Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследования нового класса солнечных батарей космического применения, использующих концентраторы солнечного излучения Токарев, Юрий Юрьевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Токарев, Юрий Юрьевич. Исследования нового класса солнечных батарей космического применения, использующих концентраторы солнечного излучения : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.07.10.- Москва, 1999.- 18 с.: ил.

Введение к работе

{'"библиотека
Актуальность работы q 5" q ^ _ <о у

В настоящее время в космической технике возникают принципиально новые за-чи, связанные с увеличением времени активной эксплуатации космических аппа-тов (КА), с энергообеспечением КА при межпланетных перелетах и полетах КА по битам, лежащим в пределах радиационных поясов Земли или пересекающие их. о потребовало новых исследований и разработок в области солнечных батарей Б), обеспечивающих надежность, долговечность и радиационную стойкость фото-еобразователей (ФП).

Концепция применения концентраторных систем для СБ КА предлагает наряду с іеньшением стоимости космических СБ, благодаря снижению потребной площади П, пропорционально степени концентрации солнечного излучения, также защиту П от радиации непосредственно элементами конструкции концентрирующей сис-мы. При использовании концентраторов снижается стоимость космических про-амм в целом (уменьшается потребное количество запусков ракет-носителей, кото-іе доставляют на орбиту СБ для замены СБ в составе КА).

Цель работы Цель настоящей работы - исследования, направленные на нахождение путей уве-чения надежности и ресурса солнечных энергетических установок на базе СБ с ітопреобразованием солнечного излучения. Для достижения поставленной цели шались следующие задачи:

в 1987 г. в НИИТП (отделение 6) (с 1991 г. НПО «Гранат»)) была предложена оригинальная конструкция СБ с концентраторами солнечного излучения; исследовалась принципиальная возможность применимости данной схемы для использования ее в СБ КА;

разработана обобщенная математическая модель, описывающая фотоэлектрическую ячейку (ФЭЯ), и позволяющая оптимизировать параметры ФЭЯ в зависимости от выбранного материала фотопреобразователей (ФП), параметров орбиты (радиационная обстановка на орбите, режимы термоциклирования) и разработано необходимое программное обеспечение;

создана программа наземной экспериментальной отработки элементов конструкции таких СБ и СБ в целом;

исследовались возможности применения ФП различных типов в данных СБ (основное внимание уделялось ФП на основе арсенида галлия и кремния); в 1994 году были проведены летные испытания двух экспериментальных панелей в составе искусственного спутника Земли «АУОС-СМ-КИ» (Автоматическая Орбитальная Станция - Солнечный Модуль), разработки КБ «Южное» (г.Днепропетровск), запущенного в рамках международной программы «Коронас-И»;

еле проведения первого запуска перёд НПО «Гранат» заказчиком была сформули-вана задача на подготовку второго летно-космического эксперимента.

Научная новизна работы Научная новизна данной работы заключается в теоретической и эксперименталь-й отработке концентраторных СБ данной конструкции, что подразумевает: Проведены необходимые наземные эксперименты по определению облика и выходных характеристик концентраторных СБ данной конструкции. Показано, что в СБ данной конструкции могут применяться как ФП на основе

ш^шіда іаллия, так и широко использующиеся и оолее доступные Ф11 на оснс кремния.

  1. Создан математический аппарат, позволяющий получать необходимые парамі ры СБ и оптимизировать конструкцию этих СБ для применения их в качестве і точника энергопитания КА на различных орбитах.

  2. Показана возможность применения СБ данной конструкции в качестве источто энергии для КА.

  3. Показано преимущество применения СБ данной конструкции по сравнении: обычными ПСБ и известными видами концентраторных СБ.

Практическая значимость работы Практическая значимость данной работы заключается в создании теоретическ и экспериментальных предпосылок для внедрения концентраторных СБ данной кс струкции практическое использование, а в перспективе - полной замены ныне і пользующ сея ПСБ на концентраторные СБ данной конструкции. Это позволит у) личить рее рс солнечных энергетических установок космических аппаратов и сі зить стоим ль СБ, а также позволит снизить стоимость космических програм\ целом, из-; отсутствия необходимости частой замены СБ, что *подразумев; уменьшение необходимого для программы количества пусков ракет-носителей Земли для ді ставки СБ для замены их в составе КА.

Лнч ый вклад автора

  1. Основывг сь на результатах первых летных испытаний, автор принял учаспи модерниз; щи концентраторных СБ для первых летных испытаний.

  2. Разработа а обобщенная математическая модель СБ, которая позволяет onpej лять ее ос ювные параметры. Данная математическая модель позволяет oiithn зировать : фаметры ФЭЯ в составе СБ в зависимости от выбранного матерш ФП, napat ;тров орбиты (радиационная обстановка на орбите, режимы термощ лированю . Разработано необходимое программное обеспечение.

  3. Определи >і методики экспериментальных исследований концентраторных і данной кс струкции (исследованы возможности применения ФП на основе кре ния в СБ анной конструкции и исследованы их параметры, исследованы харі теристикі используемых концентраторов, исследованы характеристики ФЭЛ ФП на О' юве кремния, исследованы характеристики СБ для вторых летных і пытаний Предложены конструктивные решения по некоторым установкам ст< довой б ы для реализации этих методик (модернизирована конструкция эка римент; ьной установки для возможности исследования зависимостей парамі ров ФП га основе кремния и ФЭЯ от воздействия температурного фактора).

  4. На йен вании результатов математической модели и экспериментальных исс. доваш і предложены конструктивные решения по доработке ФЭЯ:

испол1 ювать ФП площадью, превышающей размеры фокального пятна конці тратора;

на нижней поверхности радиатора образовать теплоизлучающие ребра путем ) сложных технологических операций.

Основные положения, выносимые на защиту

  1. Математическая модель ФЭЯ в составе СБ.

  2. Возможности применения в СБ данной конструкции ФП на основе кремния.

  3. Методики экспериментальных исследований концентраторных СБ данной кон рукции и результаты экспериментов, (параметры ФП на основе кремния, хар

герметики используемых концентраторов, характеристики ФЭЯ с ФП на основе кремния, характеристики СБ для вторых летных испытаний в целом). Предложения по модернизации конструкции СБ с концентраторами, а именно: использование ФП площадью большей площади фокального концентратора и организация теплоизлучающих ребер на нижней поверхности концентратора.

Апробация работы и публикации Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на XXXII ^чных чтениях, посвященных разработке творческого наследия К.Э.Циолковского луга, 16-19 сентября 1997 г.) и на 14 международной научно-технической конфе-ции «Неразрушающий контроль и диагностика» (Москва, 23-26 июня 1996 г.). ювной материал и результаты диссертационной работы изложены в 2 печатных отах и научно-техническом отчете НПО «Гранат».

Структура диссертации Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 137 страниц динописного текста, включающих 50 рисунков, 6 таблиц, а также список литера-ы из 74 библиографических названий.