太陽同步軌道衛(wèi)星太陽電池陣在軌特性分析

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1、第22卷第5期航天器工程V01．22No．52013年10月SPACECRAFTENGINEERING61太陽同步軌道衛(wèi)星太陽電池陣在軌特性分析井元良孫海濤雷英俊(北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部，北京100094)摘要衛(wèi)星太陽電池陣的在軌特性主要受太陽入射角、地日距離因子、溫度、星體遮擋、地球反照和衰減因素的影響。文章利用某太陽同步軌道衛(wèi)星在軌數(shù)據(jù)，分析得出太陽電池陣輸出功率的變化規(guī)律，并利用歸一化處理方法，得出地球反照、星體遮擋、衰減因素對(duì)太陽電池陣輸出功率的影響規(guī)律。文章的研究成果也適用于其他太陽同步軌道衛(wèi)星，可為后續(xù)同類太陽電池陣的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考

2、關(guān)鍵詞中圖分衛(wèi)星；太陽同步軌道；太陽電池陣；在軌特性號(hào)：V442文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10．3969／j-issn．1673—8748．2013．05．010AnalysisonPerformanceofSolarArrayforSatelliteinSunSynchronousorbit兒NGYuanliangSUNHaitaoLEIYin幽un(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Themainfactorswhichaffectt

3、heperformanceofSisolararrayforsatelliteinsunsyn—chronousorbitincIudetheincidenceangleofthesun，theearth—sundistancefactor，thetempera—tureofthes01ararray，theshadowofsatellitebody，theearthradiation，andtheattenuationfac—tor．ThisarticleusesthedataofasunsynchronoussateUiteinorbittoa

4、nalysetherulesoftheSis01ararrayoutputpowertostudytheinfluenceoftheshadowofsatellitebody，theearthradia—tion，andtheattenuationfactor．Thedataprovidedbythisarticlecanbeusedforthedesignofthesamesortofsolararrayonsunsynchronousorbitsatellites．Furthermore，itprovidessomerefer—enceforo

5、ptimizingdesignofthesolararray．1(eywords：satellite；sunsynchronousorbit；s01ararray；performancein—orbit1引言太陽電池陣一蓄電池電源系統(tǒng)是目前國內(nèi)航天器主要采用的電源系統(tǒng)，其中太陽電池陣的性能決定著整個(gè)航天器的工作狀態(tài)。本文通過對(duì)某衛(wèi)星的太陽電池陣的在軌特性進(jìn)行詳細(xì)的分析，可為太陽電池陣的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)[1]。對(duì)于太陽電池陣在軌特性的分析方法，文獻(xiàn)[2]通過在軌設(shè)備直接測量、計(jì)算得到衛(wèi)星在軌運(yùn)行15個(gè)月三結(jié)砷化鎵太陽電池隨時(shí)間的衰減規(guī)律心]，文獻(xiàn)[3

6、]通過與未經(jīng)在軌飛行的硅太陽電池陣進(jìn)行比較，得到蘇聯(lián)／俄羅斯和平號(hào)空間站在軌運(yùn)行10．5年的硅太陽電池的在軌特性[3]。目前我國對(duì)太陽電池陣特性的研究一般集中在衰減特性上，對(duì)地球反照、星體遮擋等因素的影響分析較少，本文通過對(duì)某衛(wèi)星的太陽電池陣在軌數(shù)據(jù)進(jìn)行合理采樣計(jì)算，給出完整的太陽電池陣的在軌特性，可為后續(xù)太收稿日期：2013一07—30；修回日期：2013一08—26作者簡介：井元良(1985一)，男，碩士，從事航天器供配電設(shè)計(jì)工作。Email：fjk223@163．com。62航天器工程22卷陽電池陣的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。2太陽電池陣輸出功率的變

7、化規(guī)律分析太陽電池陣輸出特性受軌道條件、空間環(huán)境等因素影響，隨時(shí)間體現(xiàn)出規(guī)律性變化，本文主要工作如下：(1)分析太陽電池陣輸出功率的變化規(guī)律；(2)分析地球反照對(duì)太陽電池陣輸出功率的影響；(3)分析星體遮擋對(duì)太陽電池陣輸出功率的影響；(4)分析太陽電池陣的衰減規(guī)律。2．1功率計(jì)算公式本文研究的太陽同步軌道衛(wèi)星采用效率大于14．5％的硅太陽電池，軌道高度為550km，衛(wèi)星降交點(diǎn)地方時(shí)為10：30AM，兩翼太陽電池陣在標(biāo)準(zhǔn)太陽常數(shù)、25℃條件下輸出功率為4404W。太陽電池陣在軌輸出功率計(jì)算公式為P—V·f(1)V—VB+VDl+VD2(2)式中：P為

8、太陽電池陣輸出功率；V為太陽電池陣輸出電壓；J為太陽電池陣輸出電流；V。為母線電壓；VD。為太陽電池陣至母線通路上的電纜及