6.1.1 能量的来源

6.1.1 能量的来源

随着卫星电源技术的发展,现代卫星电源系统的电能来源主要包括太阳能、化学能、核能三种。

1)太阳能

太阳能电池的最大优点是太阳能电池阵(帆板)的面积只取决于卫星所需功率的大小,而与卫星寿命的长短基本上无关,所以长寿命卫星都采用太阳能电池电源。太阳能电池供电有一个首要条件,就是电池板必须在太阳光的照射下,这就要求卫星的轨道和姿态能够保证电池帆板受到阳光照射时间最长,照射面积最大。实际上,当卫星进入地球阴影区,太阳照不到卫星的时候,太阳能电池就发不出电来。因此,太阳能电池必须与蓄电池一起组成太阳能电池阵-蓄电池的组合电源系统,以解决卫星进入阴影区的供电问题,保证卫星连续正常工作。当卫星飞到日照区时,太阳能电池一方面给卫星上的仪器供电,同时也向蓄电池充电,把电能储存起来。当卫星飞到阴影区时,由蓄电池给卫星供电。

2)化学能

化学电池是把化学能转变成电能的供电装置。对卫星上用的化学电池的要求与地面上日常使用的干电池、铅蓄电池等化学电池有所不同,要求转换效率高、质量小。化学电池又可分为一次性电池、蓄电池和燃料电池。

3)核能

核电源与太阳能电池电源、化学电池电源相比,具有不受外界条件限制、寿命长、工作可靠、功率大等优点。卫星上可以使用的核电源有放射性同位素温差发电器、核反应堆温差发电器和热离子发电器,它们都是利用原子核突变(裂变或衰变)所释放的能量来发电的。这些能量以热能的形式输出,由热电转换器转换成电能。核电源的缺点是具有辐射性,因此使用核电源时,卫星上的仪器设备要采用辐射屏蔽措施,从而增大了卫星质量;同时价格昂贵,且存在不安全性。所以,这种电源在卫星上几乎不用,主要用于深空探测器中。