RU2791962C1 - Solar photovoltaic generator - Google Patents
Solar photovoltaic generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2791962C1 RU2791962C1 RU2022119121A RU2022119121A RU2791962C1 RU 2791962 C1 RU2791962 C1 RU 2791962C1 RU 2022119121 A RU2022119121 A RU 2022119121A RU 2022119121 A RU2022119121 A RU 2022119121A RU 2791962 C1 RU2791962 C1 RU 2791962C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solar battery
- solar
- vehicle
- photoelectric generator
- generator
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности к солнечным энергетическим устройствам, предназначенным для выработки электроэнергии путем фотоэлектрического преобразования солнечной энергии на лунной поверхности. Для получения максимальной эффективности такого преобразования необходимо обеспечить постоянную ориентацию солнечной батареи на Солнце. Кроме того, при размещении фотоэлектрогенератора на Луне необходимо обеспечить возможность перемещения по лунной поверхности с целью проведения исследования различных участков поверхности Луны. При этом для упрощения устройства и увеличения его надежности желательно использовать для перемещения тот же механизм, что и для ориентации солнечной батареи.The invention relates to solar energy, in particular to solar energy devices designed to generate electricity by photoelectric conversion of solar energy on the lunar surface. To obtain the maximum efficiency of such a transformation, it is necessary to ensure the constant orientation of the solar battery to the Sun. In addition, when placing a photoelectric generator on the Moon, it is necessary to provide the possibility of moving along the lunar surface in order to study various parts of the lunar surface. At the same time, in order to simplify the device and increase its reliability, it is desirable to use the same mechanism for moving as for the orientation of the solar battery.
Известна солнечная батарея (см. RU 2230396, МПК H01L 31/042, опубл. 10.06.2004), состоящая из плоских панелей в виде каркаса и натянутого на него сетеполотна, разделенного на ячейки, в которых размещены модули. Модули содержат фотоэлектрические преобразователи, коммутационные металлические шины, защитные стеклянные пластины, подложку, элементы крепления модуля к сетеполотну и байпасные диоды. Стеклянные пластины покрывают несколько фотоэлектрических преобразователей и образуют цельные блоки. Элементы крепления, байпасные диоды и шины, вблизи краев модуля установлены на наружной поверхности стеклянных пластин на тыльной стороне модуля. Элементы крепления выполнены в виде площадки со стержнем, при этом площадка соединена со стеклянной пластиной, а конец стержня пропущен через сетеполотно и загнут на нить сетеполотна.A solar battery is known (see RU 2230396, IPC H01L 31/042, publ. 06/10/2004), consisting of flat panels in the form of a frame and a mesh stretched over it, divided into cells in which modules are placed. The modules contain photovoltaic converters, switching metal busbars, protective glass plates, a substrate, elements for fastening the module to the grid, and bypass diodes. Glass plates cover several photovoltaic converters and form one-piece blocks. Fastening elements, bypass diodes and busbars, near the edges of the module, are installed on the outer surface of the glass plates on the rear side of the module. The fastening elements are made in the form of a platform with a rod, while the platform is connected to a glass plate, and the end of the rod is passed through the mesh and bent onto the thread of the mesh.
Известная солнечная батарея имеет низкий удельный энергосъем вследствие отсутствия ориентации на Солнце и не может быть размещена на Луне из-за отсутствия механизма перемещения.Known solar battery has a low specific energy output due to the lack of orientation to the Sun and cannot be placed on the Moon due to the lack of a movement mechanism.
Известно фотоэлектрогенерирующее устройство (см. US 20110017875, МПК B64G 1/44, HOIL 31/042, опубл. 27.01.2011), содержащее несущую конструкцию космического аппарата, на которой закреплена панель концентраторных фотоэлектрических элементов, включающая в себя множество линз Френеля, направляющих свет на панель фотоэлектрических преобразователей, термически подключенных к центральной несущей конструкции через радиатор тепловой трубы. Тепловая труба обеспечивает передачу генерируемого тепла от панели фотоэлектрических преобразователей и рассеяние его на радиаторе тепловой трубы и элементах несущей конструкции.A photoelectric generating device is known (see US 20110017875, IPC B64G 1/44, HOIL 31/042, publ. 01/27/2011), containing the supporting structure of the spacecraft, on which a panel of concentrating photovoltaic cells is fixed, including a plurality of Fresnel lenses that direct light on a panel of photovoltaic converters, thermally connected to the central supporting structure through a heat pipe radiator. The heat pipe ensures the transfer of the generated heat from the photovoltaic converter panel and its dissipation on the heat pipe radiator and supporting structure elements.
Недостатком известного фотоэлектрогенерирующего устройства является низкий удельный энергосъем. Кроме того, известное солнечное фотоэлектрогенерирующее устройство имеет сложную конструкцию и ее применение на лунных станциях в условиях большого перепада температур затруднительно.A disadvantage of the known photovoltaic device is the low specific energy output. In addition, the known solar photovoltaic device has a complex structure and its use on lunar stations in conditions of large temperature differences is difficult.
Известна солнечная фотоэлектрическая установка (см. RU2286517 МПК F24J 2/42, опубл. 27.10.2006), включающая солнечную батарею, набранную из концентраторных фотоэлектрических модулей, содержащих фотоэлектрические преобразователи, находящиеся в фокусах линз Френеля, размещенную на механической системе ориентации на Солнце, содержащей приводы зенитального и азимутального вращения, снабженные шаговыми мотор-редукторами, систему слежения, оснащенную датчиками положения Солнца. Механическая система включает две рамы - базовую, вращающуюся вокруг вертикальной оси, и подвешенную, с закрепленными концентраторными фотоэлектрическими модулями, обеспечивающую поворот вокруг горизонтальной оси.A solar photovoltaic installation is known (see RU2286517 IPC F24J 2/42, publ. 27.10.2006), including a solar battery assembled from concentrator photovoltaic modules containing photovoltaic converters located at the foci of Fresnel lenses, placed on a mechanical orientation system to the Sun, containing drives of zenithal and azimuthal rotation, equipped with stepping motor-reducers, a tracking system, equipped with sensors of the position of the Sun. The mechanical system includes two frames - a base one, rotating around a vertical axis, and a suspended one, with fixed concentrator photovoltaic modules, providing rotation around a horizontal axis.
Известная солнечная фотоэлектрическая установка имеет недостаточную общую энергоэффективность вследствие большой площади нефотоактивной области фотоэлектрической установки и недостаточно эффективную систему отвода тепла, что обеспечивает работу концентраторных фотоэлектрических модулей только в наземных условиях.The known solar photovoltaic installation has insufficient overall energy efficiency due to the large area of the non-photoactive area of the photovoltaic installation and an insufficiently efficient heat removal system, which ensures the operation of concentrator photovoltaic modules only in terrestrial conditions.
Известна солнечная фотоэнергоустановка (см. патент US 7381886, МПК H01L 31/0232, опубликован 03.06.2008). Солнечная фотоэнергоустановка содержит вертикальную полую цилиндрическую опору, вал с первым приводом, коаксиально установленный с возможностью вращения в полости цилиндрической опоры. На верхнем торце вала установлена посредством цилиндрического шарнира, ось которого ортогональна оси вала, рама со вторым приводом и с оптическим солнечным датчиком, чувствительным к смещению Солнца. На раме закреплена солнечная батарея с концентраторами солнечного излучения, в фокусе которых установлены на теплоотводящем основании фотоэлектрические преобразователи. Солнечная батарея, установленная на раме, содержит массив концентрирующих излучение линз Френеля и многокаскадные полупроводниковые солнечные элементы на основе полупроводниковых соединений А3В5.Known solar photovoltaic (see patent US 7381886, IPC H01L 31/0232, published 06/03/2008). The solar photovoltaic installation contains a vertical hollow cylindrical support, a shaft with the first drive, coaxially mounted for rotation in the cavity of the cylindrical support. At the upper end of the shaft, a frame with a second drive and an optical solar sensor sensitive to the displacement of the Sun is installed by means of a cylindrical hinge, the axis of which is orthogonal to the axis of the shaft. A solar battery with solar radiation concentrators is fixed on the frame, in the focus of which photoelectric converters are installed on a heat-removing base. The solar battery mounted on the frame contains an array of Fresnel lenses concentrating radiation and multi-stage semiconductor solar cells based on A3V5 semiconductor compounds.
Известная наземная солнечная фотоэнергоустановка не имеет функции перемещения по подстилающей поверхности, что ограничивает ее функциональные возможности в условиях работы на поверхности Луны.The well-known ground-based solar photovoltaic installation does not have the function of moving along the underlying surface, which limits its functionality when operating on the lunar surface.
Известна фотоэлектрогенерирующая установка лунного базирования (см. RU 2767718, МПК H01L3 1/042, опубл. 18.03.2022), содержащая вертикальную полую цилиндрическую опору, вал с первым приводом, коаксиально установленный с возможностью вращения в полости цилиндрической опоры, раму со вторым приводом и с оптическим солнечным датчиком, чувствительным к смещению Солнца, установленную на верхнем торце вала посредством цилиндрического шарнира, ось которого ортогональна оси вала, и закрепленную на раме солнечную батарею с концентраторами солнечного излучения, в фокусе которых установлены на теплоотводящем основании фотоэлектрические преобразователи. В данной фотоэнергоустановке вал выполнен из материала с повышенной теплопроводностью, вертикальная полая цилиндрическая опора выполнена составной с возможностью частичного погружения в грунт места установки, нижний участок цилиндрической опоры выполнен из материала с повышенной теплопроводностью, а верхний участок цилиндрической опоры выполнен из теплоизолирующего материала, во внутренней поверхности цилиндрической опоры выполнена кольцевая цилиндрическая проточка, а наружная поверхность участка вала, выступающего из верхнего торца цилиндрической опоры, и наружная поверхность участка цилиндрической опоры, не погружаемого в лунный грунт, выполнены светоотражающими.A lunar-based photoelectric power plant is known (see RU 2767718, IPC
Недостатком известной фотоэлектрогенерирующей установки является сложность ее монтажа и невозможность осуществления перемещения установки по поверхности Луны.The disadvantage of the known photovoltaic installation is the complexity of its installation and the impossibility of moving the installation on the surface of the moon.
Известен солнечный фотоэлектрогенератор (см. ES 1166312 МПК H01L 31/00, F24J 2/00, B62D 59/02, опубл. 03.10.2016), совпадающий с настоящим техническим решением по наибольшему числу существенных признаков и принятый за прототип. Известный фотоэлектрогенератор содержит солнечную батарею, колесное транспортное средство, на верхней части платформы которого установлена солнечная батарея таким образом, чтобы образовать верхнюю крышку, устройство развертывания солнечной батареи из исходного компактного транспортного положения, инвертор-преобразователь постоянного тока в переменный устройство накопления солнечной энергии, обеспечивающие автономную работу, фотоэлектрический солнечный регулятор, управляющий зарядом и разрядом аккумуляторов.Known solar photoelectric generator (see ES 1166312 IPC H01L 31/00,
Недостатками известного солнечного фотоэлектрогенератора являются его низкая энергоэффективность и невозможность его дистанционного управления.The disadvantages of the known solar photovoltaic generator are its low energy efficiency and the impossibility of its remote control.
Задачей настоящего технического решения является разработка солнечного фотоэлектрогенератора, который бы обеспечивал высокую эффективность преобразования солнечного излучения в течение лунного дня и перемещение фотоэлектрогенератора по поверхности Луны в дистанционном режиме управления.The objective of this technical solution is to develop a solar photoelectric generator that would provide high efficiency of solar radiation conversion during the lunar day and the movement of the photoelectric generator on the surface of the Moon in remote control mode.
Поставленная задача решается тем, что солнечный фотоэлектрогенератор содержит солнечную батарею, установленную на верхней части платформы колесного транспортного средства, обеспечивающего перемещение солнечного фотоэлектрогенератора по поверхности Луны, и устройство развертывания солнечной батареи из исходного компактного транспортного положения. Новым в солнечном фотоэлектрогенераторе является то, что два соосных колеса транспортного средства выполнены ведущими с помощью установленных на них независимых электроприводов; солнечная батарея с датчиком положения Солнца выполнена в виде части цилиндрической поверхности, обращенной вогнутой поверхностью к колесному транспортному средству, с длинными сторонами, параллельными оси образующего цилиндрическую поверхность цилиндра и установленными в плоскостях, перпендикулярных общей оси ведущих колес; при этом расстояние d между длинными сторонами солнечной батареи равно (0,90-0,95)⋅L, где L - ширина выпуклой поверхности солнечной батареи, края одной короткой стороны солнечной батареи с помощью двух цилиндрических шарниров соединены штангой, параллельной общей оси ведущих колес и прикрепленной к краю платформы транспортного средства; устройство развертывания солнечной батареи из исходного компактного транспортного положения выполнено в виде пружинного механизма, установленного между платформой транспортного средства и штангой, обеспечивающего раскрытие солнечной батареи после посадки на Луну, и фиксатора угла раскрытия солнечной батареи, равного селенографической широте расчетного места посадки фотоэлектрогенератора на Луну; внутри платформы транспортного средства установлено радиоприемное устройство для удаленного управления фотоэлектрогенератором, включающее канал радиоприемного тракта, адресно-командный дешифратор, микропроцессорный блок управления, постоянное запоминающее устройство, датчики положения электроприводов первого и второго ведущих колес, электроприводы первого и второго ведущих колес, датчик положения Солнца и устройство развертывания солнечной батареи, при этом вход-выход канала радиоприемного тракта соединен с первым входом-выходом адресно-командного дешифратора, второй вход-выход которого соединен с первым входом-выходом микропроцессорного блока управления, к первому входу которого подключен датчик положения Солнца, второй и третий входы микропроцессорного блока управления соединены соответственно с датчиком положения электропривода первого колеса и датчиком положения электропривода второго колеса, первый выход микропроцессорного блока управления подключен к устройству развертывания солнечной батареи, второй и третий выходы микропроцессорного блока управления соединены соответственно с электроприводом первого колеса и электроприводом второго колеса, а второй вход-выход микропроцессорного блока управления соединен с постоянным запоминающим устройством.The problem is solved by the fact that the solar photovoltaic generator contains a solar battery installed on the upper part of the platform of a wheeled vehicle that ensures the movement of the solar photoelectric generator on the surface of the Moon, and a device for deploying the solar battery from the initial compact transport position. What is new in the solar photovoltaic generator is that two coaxial wheels of the vehicle are made leading with the help of independent electric drives installed on them; the solar battery with the position sensor of the Sun is made in the form of a part of a cylindrical surface facing the wheeled vehicle with a concave surface, with long sides parallel to the axis of the cylinder forming a cylindrical surface and installed in planes perpendicular to the common axis of the driving wheels; in this case, the distance d between the long sides of the solar battery is (0.90-0.95)⋅L, where L is the width of the convex surface of the solar battery, the edges of one short side of the solar battery are connected by a rod parallel to the common axis of the drive wheels using two cylindrical hinges and attached to the edge of the vehicle platform; the device for deploying the solar battery from the initial compact transport position is made in the form of a spring mechanism installed between the vehicle platform and the rod, which ensures the deployment of the solar battery after landing on the Moon, and the fixer for the opening angle of the solar battery, equal to the selenographic latitude of the estimated landing site of the photoelectric generator on the Moon; a radio receiver for remote control of the photoelectric generator is installed inside the vehicle platform, including a radio receiving path channel, an address-command decoder, a microprocessor control unit, a read-only memory device, position sensors for the electric drives of the first and second drive wheels, electric drives for the first and second drive wheels, a sun position sensor and a device for deploying a solar battery, wherein the input-output of the channel of the radio receiving path is connected to the first input-output of the address-command decoder, the second input-output of which is connected to the first input-output of the microprocessor control unit, to the first input of which the sun position sensor is connected, the second and the third inputs of the microprocessor control unit are connected to the position sensor of the electric drive of the first wheel and the position sensor of the electric drive of the second wheel, respectively, the first output of the microprocessor control unit is connected to the solar deployment device battery, the second and third outputs of the microprocessor control unit are connected respectively to the electric drive of the first wheel and the electric drive of the second wheel, and the second input-output of the microprocessor control unit is connected to a permanent memory.
В солнечном фотоэлектрогенераторе в качестве датчика положения Солнца может быть использована солнечная батарея.In a solar photovoltaic generator, a solar battery can be used as a sensor for the position of the Sun.
В солнечном фотоэлектрогенераторе солнечная батарея может быть выполнена на основе каскадных солнечных элементов или на основе фотоэлектрических модулей с концентраторами солнечного излучения.In a solar photovoltaic generator, the solar battery can be made on the basis of cascade solar cells or on the basis of photovoltaic modules with solar radiation concentrators.
Техническим результатом, достигаемым приведенной выше совокупностью признаков, является обеспечение высокой энергоэффективности фотоэлектрогенератора за счет ориентации солнечной батареи на Солнце и обеспечение ее перемещения по лунной поверхности с использованием тех же электроприводов, которые используются для ориентации солнечной батареи.The technical result achieved by the above combination of features is to ensure high energy efficiency of the photoelectric generator by orienting the solar battery to the Sun and ensuring its movement along the lunar surface using the same electric drives that are used to orient the solar battery.
Настоящее изобретение поясняется чертежами, где:The present invention is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 показан в аксонометрии солнечный фотоэлектрогенератор;in fig. 1 shows a perspective view of a solar photovoltaic generator;
на фиг. 2 приведен вид фотоэлектрогенератора сбоку;in fig. 2 shows a side view of the photovoltaic generator;
на фиг. 3 приведена блок-схема радиоприемного устройства для удаленного управления фотоэлектрогенератором и маршрутом его движения;in fig. 3 shows a block diagram of a radio receiver for remote control of a photoelectric generator and its route;
на фиг. 4 показан макет фотоэлектрогенератора в раскрытом состоянии.in fig. 4 shows the layout of the photovoltaic generator in the open state.
Солнечный фотоэлектрогенератор (фиг. 1 - фиг. 3) содержит колесное транспортное средство 1 с несущей платформой, на верхней части которой размещена солнечная батарея 2, что обеспечивает упрощенное развертывание солнечной 6атареи 2 и перемещение фотоэлектрогенератора по поверхности Луны. Транспортное средство 1 выполнено не менее чем с четырьмя колесами 3, 4, 5, 6, что обеспечивает равномерность и плавность движения фотоэлектрогенератора по лунной поверхности. Выполнение двух колес 3, 5 соосными и ведущими с помощью размещенных на них электроприводов обеспечивает равномерность и плавность движения фотоэлектрогенератора по лунной поверхности. Выполнение же электроприводов двух колес 3, 5 отдельными (независимыми) обеспечивает возможность при необходимости изменения направления движения солнечного фотоэлектрогенератора, а также возможность отслеживания азимутального положения Солнца. Солнечная батарея 2 выполнена в виде части цилиндрической поверхности с длинными сторонами 7, 8 параллельными оси образующего цилиндра. Выпуклая форма солнечной батареи 2 обеспечивает увеличение жесткости каркаса солнечной батареи 2 по сравнению с плоской батареей и, как следствие этого, снижение веса батареи 2, что чрезвычайно важно для любого космического аппарата, особенно для аппаратов, запускаемых на планеты, в том числе на Луну. Выполнение длинных сторон 7, 8 солнечной батареи 2 параллельными оси образующего цилиндра обеспечивает наибольшую компактность устройства в упакованном, транспортном состоянии, что является также важным наряду с требованием минимального веса устройства. Расположение длинных 7, 8 сторон солнечной батареи 2 в плоскостях, перпендикулярных оси ведущих колес 3, 5 также обеспечивает наилучшую компактность устройства в упакованном состоянии. При расстоянии d между длинными сторонами 7, 8 солнечной батареи 2 равном (0,90-0,95)⋅L обеспечивается оптимальный прогиб солнечной батареи 2. При меньшем прогибе (d>95L) существенно уменьшается жесткость каркаса солнечной батареи 2, а при большем прогибе уменьшается КПД солнечной батареи 2 из-за уменьшения мощности перехватываемого солнечной батареей 2 солнечного излучения. Соединение края короткой стороны 9 солнечной батареи 2 штангой 11, параллельной общей оси ведущих колес 3, 5 и прикрепленной к краю платформы транспортного средства 1, обеспечивает фиксацию солнечной батареи 2 относительно транспортного средства 1 и плоскости лунного горизонта в месте локализации фотоэлектрогенератора на Луне. Соединение штанги 11 с солнечной батареей 2 с помощью двух цилиндрических шарниров 12, 13 обеспечивает раскрытие солнечной батареи 2 после посадки на Луну. После посадки на Луну солнечная батарея поворотом в упомянутых шарнирах 12, 13 устанавливается в раскрытом состоянии с помощью устройства 14 развертывания солнечных панелей в виде пружинного механизма, установленного между платформой и штангой, обеспечивающего раскрытие солнечной батареи после посадки на Луну, и фиксатора угла раскрытия солнечной батареи под углом ϕ к плоскости лунного горизонта 16, равным селенографической широте места локализации фотоэлектрогенератора. В закрытом транспортном состоянии солнечная батарея 2 установлена прилегающей своей вогнутой поверхностью к выпуклой поверхности 15 транспортного средства 1, что обеспечивает максимальную компактность солнечного фотоэлектрогенератора в транспортном состоянии. В раскрытом состоянии наклон солнечной батареи 2 обеспечивает незначительную девиацию ориентации солнечной батареи 2 на Солнце в зенитальном угле в диапазоне ± 1.5 углового градуса. Этот диапазон соответствует среднему наклонению плоскости лунного экватора к плоскости эклиптики равному 1,543 углового градуса. При этом смещение солнечного диска по азимуту компенсируется с помощью датчика 17 положения Солнца и постоянного доворота фотоэлектрогенератора вместе с солнечной батареей 2 со скоростью равной 360 угловых градусов за один лунный сидерический месяц. Этот доворот фотоэлектрогенератора осуществляется с помощью колес 3, 5 и электроприводов, установленных на общей оси соосных ведущих колес 3, 5. В качестве датчика положения Солнца на лунном небосводе может быть использовано отдельное устройство 17, а также сама солнечная батарея 2. Внутри платформы транспортного средства 1 установлено радиоприемное устройство 18 для удаленного управления фотоэлектрогенератором и маршрутом его движения. Радиоприемное устройство 18 включает канал радиоприемного тракта (КРТ) 19, адресно-командный дешифратор (АКД) 20, микропроцессорный блок управления (МБУ) 21, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 22, датчики положения электроприводов (ДПЭ1) 23, (ДПЭ2) 24 соответственно первого и второго ведущих колес 3, 5, электроприводы (ЭП1) 25, (ЭП2) 26 соответственно первого и второго ведущих колес 3, 5, датчик положения Солнца (ДПС) 17 и устройство развертывания солнечной батареи (УРСБ) 14. При этом вход-выход КРТ 19 соединен с первым входом-выходом АКД 20. Второй вход-выход АКД 20 подключен к первому входу-выходу МБУ 21. К первому входу МБУ 21 подключен ДПС 17. Второй и третий входы МБУ 21 соединены соответственно с ДПЭ1 23 первого колеса 3 и ДПЭ2 24 второго колеса 5. Первый выход МБУ 21 подключен к УРСБ 14, второй и третий и выходы МБУ 21 соединены соответственно с ЭП1 25 первого колеса 3 и ЭП2 26 второго колеса 5. Второй вход-выход МБУ 21 соединен с постоянным запоминающим устройством 22.The solar photovoltaic generator (Fig. 1 - Fig. 3) contains a
Солнечная батарея 2 может быть выполнена на основе каскадных солнечных элементов, обеспечивающих максимальный КПД > 30% в условиях околоземного космического пространства, в том числе, на Луне. Солнечная батарея 2 может быть выполнена также на основе фотоэлектрических модулей с концентраторами солнечного излучения, обеспечивающих КПД > 30% и снижение площади, а, следовательно, и стоимости солнечных элементов пропорционально кратности концентрирования солнечного излучения, установленной в оптимальном диапазоне 50-100 крат.
Работает настоящий фотоэлектрогенератор следующим образом.A real photovoltaic generator works as follows.
В упакованном (транспортном) положении выпуклая солнечная батарея 2 установлена вогнутой стороной, прилегающей к выпуклой поверхности 15 транспортного средства 1. При этом форма солнечной батареи 2 является негативной по отношению к форме поверхности 15 транспортного средства 1. Это условие обеспечивает компактность и наилучшую сохранность солнечной батареи 2 при запуске аппарата в космос и при посадке на Луну. Движение фотоэлектрогенератора и выбор режима работы обеспечивается дистанционно с Земли. КРТ 19 предназначен для получения команд с Земли и передачи информации с устройств фотоэлектрогенератора. АКД 20 обеспечивает анализ поступающих команд и передачу их на МБУ 21, что позволяет использовать один радиоприемный канал для управления несколькими фотоэлектрогенераторами. Для хранения данных о текущем состоянии (положение, направление, режим работы, отрабатываемая команда) предназначена ПЗУ 22. МБУ 21 предназначен для анализа приходящих команд и текущего состояния из ПЗУ 22 и с ДПЭ1 23, ДПЭ2 24 ведущих колес 3, 5. МБУ 21 по заложенному в него алгоритму, при необходимости, обеспечивает изменение текущего режима работы (ожидание, движение к заданной точке, слежение за Солнцем), управление исполнительными устройствами УРСБ 14, электроприводов первого и второго колес (ЭП1 25 и ЭП2 26) и слежения за Солнцем с помощью ДПС 17). После посадки солнечная батарея 2 с помощью устройства 14 развертывания солнечной батареи 2 в виде пружинного механизма и фиксатора угла раскрытия солнечной батареи 2 устанавливается по углом ϕ к лунному горизонту 16, равному селенографической широте места размещения фотоэлектрогенератора. В результате этого длинные стороны 7, 8 батареи 2 устанавливаются параллельно оси вращения Луны перпендикулярно к плоскости лунного экватора, наклоненной к плоскости эклиптики под углом 1,543 углового градуса. При этом оси ведущих колес 3, 5 с помощью установленных на каждом из колес 3, 5 отдельных электроприводов и датчика 17 азимутального положения Солнца ориентируются перпендикулярно направлению на Солнце, а затем осуществляется вращение фотоэлектрогенератора со скоростью равной 360 угловых градусов за один лунный сидерический месяц в направлении, противоположном направлению вращения Луны вокруг собственной оси. Таким образом, девиация положения солнечной батареи 2 в зенитальном направлении в течение лунного сидерического месяца составляет всего ± 1,5 угловых градуса, что практически не будет приводить к снижению энерговыработки при обеспечении ориентации солнечной батареи 2 по азимуту с помощью электроприводов на осях ведущих колес 3, 5, обеспечивающих вращение фотоэлектрогенератора со скоростью 360 угловых градуса за один сидерический месяц.In the packed (transport) position, the convex
Работоспособность настоящего фотоэлектрогенератора была проверена на изготовленном макете (фиг. 4) с размером солнечной батареи 65 см х 50 см, установленной на территории ФТИ им. А.Ф. Иоффе в г. Санкт-Петербурге. Вследствие наклона плоскости экватора Земли к эклиптике, равном 23 угловых градуса, девиация зенитального положения солнечной батареи на Земле составляет 23 угловых градусов за 3 месяца, что соответствует 1 угловому градусу за 4 дня. Скорость вращения солнечной батареи для компенсации азимутального смещения Солнца в течение дня (180 угловых градусов за 12 часов) была установлена равной 15 угловых градусов за один час. При этом датчик положения Солнца показал величину разориентации солнечной батареи относительно положения Солнца не более ± 0,2 углового градуса в течение светового дня. Таким образом, проведенные испытания фотоэлектрогенератора подтвердили работоспособность устройства в условиях натурных испытаний на Земле.The operability of this photoelectric generator was tested on a manufactured model (Fig. 4) with a solar battery size of 65 cm x 50 cm, installed on the territory of the Ioffe Physicotechnical Institute. A.F. Ioffe in St. Petersburg. Due to the inclination of the Earth's equatorial plane to the ecliptic, equal to 23 angular degrees, the deviation of the zenithal position of the solar battery on Earth is 23 angular degrees in 3 months, which corresponds to 1 angular degree in 4 days. The rotation speed of the solar array to compensate for the azimuth shift of the Sun during the day (180 degrees of angle in 12 hours) was set to 15 degrees of angle in one hour. At the same time, the solar position sensor showed the magnitude of the misorientation of the solar battery relative to the position of the Sun is not more than ± 0.2 angular degrees during daylight hours. Thus, the conducted tests of the photoelectric generator confirmed the operability of the device under the conditions of full-scale tests on Earth.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2791962C1 true RU2791962C1 (en) | 2023-03-14 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU226580U1 (en) * | 2023-10-19 | 2024-06-11 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий" (ФИЦ ИВТ) | Mesh composite frame of a solar spacecraft battery with a cylindrical body |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110017875A1 (en) * | 2009-07-23 | 2011-01-27 | Cheng-Yi Lu | Photovoltaic array |
| ES1166312U (en) * | 2016-09-06 | 2016-10-03 | Sergio CANALES HEREDERO | Mobile unit of photovoltaic solar generator (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
| RU176098U1 (en) * | 2017-04-17 | 2017-12-28 | Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) | Mobile robotic planet rover for carrying out transport and technological work |
| RU180696U1 (en) * | 2017-04-17 | 2018-06-21 | Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) | Geological exploration mobile robotic planet rover |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110017875A1 (en) * | 2009-07-23 | 2011-01-27 | Cheng-Yi Lu | Photovoltaic array |
| ES1166312U (en) * | 2016-09-06 | 2016-10-03 | Sergio CANALES HEREDERO | Mobile unit of photovoltaic solar generator (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
| RU176098U1 (en) * | 2017-04-17 | 2017-12-28 | Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) | Mobile robotic planet rover for carrying out transport and technological work |
| RU180696U1 (en) * | 2017-04-17 | 2018-06-21 | Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) | Geological exploration mobile robotic planet rover |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU226580U1 (en) * | 2023-10-19 | 2024-06-11 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий" (ФИЦ ИВТ) | Mesh composite frame of a solar spacecraft battery with a cylindrical body |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7923624B2 (en) | Solar concentrator system | |
| US4137897A (en) | Unified array for collection and concentration of solar energy | |
| US7975686B2 (en) | High leverage trough solar collector | |
| US8322332B2 (en) | Self-erecting gimbal mounted solar radiation collectors | |
| US7299632B2 (en) | Solar electricity generator | |
| US8056555B2 (en) | Thin film trough solar collector | |
| US9568215B2 (en) | Solar central receiver system employing common positioning mechanism for heliostats | |
| ES2340562B2 (en) | SOLAR GROUND SET. | |
| KR100961248B1 (en) | Solar power plant having solar tracking apparatus | |
| JP6591753B2 (en) | Micro-concentrating solar cell array using micro-electromechanical system (MEMS) -based reflectors | |
| US20110023938A1 (en) | Solar power plant | |
| WO2011067772A1 (en) | A solar collector apparatus | |
| RU2354896C1 (en) | Photo power plant | |
| RU2286517C1 (en) | Solar photoelectric plant | |
| US20130146124A1 (en) | Large-scale integrated radiant energy collector | |
| WO2011145883A2 (en) | Photovoltaic power generation apparatus comprising a cylindrical light-collecting device | |
| RU2377472C1 (en) | Solar power plant | |
| JP2014511472A (en) | Energy conversion / heat collection system | |
| Whavale et al. | A review of Adaptive solar tracking for performance enhancement of solar power plant | |
| Zheng et al. | A novel ultralight dish system based on a three-extensible-rod solar tracker | |
| RU2791962C1 (en) | Solar photovoltaic generator | |
| Ahsan et al. | Simulation of solar angles for maximizing efficiency of solar thermal collectors | |
| RU2764866C1 (en) | Solar photoelectric station and method for its orientation | |
| Ehren | Energy Analysis and Orbit Simulation of Actuating CubeSat Solar Arrays | |
| WO2021012037A1 (en) | Hinged refelctors solar energy system |