위성에 적합한 우주 태양전지를 선택하는 것이 중요합니다. 효율성, 내구성, 무게, 크기 등을 생각해야 합니다. 각 셀 유형은 거친 공간 조건에서 다르게 작동합니다. 다중 접합 셀은 이제 32% 효율에 도달할 수 있습니다. 유연한 태양전지는 최대 22.7%의 효율을 낼 수 있습니다. 태양전지의 새로운 디자인은 더 오래 지속되고 방사선을 더 잘 처리합니다. 당신의 임무와 우주에서 어디로 갈지 결정하는 데 도움이 될 것입니다.
| 제조사/개발자 | 태양전지 종류 | BOL 효율(%) | 내구성 및 사용상의 주의사항 |
|---|---|---|---|
| 스펙트로랩 미국 | XTJ 시리즈 | 29.5 - 32.2 | 소형 우주선에 사용되는 고효율 |
| Immα(AFRL & SolAero) | 변성 다중접합 | 32.0 | 가볍고 유연하며 2018년부터 LEO로 비행했습니다. |
| 오클라호마대학교 | 유연한 CIGS 박막 | 최대 22.7 | 깊은 우주를 위한 잠재력, 경량 |
먼저 위성에 필요한 전력량을 파악하십시오. 모든 시스템의 전력을 추가하십시오. 이는 태양광 패널에 적합한 크기를 선택하는 데 도움이 됩니다.
선택하다 태양 전지 . 임무 기간을 확인하여 위성이 어디로 갈지, 얼마나 많은 전력이 필요한지 생각해 보세요. 세포가 얼마나 잘 작동하는지, 얼마나 무거운지, 얼마나 오래 지속되는지 균형을 맞추도록 노력하십시오.
시간이 지남에 따라 전력이 떨어질 수 있음을 기억하십시오. 이는 방사선과 온도 변화로 인해 발생합니다. 위성이 항상 충분한 전력을 확보할 수 있도록 이를 계획하세요.
사용 가볍고 잘 작동하는 태양전지. 다중 접합 또는 박막 유형이 좋은 선택입니다. 이는 공간을 절약하고 출시 비용을 낮추는 데 도움이 됩니다.
태양광 패널이 위성 내부에 맞는지 확인하세요. 올바른 방향으로 연결되어 있는지 확인하세요. 이는 발사 중 및 위성이 작동할 때 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다.
먼저, 위성이 얼마나 많은 전력을 사용하는지 알아야 합니다. 컴퓨터 및 센서와 같은 모든 부품은 필요한 총 전력을 추가합니다. 위성에는 다음이 필요할 수 있습니다. 수백 와트 또는 심지어 수천 와트 . 다음은 다양한 임무에서 사용하는 전력의 양을 보여주는 표입니다.
| 우주선/임무 유형 | 일반적인 전력 요구 사항(W) | 참고 |
|---|---|---|
| 일반 행성간 우주선 | 300 - 2500 | 컴퓨터, 송신기, 계측기, 센서 등에 전원을 공급합니다. |
| 카시니 | ~1000 | 방사성동위원소 전력을 사용했지만 전력 수치는 지표임 |
| 지구 궤도선(예: 허블) | 수백에서 수천까지 | 태양광 발전을 널리 활용하세요 |
| 화성 궤도선(예: Mars Global Surveyor, Mars Pathfinder) | 수백에서 수천까지 | 태양광 발전을 이용하도록 설계되었습니다. |
모든 시스템에 대한 성능을 추가하십시오. 이것은 당신에게 도움이 됩니다 적합한 크기를 선택하십시오 . 태양 전지판에
위성 작동 시간은 전원 계획을 변경합니다. 일부 위성은 지난 몇 달 동안, 다른 위성은 지난 몇 년 동안 촬영되었습니다. 시간이 지남에 따라 전력 시스템이 어떻게 작동하는지 관찰해야 합니다. 예를 들어, BIRDS 그룹의 CubeSats는 2년 넘게 태양광 패널과 배터리를 점검했습니다 . 그들은 전압, 전류, 온도를 측정했습니다. 이 숫자는 위성이 오래됨에 따라 전력이 어떻게 변화하는지 보여줍니다. 이를 사용하여 배터리 충전을 계획하고 위성의 전체 여행에 충분한 전력이 있는지 확인할 수 있습니다.
팁: 위성의 전력 요구 사항이 변경되는지 항상 확인하십시오. 일부 부품은 오래되거나 임무가 변경됨에 따라 더 많은 전력을 사용할 수 있습니다.
우주는 태양전지가 다르게 작동하도록 만들 수 있습니다. 온도, 방사선, 먼지 등을 생각해야 합니다. 이로 인해 태양 전지가 더 적은 전력을 공급할 수 있습니다. 다음은 방법을 보여주는 표입니다. 우주의 다양한 것들이 태양전지 성능을 변화시킬 수 있습니다 :
| 환경 요인이 | 태양전지 성능에 미치는 영향을 정량화 |
|---|---|
| 풍속(2.8-10m/s) | 모듈 온도를 3.5~10°C 낮추어 냉각에 도움 |
| 강설량 | 에너지 출력을 최대 90%까지 줄일 수 있습니다. |
| 우박 | 10~30% 사이의 효율성 손실 유발 |
| 모래폭풍 | 몇 분 안에 PV 효율을 20% 낮춥니다. |
| 일사량 편차 | 1도 편차마다 생산량이 0.08% 감소합니다. |
| 복합적인 환경 요인 | 성능 손실 최대 60%-70% |
| 바람에 의한 냉각 | 전력 출력을 14.25% 향상시킬 수 있습니다. |
| 눈이 쌓임 | 연간 최대 12%의 에너지 손실이 발생합니다. |
이러한 변경 사항에 대한 계획을 세워야 합니다. 그렇게 하면 우주 공간이 어려워지더라도 위성은 계속 작동할 것입니다.
위성 내부에 모든 부품을 맞춰야 합니다. 위성의 공간은 매우 제한되어 있습니다. 태양광 패널 , 배터리, 전자제품이 잘 연결되어야 합니다. 제작하기 전에 각 부품의 위치를 계획하세요. 이렇게 하면 항목을 추가하거나 이동할 때 문제가 발생하지 않습니다. 많은 큐브샛 태양광 패널은 접히거나 미끄러져 공간을 절약합니다. 전원 시스템은 위성의 다른 부분과 연결되어야 합니다. 좋은 계획을 세우면 발사 중과 우주에서 모든 것을 안전하게 보호할 수 있습니다.
팁: 위성의 간단한 그림을 그려보세요. 각 부분이 어디에 있는지 보여줍니다. 이렇게 하면 모든 부품이 맞는지 확인하는 데 도움이 됩니다.
무게는 위성의 큰 문제입니다. 발사 비용은 무게에 따라 다릅니다. 대부분의 위성은 알루미늄 합금과 같은 가벼운 재료를 사용합니다. 이는 위성 무게의 약 40%에 해당합니다. 위성 빛을 유지하는 부품과 재료를 선택하십시오. 일부는 태양 전지판s 리튬이나 카드뮴 텔루라이드와 같은 희귀 물질을 사용합니다. 이러한 제품은 찾기 어려울 수 있으며 환경에 해를 끼칠 수 있습니다. 큐브위성 태양광 패널을 설계할 때 이러한 제한 사항을 기억하십시오. 전력, 크기, 무게의 균형을 맞추기 위해 조기에 계획을 세우십시오. 나노위성의 경우, 전력을 계획하고 처음부터 열과 전자기 안전을 점검하십시오 . 신중하게 계획하면 위성이 작은 공간에서 잘 작동하는 데 도움이 됩니다.
위성은 우주에서 움직이고 모양을 바꿉니다. 이는 전력 시스템의 작동 방식을 변경합니다. 엔지니어들은 몸체와 태양전지판이 어떻게 함께 움직이는지 연구합니다. 그들은 이러한 움직임을 추측하기 위해 수학 모델을 사용합니다. 전문가가 동적 동작을 테스트하고 개선하는 방법은 다음과 같습니다.
그들은 사용한다 수학을 안정적으로 유지하는 시간 적분기.
그들은 위성과 태양 날개가 어떻게 움직이는지 확인합니다.
그들은 전력 시스템이 문제와 궤도 변화에 어떻게 반응하는지 테스트합니다.
이러한 단계는 위성을 안정적이고 안전하게 유지하는 데 도움이 됩니다. 좋은 동적 연구는 우주에서 새로운 일이 발생하더라도 전력 시스템이 잘 작동한다는 것을 의미합니다.
다중 접합 셀에는 더 많은 햇빛을 받는 층이 있습니다. 이 셀은 많은 새로운 위성에 사용됩니다. 그들은 많은 힘을 주며 무게도 많이 나가지 않습니다. 엔지니어들은 우주의 햇빛과 같은 AM0 스펙트럼으로 이를 테스트합니다. 실험실에서 이러한 세포는 강한 빛에서 46% 이상의 효율성을 발휘할 수 있습니다. 실제 임무에서는 효율성이 약 30%입니다. 또한 방사선 및 매우 뜨겁거나 차가운 온도에서도 잘 작동합니다. 아래 표에는 몇 가지 중요한 사실이 나와 있습니다.
| 지표/매개변수 | 값/설명 |
|---|---|
| 실험실 효율성(집중) | 46% 이상 |
| 공간 효율성(일일) | 약 30% |
| 방사선 저항 | 높은 |
| 중량 대비 출력 비율 | 위성용으로 탁월함 |
참고: 다중접합 우주 태양전지는 가장 작은 면적에 가장 많은 전력을 공급합니다.
갈륨 비소 전지는 방사선에 저항하기 때문에 우주에서 유용합니다. 매우 얇은 GaAs 셀은 20년 이상 전력을 생산할 수 있습니다. 그들은 거친 궤도에서도 작동합니다. 이러한 셀은 보호가 덜 필요하므로 위성이 더 가볍습니다. 일부 특수 GaAs 셀은 도달할 수 있습니다. 효율 34.2% . 우주 많은 힘과 긴 수명이 필요한 임무에 사용할 수 있습니다.
실리콘 셀은 많이 사용되며 매우 신뢰할 수 있습니다. 단결정 또는 다결정 유형을 선택할 수 있습니다. 단결정 실리콘 셀은 최대 26.8% 효율을 가지며 최대 40년 동안 지속됩니다. 다결정 셀은 비용이 저렴하지만 제대로 작동하지 않습니다. 대부분의 임무에서는 더 이상 사용하지 않습니다. 연구에 따르면 실리콘 셀은 매년 약간의 전력만 손실됩니다. 예를 들어, 일부는 단지 연간 0.18% ~ 0.29% . 이러한 느린 손실로 인해 실리콘은 테스트되고 신뢰할 수 있는 것을 원하는 경우 장거리 임무를 위한 현명한 선택이 됩니다.
| 태양전지 종류 | 효율(%) | 수명(년) | 주요 장점 | 주요 단점 |
|---|---|---|---|---|
| 단결정 실리콘 | 18 - 26.8 | 30 - 40 | 고효율 | 더 높은 비용 |
| 다결정 실리콘 | 15 - 21 | 25 - 30 | 비용 절감 | 효율성이 떨어지고 단종됨 |
박막 태양전지는 가볍고 구부러질 수 있습니다. 구부러진 표면이나 접힌 표면에 놓을 수 있습니다. CIGS 박막 셀은 최대 24.6% 효율적입니다 . 이 셀은 다른 종류보다 가격이 저렴하고 무게도 가볍습니다. 테스트 결과에 따르면, 여러 번의 고온 및 저온 사이클 후에 박막 셀의 효율이 5% 미만으로 손실되는 것으로 나타났습니다. 엔지니어들은 특수 테스트를 통해 이러한 세포가 우주에서 어떻게 작동하는지 확인합니다. 박막 셀은 무게를 줄이고 작은 위성에 장착하는 데 도움이 됩니다.
| 태양전지 유형 | 효율(%) | 주요 특징 | 비용 및 사용 사례 |
|---|---|---|---|
| CuAlO2 BSF 층이 있는 CIGS | 24.61 | 가볍고 유연하며 높은 QE | 저렴한 비용, 유연한 사용 |
| 박막(일반) | 10 - 23.6 | 유연성이 낮고 효율성이 낮음 | 가장 저렴한 |
팁: 얇은 필름 공간 태양전지는 낮은 무게와 유연성이 필요할 때 가장 좋습니다.
시작할 때 위성용 태양전지를 선택하려면 효율성과 전력 출력에 집중해야 합니다. 효율성은 셀이 얼마나 많은 햇빛을 전기로 바꿀 수 있는지를 알려줍니다. 고효율 셀은 동일한 면적에서 더 많은 전력을 생산합니다. 이는 더 작은 패널을 사용하고 무게를 줄일 수 있음을 의미합니다. 세포는 시간이 지남에 따라 어느 정도 전력을 잃기 때문에 임무 시작과 끝에서 항상 효율성을 확인해야 합니다.
태양전지 어레이의 크기를 조정하려면 다음 단계를 따르세요.
임무가 끝날 때 위성에 필요한 전력량을 알아보세요.
사용하려는 우주 태양전지 유형을 선택하고 효율성을 확인하세요.
위성이 궤도에 들어오는 햇빛의 양을 계산하십시오.
도구나 공식을 사용하여 필요한 태양광 패널의 면적을 알아보세요. 예를 들어, 위성이 임무를 완료할 때 50W가 필요하고 셀의 효율이 30%인 경우 다음 공식을 사용할 수 있습니다.
필수 면적 = 임무 종료 전력 / (태양 복사 조도 × 효율성 × 저하 계수)
가능하다면 실제 미션 데이터로 계산을 확인해보세요. 많은 엔지니어들은 시뮬레이션을 사용하여 다양한 세포 유형을 비교하고 가장 적합한 세포 유형을 찾습니다.
팁: 다중 접합 GaAs 태양 전지는 종종 우주에서의 효율성과 신뢰성에 대한 최상의 결과를 제공합니다.
태양전지는 우주 공간이 어렵습니다. 방사선, 온도 변화 및 장기간의 임무는 모두 세포의 전력을 약화시킵니다. 태양전지를 선택할 때, 태양전지가 얼마나 빨리 분해되는지 고려해야 합니다. 일부 셀은 천천히 전력을 잃는 반면 다른 셀은 더 빨리 저하됩니다 . 시간이 지남에 따라 패널의 전류량이 얼마나 되는지 추적하는 모델을 사용할 수 있습니다. 이 모델은 궤도에서 몇 달 또는 몇 년 후에 남은 전력량을 확인하는 데 도움이 됩니다.
과학자들은 실제 데이터와 수학 모델을 모두 사용하여 세포가 얼마나 오래 지속될지 예측합니다. 예를 들어 다음과 같은 공식을 사용할 수 있습니다.
Pm/Pm0 = 1 - C * ln(1 + Φ/Φ0)
여기서 Pm은 특정 시간의 전력, Pm0은 시작 전력, C와 Φ0은 셀 유형 및 우주 환경에 대한 상수입니다. 이는 임무 종료를 계획하고 위성에 항상 충분한 전력이 공급되도록 하는 데 도움이 됩니다.
참고: 궤도 성능 저하를 모니터링할 수 있는 방법은 다음과 같습니다. 패널의 전류를 확인합니다 . 이를 통해 세포 건강에 대한 실시간 피드백을 얻을 수 있습니다.
특정 전력은 태양광 패널 1kg당 얻을 수 있는 전력량을 의미합니다. 이는 엄격한 질량 제한이 있을 때 매우 중요합니다. 2D MoS2 어레이와 같은 일부 새로운 태양전지 유형은 킬로그램당 6,000W 이상의 전력을 제공할 수 있습니다. 표준 실리콘 패널은 킬로그램당 약 26W로 훨씬 적은 전력을 제공합니다. 선택하기 전에 항상 다양한 옵션의 구체적인 힘을 비교해야 합니다.
| 성능 측정 | 2D MoS2 PV 어레이 | Si PERC 패널 |
|---|---|---|
| 비전력(W/kg) | 6697.74 | 26.02 |
| 와트당 비용($/W) | 12.64 | 104.83 |
| 면적당 비용($/m²) | 863.14 | 21,238.94 |
| 면적당 중량(kg/m²) | 0.0105 | 10.64 |
높은 중량 대비 출력 비율을 통해 출시 비용을 절감하고 다른 시스템에 더 많은 대량 예산을 사용할 수 있습니다.
또한 발사 전에 태양광 패널이 위성 내부에 얼마나 잘 맞는지 생각해야 합니다. 적재된 포장 효율성은 접거나 보관할 때 차지하는 공간과 비교하여 패널이 배치된 후 얼마나 많은 전력을 생산할 수 있는지를 나타냅니다. 최상의 결과를 얻으려면 다음을 수행해야 합니다.
적재된 볼륨당 배치된 와트를 확인하십시오.
접히거나 단단히 말려 있는 패널을 선택하십시오.
배포 시스템이 우주에서 원활하게 작동하는지 확인하세요.
태양전지 어레이의 크기를 정할 때 셀 효율성, 햇빛 각도 및 시간 경과에 따른 성능 저하의 영향을 포함해야 한다는 점을 기억하십시오. 예를 들어, 위성에 2.5W가 필요하고 셀 효율이 25%인 경우 지구 거리에 있는 햇빛을 사용하여 패널 크기를 조정할 수 있습니다. 방사선 및 온도 변화로 인한 손실을 충당하기 위해 항상 추가 공간을 계획하십시오.
팁: 최고의 적재 효율성은 작은 공간에 적합했다가 넓은 공간으로 펼칠 수 있는 얇고 유연한 패널에서 비롯됩니다.
태양전지를 선택하는 것은 항상 균형을 이루는 것입니다. 효율성, 내구성, 비용, 질량의 균형을 맞춰야 합니다. 고효율 셀은 비용이 더 많이 들지만 공간과 무게를 절약합니다. 일부 셀은 더 오래 지속되지만 더 무겁거나 더 비쌀 수 있습니다. 임무 기간과 우주 환경에 맞게 선택해야 합니다. 짧은 임무의 경우 수명이 짧고 저렴한 셀을 선택할 수 있습니다. 장거리 임무를 수행하려면 방사선에도 견딜 수 있고 수년간 계속 작동할 수 있는 우주 등급 태양 전지가 필요합니다.
기억하십시오: 태양전지 유형을 임무 요구사항과 위성이 직면하게 될 환경에 항상 맞추십시오. 이는 발사부터 임무 종료까지 안정적인 전력 출력을 보장합니다.
태양광 패널이 위성의 전력 시스템에 맞는지 확인해야 합니다. 각 부품의 전압과 전류를 확인하세요. 시스템에 필요한 것과 일치하는 커넥터를 사용하십시오. 연결이 일치하지 않으면 전원이 끊기거나 물건이 파손될 수 있습니다. 이것은 큰 문제입니다 항공우주 위성 애플리케이션 . 시작하기 전에 항상 시스템을 테스트하십시오. 이는 위성이 우주로 가기 전에 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다.
항공우주 위성 응용 분야에서는 패널 장착이 매우 중요합니다. 발사 중에나 우주에서 패널이 제자리에 유지되기를 원합니다. 엔지니어들은 7075 알루미늄 합금 및 TC4 티타늄 합금과 같은 강한 금속을 사용합니다. 볼트나 TIE 구속조건을 사용하여 부품을 함께 고정합니다. 그들은 컴퓨터 모델을 사용하여 패널이 스트레스를 어떻게 처리하는지 확인합니다. 아래 표는 패널을 장착하는 몇 가지 일반적인 방법을 보여줍니다 .
| 기계적 장착 전략 측면 | 설명 |
|---|---|
| 애플리케이션 컨텍스트 | 궤도상 충돌 조건에서 우주의 큰 하중을 위한 도킹 메커니즘 |
| 수치적 방법 | 빔, 쉘, 솔리드 요소를 이용한 유한 요소 모델링 |
| 연결 유형 | 볼트 연결 또는 TIE 구속조건 |
| 기계적 교정 | 결합된 축방향 및 반경방향 충격 하중 하에서 교정 |
| 부하 조건 | 힘과 모멘트 분석을 통한 축 및 방사형 도킹 |
| 사용된 재료 | 7075 알루미늄 합금, TC4 티타늄 합금 |
| 주요 결과 | 방사형 도킹은 더 큰 평균 힘과 토크를 발생시킵니다. 축 방향 도킹으로 인해 일부 구성 요소의 평균 토크가 더 커집니다. |
이러한 방법은 항공우주 위성 애플리케이션에서 패널을 안전하게 유지하고 정렬하는 데 도움이 됩니다.
우주는 매우 뜨겁거나 매우 추울 수 있습니다. 위성 태양광 패널의 열을 제어해야 합니다. 열 코팅이나 히트 파이프를 사용하여 중요한 부품의 열을 멀리 이동시키십시오. 열을 제어하지 않으면 패널의 전력이 손실되거나 손상될 수 있습니다. 이는 항공우주 위성 애플리케이션에서 문제가 됩니다. 항상 열 테스트를 통해 디자인을 테스트하십시오. 이렇게 하면 패널이 공간에서 잘 작동하는 데 도움이 됩니다.
발사 시 공간을 절약하기 위해 접히는 태양광 패널을 사용할 수도 있습니다. 이 패널은 궤도에 있을 때 열리거나 미끄러져 나옵니다. 항공우주 위성 응용 분야에서는 패널이 올바르게 열리는 것이 중요합니다. 엔지니어는 컴퓨터 비전과 기계 학습을 사용하여 패널이 잘 열리는지 관찰하고 예측합니다. 다음은 몇 가지 결과입니다.
컴퓨터 비전 모델이 태양광 패널을 발견했습니다. 650,000개 이상의 높은 정확도의 위성 사진.
머신러닝 모델은 패널이 올바르게 열렸거나 잘못 열렸던 이유의 약 70%를 설명했습니다.
공개 데이터세트와 코드는 엔지니어가 이러한 시스템을 테스트하고 개선하는 데 도움이 됩니다.
문제에는 화질과 그림자가 포함되지만 패널 찾기는 여전히 잘 작동합니다.
배치 가능한 태양광 패널 과 큐브위성 태양광 패널은 모두 이러한 새로운 도구를 사용합니다. 이러한 시스템이 항공우주 위성 애플리케이션에서 잘 작동한다고 신뢰할 수 있습니다.
우주등급 태양전지를 고를 때 많은 사항을 확인해야 합니다. 모든 공급업체가 동일한 품질을 제공하는 것은 아닙니다. 위성이 제대로 작동하기를 원하므로 공급업체를 신중하게 선택하세요. 다음은 살펴봐야 할 몇 가지 사항입니다.
우주등급 태양전지가 얼마나 많은 전력과 효율성을 제공하는지
삼중접합이나 다중접합과 같이 세포에 몇 개의 접합이 있는지
위성의 디자인을 바꾸는 셀의 크기와 무게
강도와 무게를 높이는 데 도움이 되는 기판 유형
방사선 보호를 위한 태양광 커버 유리의 두께
유산, 또는 우주 등급 태양 전지가 다른 임무에서 얼마나 잘 작동했는지
셀이 위성 시스템에 적합한 경우
테스트용 샘플이나 모델을 구할 수 있는 경우
셀을 얻는 데 걸리는 시간과 재고 여부
셀 구입 후 공급자가 도움을 주는 경우
에콰도르 우주국과 같은 일부 공급업체는 매우 효율적이고 가벼운 우주 등급 태양 전지를 만듭니다. 이들 셀은 높은 온도를 처리할 수 있으며 더 나은 시스템 사용을 위한 바이패스 다이오드와 같은 기능을 갖추고 있습니다. 우주 등급 태양 전지가 시간이 지남에 따라 어떻게 작동하는지 보여주는 데이터를 항상 요청하십시오.
우주 등급 태양 전지를 구입하는 데 시간이 얼마나 걸리는지 알아야 합니다. 일부 공급업체는 특수 임무를 위해 각 셀을 만들기 때문에 오랜 시간이 걸립니다. 너무 오래 기다리면 프로젝트가 늦어질 수 있습니다. 항상 공급자에게 세포를 얼마나 빨리 보낼 수 있는지 문의하십시오. 프로젝트 초기에 우주 등급 태양 전지를 주문해 보십시오. 이를 통해 테스트하고 문제를 해결할 시간을 갖게 됩니다.
팁: 대량 주문을 구매하기 전에 공급업체가 우주 등급 태양 전지의 엔지니어링 샘플을 제공할 수 있는지 문의하세요. 이렇게 하면 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다.
귀하는 우주 등급 태양 전지가 우주 규칙을 충족하는지 확인하고 싶습니다. 인증은 셀이 공간 사용 테스트를 통과했음을 의미합니다. 신뢰할 수 있는 그룹의 인증서를 찾으세요. 이 테스트에서는 방사선 저항, 전력 출력, 셀 지속 기간 등을 확인합니다. 우주 등급 태양 전지에 올바른 인증서가 있으면 우주에서도 신뢰할 수 있습니다. 항상 임무 파일에 대한 인증서를 보관하십시오.
임무의 전력 요구 사항을 설정하는 것부터 시작하세요. 임무가 끝날 때 2.5와트의 전력이 필요한 CubeSat이 있다고 상상해 보십시오. 당신은 저지구 궤도에서 2년간의 임무를 계획하고 있습니다. 위성은 방사선과 온도 변화에 직면하게 될 것입니다. 위성을 가볍고 작게 유지하고 싶습니다. 또한 시간이 지남에 따른 전력 손실에 대한 계획도 세워야 합니다. 대부분의 위성은 방사선으로 인해 매년 1~10%의 효율을 잃습니다. 필요한 연속 전력의 최소 1.5배를 제공하도록 태양전지 어레이의 크기를 조정해야 합니다. 이는 일식 기간 동안 위성이 전력을 유지하는 데 도움이 됩니다.
이제 귀하의 임무에 맞는 주요 태양전지 선택 사항을 살펴보십시오.
다중접합 태양전지는 30% 이상의 효율과 높은 비전력을 제공합니다. 이는 거친 우주 환경에서 잘 작동합니다.
박막 태양전지는 가볍고 유연합니다. 효율성은 낮지만 무게와 비용을 줄일 수 있습니다.
실리콘 셀은 신뢰성이 높고 비용도 저렴하지만 일반적으로 효율이 20% 미만입니다.
효율성, 비전력(킬로그램당 와트) 및 성능 저하율과 같은 주요 지표를 사용하여 각 옵션을 비교하십시오. 예를 들어, 다중 접합 셀은 동일한 면적과 질량에 대해 더 많은 전력을 제공합니다. 기술이 향상됨에 따라 박막 셀의 경쟁력이 더욱 높아질 수 있습니다. 스프레드 시트나 계산기를 사용하여 각 유형에 필요한 면적과 질량을 확인하십시오.
귀하의 임무 요구 사항과 셀 기능을 일치시켜 최고의 태양 전지를 선택하십시오. 이 CubeSat의 경우, 다중접합 태양전지가 눈에 띕니다 . 이는 높은 효율성, 낮은 질량 및 더 나은 방사선 저항성을 제공합니다. 비용이나 무게를 절약해야 한다면 박막 전지가 적합할 수 있지만 더 넓은 면적이 필요할 수도 있습니다. 항상 수명이 다한 전력 출력을 확인하고 발사 전에 패널이 위성 내부에 맞는지 확인하십시오. 임무 요구 사항과 각 전지 유형의 기능을 비교하여 위성에 가장 적합한 태양 전지를 선택할 수 있습니다.
간단한 단계를 통해 위성에 가장 적합한 태양전지를 선택할 수 있습니다. 먼저, 임무에 얼마나 많은 전력이 필요한지 파악하십시오. 다음으로, 올바른 세포 유형, 크기 및 지속 기간을 선택하십시오. 이것 신중한 방법은 강력한 힘과 더 긴 임무를 위해 새로운 기술을 사용하는 데 도움이 됩니다. 요구 사항을 연구하면 다음 표와 같이 재료를 덜 사용하고 더 많은 전력을 얻을 수 있습니다.
| 결과 | 설명 | 이것이 중요한 이유 |
|---|---|---|
| 219g/kW 폴리실리콘 절감 | 맞춤형 실리콘 셀 디자인 | 더 적은 리소스를 사용합니다. |
| 42.8% 효율 가능 | 탠덤 셀 설계 | 전력 출력 향상 |
| 호주의 50% 더 얇은 웨이퍼 | 지역별 디자인 차이 | 현지 요구에 부합 |
귀하의 선택이 귀하의 임무에 적합한지 공급업체와 전문가에게 문의하십시오.
먼저 효율성에 집중해야 합니다. 고효율 셀은 더 작은 영역에서 더 많은 전력을 제공합니다. 이는 위성의 무게와 공간을 절약하는 데 도움이 됩니다.
다음 공식을 사용할 수 있습니다. 필요한 면적 = 임무 종료 전력 / (태양 복사열 × 효율 × 저하 계수)
숫자를 연결하여 패널에 필요한 면적을 찾으세요.
방사선, 온도 변화 및 먼지는 태양전지를 손상시킬 수 있습니다. 이러한 요인은 시간이 지남에 따라 셀의 효율성을 떨어뜨립니다. 전력 시스템을 설계할 때 이러한 손실에 대한 계획을 세워야 합니다.
아니요. 각 임무마다 요구 사항이 다릅니다. 태양전지 유형을 임무의 전력, 무게, 환경 요구 사항에 맞춰야 합니다. 항상 귀하의 임무에 가장 적합한 것이 무엇인지 확인하십시오.
열 코팅이나 히트 파이프를 사용할 수 있습니다. 이러한 도구는 패널에서 열을 멀리 이동시키는 데 도움이 됩니다. 이는 태양전지가 뜨겁거나 차가운 공간 조건 모두에서 잘 작동하도록 유지합니다.
