Powering Space Missions: Berapa banyak tenaga yang boleh dijana oleh panel solar di ruang angkasa?

Kuasa yang boleh dihasilkan oleh panel solar di angkasa bergantung pada beberapa faktor, termasuk saiznya, jenis sel solar yang digunakan dan keamatan cahaya matahari yang diterimanya. Di angkasa, panel solar biasanya beroperasi pada kecekapan yang jauh lebih tinggi daripada di Bumi kerana tiada gangguan atmosfera, dan panel menerima cahaya matahari langsung yang berterusan.

Berikut ialah beberapa angka umum untuk memberi anda gambaran tentang berapa banyak kuasa yang boleh dihasilkan oleh panel solar di angkasa:

1. Sinaran Suria di Angkasa :

·  Di angkasa, Matahari menyediakan kira-kira  1,366 watt setiap meter persegi (W/m²)  sinaran suria pada jarak Bumi dari Matahari (ini dikenali sebagai pemalar suria ). Ini adalah lebih tinggi daripada jumlah tenaga suria yang sampai ke permukaan bumi disebabkan oleh penyerakan dan penyerapan atmosfera.

2. Kecekapan Sel Suria Angkasa :

·  Kecekapan sel suria yang digunakan di angkasa mungkin berbeza-beza:

o Sel  Gallium Arsenide (GaAs)  biasanya mempunyai kecekapan 28%-30%  untuk sel simpang tunggal, dan 40% atau lebih tinggi  untuk sel berbilang simpang.

o  Sel berbilang simpang  boleh mencapai kecekapan 40%-45%  dalam ruang, menjadikannya pilihan yang paling berkuasa.

o  Sel berasaskan silikon  yang digunakan dalam misi yang lebih kecil umumnya mempunyai kecekapan 20%-25%.

3. Output Kuasa :

·  Keluaran kuasa panel solar bergantung pada kawasannya dan kecekapan sel solar. Contohnya:

o  sel berbilang  Panel solar 1 meter persegi menggunakan simpang  dengan kecekapan 40% akan menjana:           1,366W/ ㎡ ×  40%  =  546.4W

o  Panel 1 meter persegi  menggunakan sel GaAs  pada kecekapan 30% akan menghasilkan:                                         1,366W/ ㎡ ×  30%  =  409.8W

o  Untuk sel berasaskan silikon  pada kecekapan 25%, panel 1 meter persegi akan menjana:                                1,366W/ ㎡ ×  25%  =  341.5W

4. Tatasusunan Suria kapal angkasa :

·  Untuk kapal angkasa yang lebih besar, tatasusunan suria biasanya lebih besar daripada 1 meter persegi, selalunya antara 10 hingga 100 meter persegi  atau lebih, bergantung pada keperluan kuasa misi.

·  Contohnya:

o  Stesen Angkasa Antarabangsa (ISS)  mempunyai  4,000 kaki persegi (sekitar 370 meter persegi)  panel solar dan boleh menjana sehingga 120 kW  kuasa, yang mencukupi untuk menyokong sistemnya.

o  Kapal angkasa Juno  yang digunakan dalam kajian Musytari, terletak lebih jauh dari Matahari, mempunyai 30 meter persegi  panel solar yang menjana sekitar 500 watt  pada jarak operasinya.

5. Kuasa dalam Keadaan Terlampau :

·  Untuk misi perjalanan jauh dari Matahari, seperti panel solar Parker Solar Probe , direka untuk menahan sinaran melampau dan suhu tinggi, dan mereka masih boleh menjana kuasa yang ketara—walaupun lebih kurang daripada jarak yang lebih dekat. Panel ini menggunakan sel berbilang simpang  untuk memaksimumkan kecekapan walaupun dalam keadaan cahaya malap.

Ringkasan:

Di angkasa, kuasa yang dijana oleh panel solar boleh berjulat dari 100 watt  hingga beberapa kilowatt , bergantung pada saiz panel, jenis sel solar dan jarak dari Matahari. Panel suria 1 meter persegi  menggunakan sel berbilang simpang berkecekapan tinggi  boleh menghasilkan sekitar 540 watt , manakala tatasusunan yang lebih besar pada kapal angkasa boleh menjana sejumlah besar kuasa, selalunya dalam julat ratusan watt hingga beberapa kilowatt.