенной деградации и необходимости выполнять оценку текущей эффективности солнечных батарей, связанную с получением текущих значений параметров их производительности.With regard to the conditions of operation in space, solar cells of the PSS are exposed to the factors of open space, which leads to their gradual degradation and the need to evaluate the current efficiency of solar cells, associated with obtaining the current values of their performance parameters.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает условия для оценки производительности лицевой и тыльной поверхностей солнечных батарей с двусторонней светочувствительностью по результатам замера тока, генерируемого полным набором ФЭП солнечных батарей при устоявшемся температурном режиме и минимальном влиянии на генерацию тока подсветки солнечных батарей световым потоком, отличным от солнечного - применительно к условиям эксплуатации в космосе - световым потоком, уходящим от Земли.The proposed technical solution provides the conditions for evaluating the performance of the front and rear surfaces of solar cells with two-sided photosensitivity based on the results of measuring the current generated by a complete set of photovoltaic cells of solar cells under a stable temperature regime and minimal effect on the generation of solar cell illumination current by a luminous flux other than solar - in relation to operating conditions in space - a light flux leaving the Earth.

Минимизация влиянии на генерацию тока подсветки солнечных батарей уходящим от Земли световым потоком обеспечивается тем, что используемые измерения тока СБ выполняются на интервале времени, на котором величина составляющей тока солнечных батарей, генерируемой за счет освещения солнечных батарей уходящим от Земли световым потоком, не превышает погрешность измерения тока солнечных батарей.The minimization of the influence on the generation of the solar panels illumination current by the light flux leaving the Earth is ensured by the fact that the measurements of the SB current are performed on the time interval in which the value of the solar battery current component generated by illuminating the solar panels with the light flux leaving the Earth does not exceed the measurement error solar battery current.

Использование измерений суммарного тока СБ, выполненных в моменты, когда точки пересечения каждой из плоскостей, в которых лежат СБ, с поверхностью окружающей внешней среды, видимой с СБ, затенены от Солнца, обеспечивает возможность определения искомых коэффициентов эффективности отдельно лицевой и отдельно тыльной поверхности СБ за счет того, что в каждый рассматриваемый момент времени ток СБ генерируется за счет освещенности только одной стороны СБ - или только лицевой, или только тыльной.The use of measurements of the total SB current, made at the moments when the points of intersection of each of the planes in which the SB lie with the surface of the external environment, visible from the SB, are shaded from the Sun, makes it possible to determine the desired efficiency coefficients of the individual front and rear surfaces of the SB for due to the fact that at each considered moment of time, the SB current is generated due to the illumination of only one side of the SB - either only the front, or only the back.

Получаемый технический результат повышает точность оценки эффективности солнечных батарей СЭП КА в полете посредством получения точных оценок эффективности (производительности) и лицевой, и тыльной поверхностей отдельных солнечных батарей, входящих в состав СЭП с одним датчиком тока, - когда предусмотрено получение ТМИ суммарного тока всех солнечных батарей и отсутствует возможность измерения и получения ТМИ тока отдельных солнечных батарей.The resulting technical result improves the accuracy of evaluating the efficiency of solar panels of the SEP SC in flight by obtaining accurate estimates of the efficiency (performance) of both the front and rear surfaces of individual solar panels that are part of the SEP with one current sensor, when it is provided to obtain TMI of the total current of all solar panels and there is no possibility of measuring and obtaining TMI current of individual solar cells.

Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить максимально одинаковые условия замеров тока солнечных батарей, по которым осуществляется оценка эффективности солнечных батарей СЭП КА, при этом реализуется использование измерений тока, генерируемого полным набором ФЭП солнечных батарей, что обеспечивает максимальную достоверность получаемых данных по производительности солнечных батарей.The proposed technical solution makes it possible to provide the most identical conditions for measuring the current of solar batteries, according to which the efficiency of solar batteries of the SEP SC is evaluated, while the use of measurements of the current generated by a complete set of solar cells is implemented, which ensures maximum reliability of the data obtained on the performance of solar batteries.

Максимально одинаковые условия замеров тока солнечных батарей, используемых для оценки эффективности батарей СЭП КА, позволяют повысить точность последующего их использования, в том числе обеспечивают обоснованность сравнения получаемых характеристик эффективности (производительности) солнечных батарей и обоснованность суждений об их изменениях во времени.The most identical conditions for measuring the current of solar batteries used to evaluate the efficiency of SEP SC batteries make it possible to increase the accuracy of their subsequent use, including the validity of comparing the obtained efficiency (performance) characteristics of solar batteries and the validity of judgments about their changes over time.

Знание текущих значений параметров эффективности (производительности) и лицевой, и тыльной поверхностей каждой отдельной солнечной батареи СЭП КА необходимо как для более точного моделирования функционирования СЭП КА в полете (в частности для точного прогнозирования генерации тока солнечных батарей при решении различных задач управления полета КА, в том числе для оптимального управления угловым положением солнечных батарей СЭП КА), так и для точного анализа эффектов фактической деградации солнечных батарей КА (что важно как с точки зрения прогнозирования состояния и производительности данных конкретных солнечных батарей на последующие этапы полета данного КА, так и с точки зрения получения технических и технологических данных для совершенствования технологии разработки СЭП КА).Knowledge of the current values of the efficiency (performance) parameters of both the front and rear surfaces of each individual solar battery of the SEP SC is necessary both for more accurate modeling of the functioning of the SEP SC in flight (in particular, for accurate prediction of the generation of solar batteries current when solving various problems of controlling the flight of a spacecraft, in including for optimal control of the angular position of the solar arrays of the spacecraft EPS), and for accurate analysis of the effects of the actual degradation of the solar arrays of the spacecraft (which is important both from the point of view of predicting the state and performance of these specific solar arrays for subsequent stages of the flight of this spacecraft, and from the point of view in terms of obtaining technical and technological data to improve the technology for the development of SEP spacecraft).

В настоящее время технически все готово для реализации предложенного способа. Промышленное исполнение существенных признаков, характеризующих изобретение, не является сложным и может быть выполнено с использованием существующих технических средств.At present, everything is technically ready for the implementation of the proposed method. The industrial execution of the essential features characterizing the invention is not complicated and can be performed using existing technical means.

Claims (1)

Способ оценки эффективности солнечных батарей системы электропитания аппарата, преимущественно космического, включающий поворот солнечных батарей до положений, определяемых из условия минимизации значения угла между нормалью к лицевой поверхности солнечной батареи и направлением на Солнце, измерение суммарного тока солнечных батарей и определение текущего значения светового потока от Солнца и углов его падения на плоскость поверхности солнечных батарей, отличающийся тем, что на одном временном отрезке разворачивают аппарат, на котором установлены/размещены солнечные батареи, до полной освещенности солнечных батарей Солнцем при углах между направлением на Солнце и нормалями к лицевым поверхностям солнечных батарей менее заданного острого угла, на другом временном отрезке разворачивают указанный аппарат до полной освещенности солнечных батарей Солнцем и выполняют поворот солнечных батарей до положения, при котором углы между направлением на Солнце и нормалями к тыльным поверхностям солнечных батарей менее заданного острого угла, на других 2n-2 временных отрезках, где n, n≥2 - общее количество солнечных батарей, разворачивают указанный аппарат до полной освещенности солнечных батарей Солнцем и выполняют поворот менее n солнечных батарей до положения, при котором углы между направлением на Солнце и нормалями к тыльным поверхностям солнечных батарей меньше заданного острого угла, при условии, что для каждой солнечной батареи системы электропитания не менее чем на одном временном отрезке к Солнцу обращена лицевая сторона солнечной батареи и не менее чем на одном временном отрезке к Солнцу обращена тыльная сторона солнечной батареи, измерение суммарного тока солнечных батарей выполняют в описанные моменты их полной освещенности на интервалах времени, когда точки пересечения каждой из плоскостей, в которых лежат солнечные батареи, с поверхностью окружающей внешней среды, видимой с солнечных батарей, затенены от Солнца, и определяемая составляющая измеренного тока от освещения солнечных батарей световым потоком, отличным от солнечного, не превышает погрешности измерения тока, а эффективность отдельной солнечной батареи оценивают величинами тока, генерируемыми солнечной батареей при освещении соответственно ее лицевой и ее тыльной поверхности солнечным излучением эталонной яркости по нормали к поверхности солнечной батареи, которые определяют по измерениям суммарного тока солнечных батарей, выполненным на упомянутых 2n временных отрезках в течение указанных интервалов времени с учетом текущего значения светового потока от Солнца и углов его падения на плоскость поверхности солнечных батарей.A method for evaluating the efficiency of solar batteries of the power supply system of an apparatus, mainly spacecraft, including turning the solar panels to positions determined from the condition of minimizing the angle between the normal to the front surface of the solar battery and the direction to the Sun, measuring the total current of the solar panels and determining the current value of the luminous flux from the Sun and the angles of its incidence on the plane of the surface of the solar panels, characterized in that at one time interval the device is deployed, on which the solar panels are installed / placed, until the solar panels are fully illuminated by the Sun at angles between the direction to the Sun and the normals to the front surfaces of the solar panels are less than the specified acute angle, on another time interval, the indicated apparatus is deployed until the solar panels are fully illuminated by the Sun and the solar panels are rotated to a position at which the angles between the direction to the Sun and the normals to the rear surfaces of the sun than a given acute angle, on other 2n-2 time intervals, where n, n≥2 is the total number of solar panels, turn the indicated device until the solar panels are fully illuminated by the Sun and rotate less than n solar panels to a position at which the angles between the direction to the Sun and the normals to the back surfaces of the solar panels is less than the specified acute angle, provided that for each solar battery of the power supply system at least one time interval the front side of the solar battery is turned to the Sun and at least one time interval is turned to the Sun the back side of the solar battery, the measurement of the total current of the solar panels is performed at the described moments of their full illumination at time intervals when the points of intersection of each of the planes in which the solar panels lie with the surface of the external environment, visible from the solar panels, are shaded from the Sun, and determined component of the measured current from illuminated solar panels with a luminous flux other than solar does not exceed the current measurement error, and the efficiency of a separate solar battery is estimated by the current values generated by the solar battery when its front and back surfaces are illuminated, respectively, with solar radiation of the reference brightness along the normal to the surface of the solar battery, which determine according to measurements of the total current of solar cells, performed on the mentioned 2n time intervals during the indicated time intervals, taking into account the current value of the light flux from the Sun and the angles of its incidence on the plane of the surface of the solar cells.
RU2022109689A 2022-04-11 Method for assessing the efficiency of solar batteries in the power supply system of a vehicle, mostly space RU2784977C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2784977C1 true RU2784977C1 (en) 2022-12-01

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116029202A (en) * 2022-12-28 2023-04-28 沃杰(北京)科技有限公司 Solar panel luminous flux estimation model construction method, system and medium

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2450748B1 (en) * 1979-03-09 1983-03-18 Centre Nat Etd Spatiales
US5089055A (en) * 1989-12-12 1992-02-18 Takashi Nakamura Survivable solar power-generating systems for use with spacecraft
RU2655089C1 (en) * 2017-02-07 2018-05-23 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method of estimation of state of solar cell of spacecraft with inertial operating members
RU2679094C1 (en) * 2018-02-08 2019-02-05 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Equipped with solar batteries spacecraft control method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2450748B1 (en) * 1979-03-09 1983-03-18 Centre Nat Etd Spatiales
US5089055A (en) * 1989-12-12 1992-02-18 Takashi Nakamura Survivable solar power-generating systems for use with spacecraft
RU2655089C1 (en) * 2017-02-07 2018-05-23 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method of estimation of state of solar cell of spacecraft with inertial operating members
RU2679094C1 (en) * 2018-02-08 2019-02-05 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Equipped with solar batteries spacecraft control method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116029202A (en) * 2022-12-28 2023-04-28 沃杰(北京)科技有限公司 Solar panel luminous flux estimation model construction method, system and medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Durrani et al. Photovoltaic yield prediction using an irradiance forecast model based on multiple neural networks
Elminir et al. Optimum solar flat-plate collector slope: case study for Helwan, Egypt
US20030045949A1 (en) Method and apparatus for controllably positioning a solar concentrator
RU2784977C1 (en) Method for assessing the efficiency of solar batteries in the power supply system of a vehicle, mostly space
RU2655089C1 (en) Method of estimation of state of solar cell of spacecraft with inertial operating members
RU2354592C2 (en) Method of determining spacecraft solar battery maximum output
Baby et al. Short term wind speed forecasting and wind energy estimation: A case study of Rajasthan
Hachana et al. Photovoltaic mono and bifacial module/string electrical model parameters identification and validation based on a new differential evolution bee colony optimizer
Basnayake et al. Smart solar tracking and on-site photovoltic efficiency measurement system
RU2655561C1 (en) Method for monitoring performance of solar cell of spacecraft on shadowless orbits
RU2771552C1 (en) Method for evaluating the effectiveness of solar panels of the spacecraft power supply system
Abramson et al. The Grism Lens-amplified Survey from Space (GLASS). XII. Spatially Resolved Galaxy Star Formation Histories and True Evolutionary Paths at z> 1
RU2770330C1 (en) Method for monitoring the performance of a solar battery with double side photosensitivity installed on a spacecraft
RU2770331C1 (en) Method for determining the performance of a solar battery with double side photosensitivity installed on a spacecraft
RU2653890C2 (en) Method of determining performance of an installed on the spacecraft solar panels with a positive power output back surface
Smokler et al. The block program approach to photovoltaic module development
CN116007745A (en) Method and apparatus for identifying weather conditions with multiple radiometers
Zafarani et al. Assessing the utility of weather data for photovoltaic power prediction
RU2624885C2 (en) Spacecraft solar batteries maximum output power determination method
RU2706643C2 (en) Method for monitoring performance of solar battery of spacecraft with inertial actuators
RU2354591C2 (en) Method of determining spacecraft solar battery maximum output
RU2629647C1 (en) Method of solar battery panels current status control in spacecrafts
Grommes et al. Performance estimation of bifacial PV systems using the view factor matrix
RU2653891C2 (en) Method for monitoring the performance of a solar battery of a spacecraft with inertial operating members
KR20180023078A (en) Prediction method of generation quantity in solar energy generation using weather information