太阳电池阵是卫星的能源供给系统,卫星在太空中所有的工作都需要电池阵提供能源,卫星发射是以卫星太阳电池阵在轨展开成功作为发射入轨阶段成功的标志,太阳电池阵是卫星研制中重点控制的关键部件。
太阳电池阵以体装式或可展开的帆板方式安装在宇航器上。在宇航器处在轨道上的光照期间发电,为宇航器用电负载提供电能;同时为宇航器电源系统的蓄电池组充电,以便在宇航器处在无光照期间为宇航器用电负载提供电能。太阳电池帆板系统由太阳电池阵、装贴太阳电池用的结构基板、压紧和锁紧机构、释放和展开机构,或还有帆板伸展和旋转驱动机构,以及旋转输电装置等组成。
用单体太阳电池组成方阵将光能转换成电能的电源系统。通常将太阳电池阵、蓄电池组和电源控制设备一起组成一种混合式的太阳电池阵-蓄电池组电源系统给航天器供电,用蓄电池组把部分电能贮存起来,供太阳电池阵不发电或需求功率超过它的输出功率时使用。
多个带盖片的单体太阳电池按供电要求以串、并联方式组成太阳电池阵方阵。太阳电池的铺设方式主要有叠瓦式和平铺式两种。叠瓦式的单体电池交叠连接,方阵面积利用率高,但难以维修。平铺式连接应用较普遍,在两单体电池间留有间隙,用于安置互连条。互连后的电池组件敷设在方阵基板上(见航天器结构)。基板面密度为2.7~5公斤/平方米。方阵以体装式或展开式安装在航天器上。体装式方阵寿命初期的比功率为8.2瓦/公斤、28.8瓦/平方米。刚性展开式对日定向方阵寿命初期的比功率为26.6瓦/公斤、94.3瓦/平方米。柔性卷式方阵的比功率达44瓦/公斤。砷化镓电池能在高温和高光强下工作,用它制成的聚光太阳电池阵在用于深空飞行时可望与放射性同位素温差发电器媲美。
用于将太阳电池阵和蓄电池组连接成一个完整的电源系统。它的主要功能是:
①调节电源功率:方阵输出功率在寿命初期和末期变化很大,同时随轨道、温度、负载而变化。用电源控制器使方阵多余功率自身消耗在部分方阵或外接负载上,使电源母线电压控制在预定范围内。控制器主要有串联耗散型调节器,串联开关调节器和分流调节器(或限制器)三类。
②蓄电池组充电控制与保护:电源控制器给蓄电池组充电过程中用温度、压力传感器、信号电极、电量计等的信号来控制蓄电池组的充电率,防止过充电。
③蓄电池组放电控制与保护:当太阳电池阵不能发电或输出功率不能满足要求时,电源控制器自动切换到蓄电池组供电状态。在蓄电池组放电过程中,负载增大或个别单体电池失效会造成放电电压过低,电源控制器通过切换单体电池、切换电池组、改变负载等手段防止蓄电池组过放电。
遥感卫星三十号
主要用于科学试验、国土资源普查、农作物估产及防灾减灾等领域。2016年5月15日,搭载遥感卫星三十号的长征二号丁运载火箭升空。当日10时43分,中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭将遥感卫星三十号发射升空。这次发射的卫星和运载火箭,分别由东方红卫星有限公司和上海航天技术研究院负责研制。这是长征系列运载火箭的第227次飞行。