3.1.5 太阳电池阵
太阳电池阵无论是充电阵还是供电阵,太阳电池电路依靠一定量的单体太阳电池的串联达到所需电压。确定太阳电池的串联数量的因素为:①母线电压或蓄电池组最高充电电压;②线路压降;③单体太阳电池在寿命末期(考虑辐射剂量裕度)最大太阳入射角及考虑最坏情况下各损失因子后的输出电压。
根据太阳电池阵的最大负载电流及单体太阳电池在寿命末期最坏情况下最佳工作点电流计算太阳电池串的并联数量。
1)太阳电池电路串联太阳电池数
太阳电池电路依靠一定量的单体太阳电池的串联达到所需电压,太阳电池的串联数量由母线电压或蓄电池组最高充电电压、线路压降、单体太阳电池在寿命末期(考虑辐射余量和各项损失因子)工作时的电性能等因素确定。
串联数计算公式为
式中,NS为太阳电池电路串联数;VB为母线电压或蓄电池组充电电压;VD为线路压降,包括隔离二极管、导线、接插件的电压降;Vmp为太阳电池寿命末期电性能。
Vmp计算公式为
式中,Vmp0为寿命初期太阳电池在标准测试条件下的最佳工作点电压;φv为最佳工作点电压的各损失因子(粒子辐照衰减因子、测量误差因子和其他损失因子)之积;βv为最佳工作点电压寿命末期温度系数;T为寿命末期太阳电池工作温度。
2)太阳电池电路并联数量
太阳电池阵总并联数计算公式为
式中,NP为太阳电池阵总并联片数;IB为卫星母线最大电流或蓄电池最大充电电流;Imp为单体电池寿命末期最佳工作点电流。
Imp计算公式为:
式中,Imp0为寿命初期太阳电池在标准测试条件下的最佳工作点电流;φi为最佳工作点电流的各损失因子(太阳光照强度因子、粒子辐照衰减因子、紫外辐射损失因子、组合损失因子、测量误差因子和其他损失因子)之积;βi为最佳工作点电流寿命末期温度系数;T为寿命末期太阳电池工作温度。
确定太阳电池阵总的并联数后,再根据SADA功率滑环数、分流器分流路数和每级分流能力、太阳电池的结电容及蓄电池组充电控制方式等因素确定每个太阳电池电路的并联数量。对于分流调节器置于星外的线性分流调节系统,每个太阳电池电路的并联数量主要取决于每级分流调整管的最大调整电流值(保证满足Ⅰ级降额);对于分流调节装置位于星内的开关分流调节系统,每个太阳电池电路的并联数量主要取决于SADA功率滑环传输电流的能力(保证满足Ⅰ级降额)。
单个太阳电池电路并联数量为
式中,NPL为太阳电路并联数,取小于等式右边值的最大整数;IL为每级分流最大电流或单个SADA功率滑环传输的额定电流。