หลักการทำงานของแผงโซลาร์เซลล์อวกาศ Ecowatt: แบตเตอรี่และแผงโซลาร์เซลล์ในอวกาศ ระยะเวลาดำเนินการโดยประมาณ

สิ่งประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีจรวดและอวกาศ ได้แก่ องค์ประกอบโครงสร้างของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ของยานอวกาศ แผงรองรับแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ของยานอวกาศประกอบด้วยโครงและฐานรับน้ำหนักบนและล่าง ระหว่างฐานดังกล่าวและกรอบจะมีการติดตั้งฟิลเลอร์รูปรังผึ้งและพาร์ติชั่นรับน้ำหนักในแนวตั้งฉากกับฐานอย่างแน่นหนา เพื่อสื่อสารปริมาตรภายในของรวงผึ้งซึ่งกันและกัน แต่ละตัวแปรของการประดิษฐ์จัดให้มีการจัดให้มีรูระบายน้ำในพื้นผิวด้านข้างของรังผึ้งแต่ละรังของตัวเติมและฉากกั้นรับน้ำหนัก เพื่อสื่อสารปริมาตรภายในของรวงผึ้งกับสภาพแวดล้อมภายนอก สิ่งประดิษฐ์รุ่นแรกเกี่ยวข้องกับการทำรูระบายน้ำในองค์ประกอบเฟรมอย่างน้อยหนึ่งชิ้น สิ่งประดิษฐ์รุ่นที่สองจัดให้มีการทำรูระบายน้ำที่ฐานด้านล่างของแผงเท่าๆ กัน พื้นที่ผิวและการประดิษฐ์รูปแบบที่สามจัดให้มีรูระบายน้ำอย่างน้อยอย่างน้อยในองค์ประกอบเฟรมเดียวและในฐานด้านล่างของแผงให้เท่ากันเหนือพื้นที่ผิว ในกรณีนี้ พื้นที่ทั้งหมดของรูระบายน้ำในองค์ประกอบโครงสร้างดังกล่าวของแผงรับน้ำหนักจะถูกกำหนดโดยคำนึงถึงปริมาตรรวมของตัวกลางก๊าซในเซลล์ อัตราการไหลของรูระบายน้ำ และความแตกต่างของแรงดันสูงสุด ของตัวกลางที่เป็นก๊าซตามเส้นทางการบินของยานปล่อยซึ่งกระทำบนฐานของแผง สิ่งประดิษฐ์นี้ทำให้สามารถเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างของแผงรับน้ำหนักของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ของยานอวกาศได้โดยไม่ต้องเพิ่มมวล เพื่อลดความซับซ้อนของเทคโนโลยีสำหรับการผลิตและติดตั้งแผง และเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือในการทำงาน 3 น. f-ly, 4 ป่วย

สิ่งประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับสาขาอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบิน และสามารถนำมาใช้ในวิทยาศาสตร์จรวดในการออกแบบและสร้างแผงแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ (SB) สำหรับยานอวกาศ (SC) ซึ่งสร้างขึ้นตามโครงการรับน้ำหนักสามชั้น

เป็นที่รู้จักและใช้กันอย่างแพร่หลายในการบินในการผลิตชิ้นส่วนเครื่องบิน (ลำตัว, หาง, ปีก ฯลฯ ) เป็นแผงที่ทำขึ้นตามรูปแบบการรับน้ำหนักสามชั้นซึ่งมีกรอบ (กรอบ) รองรับฐานบนและล่างระหว่าง โดยติดตั้งฟิลเลอร์รูปรวงผึ้ง

ออกแบบมาเพื่อรับรู้และส่งโหลดแบบกระจายที่กระทำกับองค์ประกอบของเครื่องบิน แผงที่ทำขึ้นตามรูปแบบสามชั้นพร้อมแกนรังผึ้งให้ความแข็งแกร่งและสูงยิ่งขึ้น ความจุแบริ่ง- เมื่อแผงถูกโหลด แกนรังผึ้งที่แข็งเฉือนและมีน้ำหนักเบาจะดูดซับแรงเฉือนตามขวางและปกป้องชั้นรับน้ำหนักบาง ๆ จากการสูญเสียความมั่นคงระหว่างการบีบอัดตามยาว

ข้อเสียของการแก้ปัญหาทางเทคนิคนี้ ได้แก่ น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นของส่วนประกอบเฟรมและฐานรับน้ำหนักของแผง เนื่องจากความแตกต่างของแรงกดที่มีนัยสำคัญซึ่งกระทำต่อส่วนประกอบแผงตลอดเส้นทางบินของเครื่องบินเมื่อระดับความสูงในการบินของเครื่องบินเปลี่ยนแปลง

มีแผงยานอวกาศ SB ที่รู้จักกันดีที่ใช้ในวิทยาศาสตร์จรวดซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อติดตั้งองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อน (ตัวแปลงโฟโตอิเล็กทริก) ของระบบจ่ายไฟของยานอวกาศ แผงยังทำตามรูปแบบการรับน้ำหนักสามชั้นและมีกรอบที่รองรับฐานด้านบนและด้านล่างซึ่งระหว่างนั้นจะมีการติดตั้งฟิลเลอร์รูปรังผึ้งอย่างแน่นหนาตลอดจนพาร์ติชั่นรับน้ำหนักที่ติดตั้งอย่างแน่นหนาในแนวตั้งฉากกับฐาน เพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งของแผง เพื่อลดน้ำหนักของโครงสร้างแผง SB เฟรม ฐานรับน้ำหนัก และฉากกั้นจึงทำจากวัสดุน้ำหนักเบา

ยานอวกาศ SB แผงรับน้ำหนักที่ใช้ในจรวดและแผงที่ใช้ในการบิน ให้ความแข็งแกร่งและความสามารถในการรับน้ำหนักสูงของโครงสร้างสามชั้นของแผง SB ที่มีแกนรังผึ้ง

ข้อเสียของโซลูชันทางเทคนิคนี้รวมถึงความแข็งแรงของโครงสร้างที่ลดลงของแผง SB ที่รองรับน้ำหนักและความเป็นไปได้ที่จะสูญเสียเสถียรภาพทั่วไปและในพื้นที่หากมีความเบี่ยงเบนในเทคโนโลยีการผลิตและการใช้งานแผงเนื่องจากโหลดแอโรไดนามิกที่สำคัญมากขึ้น ทำหน้าที่เกี่ยวกับองค์ประกอบของแผง SB ของยานอวกาศเมื่อเปรียบเทียบกับภาระการบิน ในกรณีนี้ แรงกดดันภายนอกที่กระทำต่อแผง SC ของยานอวกาศตามเส้นทางการบินของยานปล่อย (LV) จะแตกต่างกันไปในช่วงที่กว้างกว่า: จากบรรยากาศ (ที่ระดับโลกเมื่อปล่อย LV) ไปจนถึงศูนย์ในทางปฏิบัติเมื่อถูกปล่อย เข้าสู่อวกาศระหว่างดาวเคราะห์ และความดันภายในแผงที่ปิดสนิทตามเส้นทางการบินที่ยานปล่อยยังคงอยู่ในชั้นบรรยากาศ

วัตถุประสงค์ของการประดิษฐ์คือเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างของแผงรับน้ำหนักของยานอวกาศโดยไม่เพิ่มมวลเมื่อยานอวกาศถูกปล่อยสู่อวกาศระหว่างดาวเคราะห์โดยยานปล่อย

ปัญหาได้รับการแก้ไขด้วยวิธีนี้ (ตัวเลือกที่ 1) ซึ่งในแผงรับน้ำหนัก SB KA ซึ่งมีเฟรมฐานรับน้ำหนักบนและล่างซึ่งระหว่างนั้นมีการติดตั้งฟิลเลอร์รูปรังผึ้งอย่างแน่นหนาพาร์ติชันรับน้ำหนักจะถูกปิดผนึกอย่างแน่นหนา ติดตั้งตั้งฉากกับฐานตามการประดิษฐ์ในพื้นผิวด้านข้างของรังผึ้งแต่ละอันของตัวเติมและฉากกั้นมีรูระบายน้ำที่เชื่อมต่อปริมาตรภายในของรังผึ้งเข้าด้วยกันและในกรอบอย่างน้อยในองค์ประกอบหนึ่งของ กรอบมีรูระบายน้ำที่เชื่อมต่อปริมาตรภายในของรังผึ้งกับสภาพแวดล้อมภายนอกในขณะที่พื้นที่ที่มีประสิทธิภาพรวมของรูระบายน้ำในรังผึ้งพาร์ติชันและเฟรมจะพิจารณาจากอัตราส่วน:

S 2 [ซม. 2 ] - พื้นที่รวมของรูระบายน้ำในกรอบ

a, b เป็นค่าสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์วิถีของยานพาหนะที่ปล่อยซึ่งประมาณเส้นโค้งของการพึ่งพาพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพของรูระบายน้ำในเฟรมบนแรงดันตกสูงสุดตามแนววิถีที่กระทำบนฐานของแผง

ปัญหาได้รับการแก้ไขด้วยวิธีนี้ (ตัวเลือก 2) ซึ่งในแผงรับน้ำหนัก SB KA ซึ่งมีเฟรมฐานรับน้ำหนักบนและล่างระหว่างที่มีการติดตั้งฟิลเลอร์รูปรังผึ้งอย่างแน่นหนาพาร์ติชันรับน้ำหนักคือ ติดตั้งอย่างแน่นหนาตั้งฉากกับฐานตามการประดิษฐ์ในพื้นผิวด้านข้างของฟิลเลอร์รังผึ้งและพาร์ติชั่นแต่ละตัวมีรูระบายน้ำเชื่อมต่อปริมาตรภายในของรังผึ้งเข้าด้วยกันและในฐานด้านล่างของแผงให้เท่ากัน พื้นที่ผิวมีการสร้างรูระบายน้ำโดยเชื่อมต่อปริมาตรภายในของรังผึ้งกับสภาพแวดล้อมภายนอกในขณะที่พื้นที่ที่มีประสิทธิภาพรวมของรูระบายน้ำในรังผึ้งพาร์ติชันและฐานด้านล่างกำหนดจากความสัมพันธ์:

S 1 [ซม. 2 ] - พื้นที่รวมของรูระบายน้ำที่พื้นผิวด้านท้ายของรังผึ้ง

S 3 [ซม. 2 ] - พื้นที่รวมของรูระบายน้ำที่ฐานล่าง

V [ม. 3 ] - ปริมาตรรวมของตัวกลางที่เป็นก๊าซในรังผึ้ง

μ.GIF; 1 - อัตราการไหลของรูระบายน้ำในรังผึ้งและพาร์ติชัน

μ.GIF; 3 - อัตราการไหลของรูระบายน้ำที่ฐานด้านล่าง

Δ.GIF; P [kgf/cm 2 ] - ความแตกต่างของความดันสูงสุดของตัวกลางก๊าซตามเส้นทางการบินของยานปล่อยซึ่งกระทำบนฐานของแผง

a, b เป็นค่าสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์วิถีของยานปล่อย, ประมาณเส้นโค้งของการพึ่งพาพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพของรูระบายน้ำในฐานของแผงกับความแตกต่างของแรงดันสูงสุดตามแนววิถีที่กระทำบนฐานของ แผง

ปัญหาได้รับการแก้ไขด้วยวิธีนี้ (ตัวเลือก 3) ซึ่งในแผงรับน้ำหนัก SB KA ซึ่งมีเฟรมฐานรับน้ำหนักบนและล่างระหว่างที่มีการติดตั้งฟิลเลอร์รูปรังผึ้งอย่างแน่นหนาพาร์ติชันรับน้ำหนักคือ ตามการประดิษฐ์ที่ติดตั้งอย่างแน่นหนาตั้งฉากกับฐาน ในพื้นผิวด้านข้างของรังผึ้งแต่ละอัน ตัวเติมและฉากกั้นจะมีรูระบายน้ำผ่านรูระบายน้ำที่เชื่อมต่อปริมาตรภายในของรวงผึ้งเข้าด้วยกัน และในกรอบ อย่างน้อยในองค์ประกอบหนึ่งของ กรอบและที่ฐานด้านล่างของแผงรูระบายน้ำจะทำอย่างสม่ำเสมอเหนือพื้นที่ผิวโดยเชื่อมต่อปริมาตรภายในของรังผึ้งกับสภาพแวดล้อมภายนอกด้วย ในกรณีนี้ พื้นที่ที่มีประสิทธิภาพรวมของรูระบายน้ำในรังผึ้ง พาร์ติชั่น เฟรม และฐานล่างถูกกำหนดจากอัตราส่วน:

S 1 [ซม. 2 ] - พื้นที่รวมของรูระบายน้ำที่พื้นผิวด้านท้ายของรังผึ้ง

S 2, S 3 [ซม. 2] - พื้นที่รวมของรูระบายน้ำในกรอบและฐานล่างตามลำดับ

V [ม. 3 ] - ปริมาตรรวมของตัวกลางที่เป็นก๊าซในรังผึ้ง

μ.GIF; 1 - อัตราการไหลของรูระบายน้ำในรังผึ้งและพาร์ติชัน

μ.GIF; 2 , μ.GIF; 3 - อัตราการไหลของรูระบายน้ำในกรอบและฐานด้านล่างของแผงตามลำดับ

Δ.GIF; P [kgf/cm 2 ] - ความแตกต่างของความดันสูงสุดของตัวกลางก๊าซตามเส้นทางการบินของยานปล่อยซึ่งกระทำบนฐานของแผง

ผลลัพธ์ทางเทคนิคของการประดิษฐ์คือ:

การลดแรงดันตกที่กระทำบนฐานและองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนของแผง SB ด้วยแรงดันตกคร่อมขั้นต่ำที่อนุญาตซึ่งกระทำบนผนังของแกนรังผึ้ง

การกำหนดพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพของรูระบายน้ำในรังผึ้ง, เฟรม, ฐานรับน้ำหนักและฉากกั้นแผง

การกำหนดอิทธิพลของพารามิเตอร์วิถี (หมายเลขมัค, ความสูงของการบิน H) ต่อพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพของรูระบายน้ำ

สาระสำคัญของการประดิษฐ์นี้แสดงไว้ในแผนภาพของแผง SC และกราฟของการเปลี่ยนแปลงของแรงดันส่วนเกินที่กระทำต่อส่วนประกอบต่างๆ

รูปที่ 1, 2 และ 3 แสดงไดอะแกรมของแผงยานอวกาศ SB ซึ่งสร้างตามลำดับในตัวเลือกที่ 1, 2 และ 3 และชิ้นส่วนจะถูกเน้นโดยที่:

2 - ฐานบน;

3 - ฐานล่าง;

4 - ฟิลเลอร์;

5 - พาร์ติชัน;

6 - รูระบายน้ำ;

7 - องค์ประกอบที่ละเอียดอ่อน

ต่อไปนี้ลูกศรแสดงทิศทางการไหลของตัวกลางก๊าซในรวงผึ้งของตัวเติมแผงและการไหลออกสู่สภาพแวดล้อมภายนอก

รูปที่ 4 แสดงการขึ้นต่อกันของแรงดันตกสูงสุดตามเส้นทางการบินของยานปล่อย Δ.GIF; P(Δ.GIF; P=Pvn-Pnar) ของสภาพแวดล้อมที่เป็นก๊าซซึ่งกระทำบนฐานของแผงจากพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพสัมพัทธ์ของส่วนการไหลของรูระบายน้ำ μ.GIF; S/V โดยที่:

Pvn - ความดันของตัวกลางที่เป็นก๊าซภายในแผง (ในรังผึ้งของฟิลเลอร์)

Pnar คือความดันของตัวกลางก๊าซที่อยู่นอกแผง

ยานอวกาศ SB แผงรองรับ (รูปที่ 1, 2, 3) มีเฟรม 1, ฐานรองรับด้านบน 2 และฐานด้านล่าง 3 รวมถึงพาร์ติชันรับน้ำหนัก 5 ที่ติดตั้งในแนวตั้งฉากกับฐานเหล่านี้ ฟิลเลอร์ 4 ในรูปแบบของรังผึ้งถูกติดตั้งอย่างแน่นหนาระหว่างฐาน องค์ประกอบการตรวจจับ 7 ของระบบจ่ายไฟของยานอวกาศได้รับการติดตั้งที่ฐานด้านบน 2

ในพื้นผิวด้านข้างของแกนรังผึ้งแต่ละอัน 4 และพาร์ติชันรับน้ำหนัก 5 ซึ่งแตกต่างจากต้นแบบในแต่ละรุ่นมีรูระบายน้ำ 6 เชื่อมต่อปริมาตรภายในของรังผึ้งเข้าด้วยกันและกับสภาพแวดล้อมภายนอก (ดูมุมมอง A และส่วนตาม BB).

ในตัวเลือก 1 (รูปที่ 1) ปริมาตรภายในของรังผึ้งจะสื่อสารกับสภาพแวดล้อมภายนอกผ่านรูระบายน้ำ 6 ที่ทำในเฟรม 1 อย่างน้อยก็ในองค์ประกอบอย่างใดอย่างหนึ่ง

ในตัวเลือก 2 (รูปที่ 2) ปริมาตรภายในของรังผึ้งจะสื่อสารกับสภาพแวดล้อมภายนอกผ่านรูระบายน้ำ 6 ที่ทำในฐานล่างรับน้ำหนัก 3 โดยเว้นระยะห่างเท่า ๆ กันเหนือพื้นที่ของฐาน

ในตัวเลือก 3 (รูปที่ 3) ปริมาตรภายในของรังผึ้งสื่อสารกับสภาพแวดล้อมภายนอกผ่านรูระบายน้ำ 6 ที่ทำในเฟรม 1 อย่างน้อยก็ในองค์ประกอบใดองค์ประกอบหนึ่งรวมถึงในฐานล่างที่รับน้ำหนัก 3 เว้นระยะห่างเท่า ๆ กันตามพื้นที่ฐาน

เนื่องจากการจัดเรียงรูระบายน้ำที่สม่ำเสมอเหนือพื้นที่ฐานแผงทำให้มั่นใจได้ถึงการกระจายแรงกดที่สม่ำเสมอหรือใกล้เคียงกันในรังผึ้งรวมและด้วยเหตุนี้จึงทำให้เกิดความแตกต่างของแรงดันที่กระทำบนฐานแผง สิ่งนี้จะช่วยลดความเข้มข้นของความเค้นที่รอยต่อของส่วนประกอบแผงเนื่องจากความแตกต่างของแรงดันที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งนำไปสู่การลดความซับซ้อนของเทคโนโลยีการผลิตแผงและเพิ่มความน่าเชื่อถือของการทำงานเมื่อมีข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่ในระหว่างการผลิต เช่น เมื่อแต่ละบุคคล องค์ประกอบของแกนรังผึ้งไม่ได้ถูกยึดติดกับฐานรับน้ำหนัก

ทางเลือกของตัวเลือกการระบายน้ำของแผงถูกกำหนดโดยภาระการปฏิบัติงานที่อนุญาตซึ่งกระทำบนฐานของแผงตามเส้นทางการบินของยานปล่อยโดยคำนึงถึงโครงสร้างและ คุณสมบัติทางเทคโนโลยีการผลิตแผง

พื้นที่ที่มีประสิทธิภาพทั้งหมดของรูระบายน้ำในกรอบ 1 ในรังผึ้งฟิลเลอร์ 4 พาร์ติชัน 5 และฐานล่าง 3 สำหรับเส้นทางการบินของยานปล่อยที่กำหนดถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์ (1), (2) และ (3) สำหรับตัวเลือก 1, 2 และ 3 ตามลำดับ โดยคำนึงถึงสัมประสิทธิ์ a และ b ที่รวมอยู่ในความสัมพันธ์เหล่านี้ ซึ่งขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ของวิถีวิถียานพาหนะที่ปล่อย

สูตร (1), (2) และ (3) มีคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ของการพึ่งพาพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพรวมสัมพัทธ์ของรูระบายน้ำ μ.GIF; ·S/V จากแรงดันตกสูงสุดตามเส้นทางการบิน LV Δ.GIF; P และได้รับจากผลการวิเคราะห์การไหลของตัวกลางที่เป็นก๊าซในระบบของภาชนะที่เชื่อมต่อระหว่างแก๊สแบบไดนามิกซึ่งเกิดขึ้นจากรังผึ้งที่ระบายของฟิลเลอร์ 4 พร้อมพาร์ติชันกำลัง 5 ฐานบน 2 และฐานล่าง 3 พร้อมการไหลออกที่ตามมา สภาพแวดล้อมภายนอก

ในวิทยาศาสตร์จรวด เฟรมที่ 1 ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์ ฐานรับน้ำหนัก 2 และ 3 รวมถึงพาร์ติชันรับน้ำหนัก 5 ทำจากไทเทเนียม แกน 4 ในรูปแบบของรังผึ้งทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์และติดอย่างแน่นหนากับฐานด้านบน 2 และฐานล่าง 3 ของแผงโดยใช้ตัวอย่างเช่นกาวการบิน VKV-9 นอกจากนี้ องค์ประกอบที่ละเอียดอ่อน 7 SB ยังติดอยู่ที่ฐานด้านบน 2

แผงพาหะ SB KA ทำงานดังนี้

เนื่องจากในพื้นผิวด้านข้างของรังผึ้งแต่ละอันของฟิลเลอร์ 4 และองค์ประกอบแผง (รูปที่ 1, 2 และ 3) ตรงกันข้ามกับต้นแบบจึงมีการสร้างรูระบายน้ำ 6 ในระหว่างการบินของยานอวกาศโดยเป็นส่วนหนึ่งของส่วนหัวของ ยานพาหนะส่งตัวเช่นเดียวกับในการบินอัตโนมัติของยานอวกาศหลังจากทิ้งบล็อกส่วนหัวของแฟริ่งแล้วตัวกลางของก๊าซจะไหลระหว่างรังผึ้งของฟิลเลอร์ 4, พาร์ติชันกำลัง 5 และไหลออกผ่านรูระบายน้ำในเฟรม 1 และ ฐานล่าง 6 เข้าสู่สภาพแวดล้อมภายนอก (ดูหัวข้อตามแนววัตถุระเบิด) การไหลของตัวกลางก๊าซเกิดขึ้นโดยมีความล่าช้าเล็กน้อยในการปรับความดันในรวงผึ้งของฟิลเลอร์ 4

ในกรณีนี้ การไหลออกของตัวกลางก๊าซจากรวงผึ้งของฟิลเลอร์ 4 ออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอกเกิดขึ้นที่ความเร็วเปรี้ยงปร้างโดยไม่ปิดกั้นมันในรวงผึ้งของฟิลเลอร์ 4 เนื่องจากพื้นที่ที่มีประสิทธิผลทั้งหมด μ.GIF; 2 ·S 2 รูระบายน้ำ 6 ในเฟรม 1 และ μ.GIF; 3 ·S 3 - ในฐานล่าง 3 ถูกสร้างขึ้นมากกว่าหรือเท่ากับพื้นที่ที่มีประสิทธิผลทั้งหมด μ.GIF; 1 ·S 1 ในรังผึ้งของฟิลเลอร์ 4 พร้อมฉากกั้นกำลัง 5 (μ.GIF; 2 ·S 2 ≥.GIF; μ.GIF; 1 ·S 1 , μ.GIF; 3 ·S 3 ≥.GIF; μ. GIF; 1·ส 1)

ในระหว่างการบินของยานอวกาศซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของส่วนหัว LV ความดันสูงสุดที่ลดลง Δ.GIF จะเกิดขึ้น P (รูปที่ 4) ทำหน้าที่บนฐานของแผง 2 และ 3 ตามสูตร (1), (2) และ (3) ในกรณีนี้สื่อก๊าซจากรังผึ้งของฟิลเลอร์ 4 ไหลเข้าสู่ปริมาตรปิดใต้ส่วนหัวของศีรษะซึ่งเป็นแรงดันตกสูงสุดที่อนุญาตซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับความดันภายนอกตามเส้นทางการบินของยานปล่อยจะถูกกำหนดโดย ที่รู้จัก โซลูชันทางเทคนิคโดยใช้ระบบระบายน้ำแบบช่อง

ในระหว่างการบินอัตโนมัติของยานอวกาศ ความดันภายใน P VN ถูกสร้างขึ้นภายในแผงตัวถัง ใกล้กับความดันบรรยากาศ (ความดันสถิตของบรรยากาศโดยรอบ) การเปลี่ยนแปลง Δ.GIF; ในกรณีนี้ ความดัน P ระหว่างรังผึ้งของฟิลเลอร์ 4 เช่นเดียวกับความดันภายใน Pvn ในรังผึ้งของฟิลเลอร์ 4 และสภาพแวดล้อมภายนอก Pnar ซึ่งทำหน้าที่บนฐานบน 2 และฐานล่าง 3 ของแผง อยู่ใกล้กับศูนย์

ดังนั้นแรงดันตกที่กระทำต่อองค์ประกอบของแผงและองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนของระบบจ่ายไฟของยานอวกาศที่ติดตั้งอยู่จึงลดลง ดังนั้นความแข็งแกร่งของโครงสร้างของยานอวกาศ SB จะเพิ่มขึ้นโดยไม่เพิ่มมวลของยานอวกาศ ซึ่งนำไปสู่ความสำเร็จของภารกิจที่ได้รับมอบหมาย

นอกจากนี้ เนื่องจากความแตกต่างของแรงดันที่กระทำต่อส่วนประกอบแผงลดลง เทคโนโลยีการผลิตและการติดตั้งแผงยานอวกาศ SB จึงง่ายขึ้นและเพิ่มความน่าเชื่อถือในการทำงาน

การคำนวณสำหรับแผงตัวถังที่พัฒนาขึ้นสำหรับยานอวกาศ Yamal ที่เปิดตัวโดยยานปล่อยโปรตอน แสดงให้เห็นว่าความดันลดลง Δ.GIF; P ซึ่งแสดงบนฐานของแผงเมื่อเปรียบเทียบกับต้นแบบจะลดลงตามลำดับความสำคัญและเข้าใกล้ศูนย์จริง

ปัจจุบัน โซลูชันทางเทคนิคได้ผ่านการทดสอบเชิงทดลองแล้ว และกำลังถูกนำไปใช้กับยานอวกาศที่พัฒนาโดยองค์กร

โซลูชันทางเทคนิคนี้สามารถใช้ได้กับยานอวกาศหลายประเภท: ยานอวกาศใกล้โลก, ยานอวกาศระหว่างดาวเคราะห์, ระบบอัตโนมัติ, ยานอวกาศที่มีคนขับ และยานอวกาศอื่นๆ

โซลูชันด้านเทคนิคยังสามารถนำไปใช้ในการบินได้ เช่น เมื่อใช้แผง SB เป็นส่วนหนึ่งขององค์ประกอบปีกเครื่องบิน ในกรณีนี้พื้นที่ที่มีประสิทธิภาพของรูระบายน้ำในองค์ประกอบของแผงจะพิจารณาจากความแตกต่างของแรงดันสูงสุดที่กระทำกับองค์ประกอบปีกตามเส้นทางการบินของเครื่องบิน

วรรณกรรม

1. การบิน. สารานุกรม. อ.: TsAGI, 1994, หน้า 529.

2. ในช่วงเปลี่ยนผ่านของสองศตวรรษ (พ.ศ. 2539-2544) เอ็ด ศึกษา ยู.พี. เซเมโนวา อ.: RSC "Energia" ตั้งชื่อตาม S.P. Korolev, 2001, p. 834

3. สิทธิบัตร RU 2145563 C1.

สูตรการประดิษฐ์

1. แผงรองรับของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ของยานอวกาศซึ่งมีโครงรองรับฐานด้านบนและด้านล่างระหว่างที่มีการติดตั้งฟิลเลอร์รูปรังผึ้งอย่างแน่นหนาและฉากกั้นกำลังตั้งฉากกับฐานโดยมีลักษณะเฉพาะคือทำผ่านรูระบายน้ำ พื้นผิวด้านข้างของรังผึ้งแต่ละอันของฟิลเลอร์และพาร์ติชันกำลังเชื่อมต่อปริมาตรภายในของรังผึ้งเข้าด้วยกันและในองค์ประกอบเฟรมอย่างน้อยหนึ่งรายการจะมีรูระบายน้ำที่เชื่อมต่อปริมาตรภายในของรังผึ้งกับสภาพแวดล้อมภายนอกในขณะที่ยอดรวม พื้นที่ที่มีประสิทธิภาพของรูระบายน้ำในรังผึ้งพาร์ติชันรับน้ำหนักและโครงถูกกำหนดจากอัตราส่วน

S 2 - พื้นที่รวมของรูระบายน้ำในกรอบ cm 2;

μ.GIF; 2 - อัตราการไหลของรูระบายน้ำในเฟรม;

a, b เป็นค่าสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์วิถีของยานปล่อยซึ่งประมาณเส้นโค้งของการพึ่งพาพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพของรูระบายน้ำในเฟรมบนแรงดันตกสูงสุดตามแนววิถีที่กระทำบนฐานของแผง

2. แผงรองรับแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ของยานอวกาศซึ่งมีโครงรองรับฐานด้านบนและด้านล่าง โดยระหว่างนั้นจะมีการติดตั้งฟิลเลอร์รูปรวงผึ้งอย่างแน่นหนา และฉากกั้นกำลังตั้งฉากกับฐาน โดยมีลักษณะพิเศษคือมีการสร้างรูระบายน้ำใน พื้นผิวด้านข้างของรังผึ้งแต่ละอันของฟิลเลอร์และพาร์ติชันกำลังการสื่อสารปริมาตรภายในของรวงผึ้งด้วยกันและที่ฐานด้านล่างของแผงรูระบายน้ำจะทำอย่างสม่ำเสมอทั่วพื้นที่ผิวของมันโดยเชื่อมต่อปริมาตรภายในของรังผึ้งกับ สภาพแวดล้อมภายนอกในขณะที่พื้นที่ที่มีประสิทธิภาพรวมของรูระบายน้ำในรังผึ้ง, พาร์ทิชันไฟฟ้าและฐานด้านล่างของแผงจะพิจารณาจากอัตราส่วน

μ.GIF; 1 ·S 1 /V=a·Δ.GIF; ป-บี

โดยที่ S 1 คือพื้นที่รวมของรูระบายน้ำที่พื้นผิวด้านข้างของรังผึ้งและแผงกั้นไฟฟ้า cm 2 ;

S 3 - พื้นที่รวมของรูระบายน้ำที่ฐานล่างของแผง cm 2;

V คือปริมาตรรวมของตัวกลางที่เป็นก๊าซในเซลล์, m3;

μ.GIF; 1 - อัตราการไหลของรูระบายน้ำที่พื้นผิวด้านข้างของรังผึ้งและแผงกั้นไฟฟ้า

μ.GIF; 3 - อัตราการไหลของรูระบายน้ำที่ฐานด้านล่างของแผง

Δ.GIF; P คือผลต่างความดันสูงสุดของตัวกลางก๊าซตามเส้นทางการบินของยานปล่อยที่กระทำบนฐานของแผง, kgf/cm 2 ;

a, b เป็นค่าสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์วิถีของยานปล่อย, ประมาณเส้นโค้งของการพึ่งพาพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพของรูระบายน้ำในฐานด้านล่างของแผงบนแรงดันตกสูงสุดตามแนววิถีที่กระทำบนฐาน ของแผง

3. แผงรับน้ำหนักของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ของยานอวกาศ ซึ่งมีโครง ฐานรับน้ำหนักบนและล่าง โดยระหว่างนั้นจะมีการติดตั้งฟิลเลอร์รูปรังผึ้งอย่างแน่นหนา และฉากกั้นกำลังตั้งฉากกับฐาน โดยมีลักษณะพิเศษคือการระบายน้ำ รูถูกสร้างขึ้นที่พื้นผิวด้านข้างของรังผึ้งฟิลเลอร์และพาร์ติชันพลังงานแต่ละอันโดยเชื่อมต่อปริมาตรภายในของรังผึ้งเข้าด้วยกันและในองค์ประกอบของกรอบอย่างน้อยหนึ่งองค์ประกอบและในฐานด้านล่างของแผงรูระบายน้ำจะทำอย่างสม่ำเสมอ พื้นที่ผิวของมันเชื่อมต่อปริมาตรภายในของรังผึ้งกับสภาพแวดล้อมภายนอกในขณะที่พื้นที่ที่มีประสิทธิภาพรวมของรูระบายน้ำในรังผึ้ง, พาร์ทิชันไฟ, กรอบและฐานด้านล่างของแผงถูกกำหนดจากความสัมพันธ์

μ.GIF; 1 ·S 1 /V=a·Δ.GIF; ป-บี

μ.GIF; 2 ·S 2 /V≥.GIF; μ.GIF; 1 วินาที 1 /วี,

μ.GIF; 3·S 3 /V≥.GIF; μ.GIF; 1 วินาที 1 /วี,

โดยที่ S 1 คือพื้นที่รวมของรูระบายน้ำที่พื้นผิวด้านข้างของรังผึ้งและแผงกั้นไฟฟ้า cm 2 ;

S 2, S 3 - พื้นที่ทั้งหมดของรูระบายน้ำในกรอบและฐานด้านล่างของแผงตามลำดับ cm 2;

V คือปริมาตรรวมของตัวกลางที่เป็นก๊าซในเซลล์, m3;

μ.GIF; 1 - อัตราการไหลของรูระบายน้ำที่พื้นผิวด้านข้างของรังผึ้งและแผงกั้นไฟฟ้า

μ.GIF; 2 , μ.GIF; 3 - ค่าสัมประสิทธิ์การไหลของรูระบายน้ำในกรอบและฐานด้านล่างของแผงตามลำดับ

Δ.GIF; P คือผลต่างความดันสูงสุดของตัวกลางก๊าซตามเส้นทางการบินของยานปล่อยที่กระทำบนฐานของแผง, kgf/cm 2 ;

a, b เป็นค่าสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์วิถีของยานปล่อย, ประมาณเส้นโค้งของการพึ่งพาพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพของรูระบายน้ำในเฟรมและฐานด้านล่างของแผงบนความแตกต่างของความดันสูงสุดตามแนววิถีที่กระทำ ฐานของแผง

สิ่งประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับระบบพลังงานสำหรับวัตถุในอวกาศโดยการแปลงพลังงานรังสีจากดวงอาทิตย์เป็นไฟฟ้าโดยตรง และสามารถนำมาใช้เพื่อสร้างแผงโซลาร์เซลล์ในพื้นที่ขนาดใหญ่ที่ประหยัดได้ แก่นแท้: ในแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์อวกาศที่มีโครงรองรับ มีโฟโตเซลล์วางอยู่บนนั้น รวมทั้งอิเล็กโทรดนำไฟฟ้าสองอันคั่นด้วยช่องว่าง ซึ่งหนึ่งในนั้นทำโปร่งแสง บนพื้นผิวด้านในมีสารเคลือบที่ทำจากวัสดุที่มีฟังก์ชันการทำงานน้อยกว่า ฟังก์ชั่นการทำงานของวัสดุอิเล็กโทรดและขนาดของช่องว่างไม่เกินเส้นทางอิสระของโฟโตอิเล็กตรอน 5 ป่วย

สิ่งประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับระบบพลังงานของวัตถุในอวกาศโดยการแปลงพลังงานรังสีจากดวงอาทิตย์เป็นไฟฟ้าโดยตรง และสามารถนำมาใช้เพื่อสร้างแผงโซลาร์เซลล์ในพื้นที่ขนาดใหญ่ (SB) เป็นที่ทราบกันว่าแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์มีกรอบโฟโตเซลล์วางอยู่รวมถึงอิเล็กโทรดนำไฟฟ้าสองอันคั่นด้วยช่องว่างซึ่งหนึ่งในนั้นทำโปร่งใส แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้โครงสร้างเซมิคอนดักเตอร์ประเภทต่าง ๆ มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ค่อนข้างสูง ข้อเสียของ SB ที่ทราบตามเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายในคือความซับซ้อนของโครงสร้าง PV ที่ใช้วัสดุที่หายาก เช่น แกลเลียมอาร์เซไนด์ ข้อจำกัดพื้นฐานจากด้านล่างของความหนาของเซลล์แสงอาทิตย์เนื่องจากมีหลายชั้น โดยเฉพาะช่องว่างเกรด โครงสร้างของคอนเวอร์เตอร์ที่ใช้ซับสเตรต การเคลือบแสงและการป้องกันต่างๆ และเป็นผลให้มวลเซลล์แสงอาทิตย์ค่อนข้างใหญ่เกิน มวลของโครงแผงโซลาร์เซลล์ที่ทำจากวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง ความไวต่อผลกระทบของสภาพแวดล้อมในอวกาศโดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อการแผ่รังสีของกล้ามเนื้อซึ่งทำให้ลักษณะการทำงานลดลงอย่างรวดเร็วและลดอายุการใช้งาน เป็นผลให้ข้อบกพร่องเหล่านี้นำไปสู่ต้นทุนไฟฟ้าที่สูงที่ผลิตโดย SB ดังกล่าว แนวทางแก้ไขทางเทคนิคที่ใกล้เคียงที่สุดที่เสนอคือแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์อวกาศที่เลือกเป็นต้นแบบ ซึ่งมีโครงรองรับ มีโฟโตเซลล์วางอยู่บนนั้น รวมถึงอิเล็กโทรดนำไฟฟ้าสองตัวที่แยกจากกันด้วยช่องว่าง ซึ่งหนึ่งในนั้นถูกทำให้โปร่งแสงเมื่อเกิดพื้นที่กำเนิดกระแสไฟฟ้า ระหว่างพื้นผิวของเซลล์แสงอาทิตย์ ในเซลล์แสงอาทิตย์ดังกล่าว มีการใช้ชั้นโฮโมหรือโครงสร้างเฮเทอโร ซึ่งมีการเคลือบอิเล็กโทรด (เช่น ออปติคอลและแผงกั้น) และการเคลือบที่จำเป็น องค์ประกอบการรวบรวมกระแสสามารถทำได้ในรูปแบบของตาข่ายนำไฟฟ้าบาง ๆ ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของอิเล็กโทรด โครงรองรับเป็นโครงสร้างโครงถักที่มีความแข็งแรงสูง เช่น คาร์บอนไฟเบอร์ ส่วนประกอบของร็อด ซึ่ง FEP ถูกขึงไว้ในรูปแบบของแผงที่ยืดหยุ่นบนพื้นผิวตาข่าย ซึ่งยึดอยู่กับเฟรมตามแนวขอบ SB ที่รู้จักมีประสิทธิภาพค่อนข้างสูง (เกือบสูงถึง 15-20%) และแผง SB ที่ยืดหยุ่นมีความหนาเล็กน้อย (สูงถึง 100-200 ไมครอน) ช่วยอำนวยความสะดวกในการจัดเก็บการขนส่งและการใช้งาน SB ในสภาพการทำงาน เช่น จากม้วน ข้อเสียของ SB ที่รู้จักคือข้อเสียที่ระบุไว้ข้างต้น ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์แบบเซมิคอนดักเตอร์ ข้อบกพร่องเหล่านี้ท้ายที่สุดจะแสดงออกมาในลักษณะพลังงานจำเพาะที่สูงไม่เพียงพอ (กำลังไม่เกิน 0.2 kW/kg หรือ 0.16 kW/m2) และลักษณะการทำงานและเทคโนโลยี (ความถ่วงจำเพาะที่มีนัยสำคัญของแผงโซลาร์เซลล์เนื่องจาก PV, ความซับซ้อนในการผลิต, ความไวต่อจักรวาล อิทธิพล ฯลฯ ) ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจาก SB ประเภทนี้เพิ่มขึ้น วัตถุประสงค์ของการประดิษฐ์คือเพื่อเพิ่มกำลังไฟฟ้าจำเพาะต่อมวลหน่วยในขณะเดียวกันก็เพิ่มความต้านทานต่ออิทธิพลภายนอกในสภาวะอวกาศรอบนอกไปพร้อมๆ กัน เป้าหมายนี้บรรลุได้โดยข้อเท็จจริงที่ว่าในแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์อวกาศที่มีโครงรองรับ มีโฟโตเซลล์วางอยู่บนนั้น รวมถึงอิเล็กโทรดนำไฟฟ้าสองอันคั่นด้วยช่องว่าง ซึ่งหนึ่งในนั้นทำให้โปร่งแสง บนพื้นผิวด้านในของอิเล็กโทรดตัวใดตัวหนึ่งจะมี การเคลือบที่ทำจากวัสดุที่มีฟังก์ชันการทำงานน้อยกว่าผลผลิตฟังก์ชันการทำงานของวัสดุ และขนาดช่องว่างจะต้องไม่เกินเส้นทางอิสระของโฟโตอิเล็กตรอน สาระสำคัญของการประดิษฐ์นี้คือการใช้ในการออกแบบ SB ที่เสนอ ซึ่งตรงกันข้ามกับหลักการดั้งเดิมของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายนอก ในขณะที่อิเล็กโทรดนำไฟฟ้าตัวหนึ่งทำหน้าที่เป็นโฟโตแคโทด ซึ่งสามารถดีดโฟโตอิเล็กตรอนออกมาอย่างเด่นชัดไม่ว่าจะในทิศทางใด ของแสงที่ตกกระทบจากพื้นผิวเงาของฟิล์มหรือในทิศทางตรงกันข้ามกับฟิล์มพื้นผิวที่ส่องสว่าง โฟโตอิเล็กตรอนจะถูกจับโดยฟิล์มอีกแผ่นหนึ่งที่มีอิเล็กโทรดนำไฟฟ้าซึ่งทำหน้าที่เป็นขั้วบวก เนื่องจากฟิล์มแคโทดและแอโนดทำจากวัสดุที่มีฟังก์ชันการทำงานของอิเล็กตรอนต่างกันเมื่อสัมผัสกับ SB ฟลักซ์ส่องสว่าง ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างฟิล์ม (EMF ของลำดับ 0.6-0.8 V) มีเงื่อนไขว่าช่องว่างระหว่างฟิล์มน้อยกว่าเส้นทางอิสระของโฟโตอิเล็กตรอนในตัวกลางช่องว่าง (ตรงตามเงื่อนไขนี้สำหรับสุญญากาศจักรวาลด้วย สนามแม่เหล็กภายนอกที่อ่อนแอ) สิ่งที่สำคัญที่สุดคือฟิล์มที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า (รวมถึงโลหะ) สามารถทำให้บางกว่าแผงเซมิคอนดักเตอร์ SB ที่มีขนาด 0.5 ไมครอนหรือน้อยกว่าได้มาก เพื่อให้คุณลักษณะเฉพาะของ SB ที่เสนอนั้นสูงกว่าคุณลักษณะของ SB แบบดั้งเดิมมาก นอกจากนี้ความไวของลักษณะทางไฟฟ้าฟิสิกส์ของ SB ที่เสนอต่อผลกระทบของปัจจัยในสภาพแวดล้อมในอวกาศ (อุกกาบาตขนาดเล็ก, การแผ่รังสีของคอร์ปัส) นั้นอ่อนแอกว่ามาก การผลิตฟิล์มและการประกอบแผงโซลาร์เซลล์บนโครงรองรับนั้นง่ายดายทางเทคโนโลยีและสภาวะของแรงโน้มถ่วงต่ำ (ความไร้น้ำหนัก) ทำให้สามารถสร้างแผงโซลาร์เซลล์น้ำหนักเบาในพื้นที่ขนาดใหญ่มากและด้วยเหตุนี้พลังงาน รูปแบบที่ต้องการของ SB ที่เสนอคือการออกแบบที่แต่ละฟิล์มที่มีอิเล็กโทรดนำไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของแถบที่แยกออกจากกัน และแถบของฟิล์มที่แตกต่างกันเป็นคู่จะสร้างส่วนของตัวแปลงโฟโตอิเล็กทริครวมกันเป็นชุด วงจรที่แถบด้านหลังของแต่ละส่วนของตัวแปลงเชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับแถบแสงอาทิตย์ของส่วนที่อยู่ติดกันของตัวแปลง และส่วนประกอบที่รวบรวมกระแสไฟฟ้าเชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับแถบด้านหลังที่ปลายด้านหนึ่งของวงจร และแถบแนวแสงอาทิตย์ที่ปลายอีกด้านของวงจร การออกแบบนี้ได้เพิ่มความสามารถในการผลิตเมื่อสร้าง SB พื้นที่ขนาดใหญ่ ในเวลาเดียวกัน การออกแบบ SB นี้ทำให้สามารถลดปริมาณกระแสที่ไหลผ่านส่วน PV ต่อหน่วยของพลังงานที่สร้างขึ้นได้ และด้วยเหตุนี้จึงลดความหนาของฟิล์ม กล่าวคือ ลดมวลของ SB ลงอีก ใน SB ที่เสนอนั้น การเคลือบจะถูกนำไปใช้กับพื้นผิวของฟิล์มด้วยอิเล็กโทรดนำไฟฟ้า (โฟโตแคโทด) ซึ่งจะลดการทำงานของอิเล็กตรอนจากฟิล์มนี้ ซึ่งสามารถทำได้ เช่น โดยการออกซิไดซ์ฟิล์มโลหะ (เช่น อะลูมิเนียม) ที่สอดคล้องกัน เมื่อขั้วบวกอยู่เหนือโฟโตแคโทด ขั้วแรกจะต้องโปร่งแสง ดังนั้นในเวอร์ชันของ SB ที่เสนอนี้ ฟิล์มนำไฟฟ้าที่หันไปทางดวงอาทิตย์สามารถสร้างจากโครงสร้างแบบเจาะรูหรือแบบตาข่ายโดยมีแรเงาฟิล์มแคโทดน้อยที่สุดที่เป็นไปได้ . สาระสำคัญของการประดิษฐ์นี้แสดงเป็นภาพวาด โดยรูปที่ 1 แสดงแผนภาพของระบบสุริยะที่มีโฟโตแคโทดแบบฟิล์มที่หันไปทางดวงอาทิตย์ ในรูป รูปที่ 2 แสดงแผนภาพวงจรของ SB ที่มีโฟโตแคโทดอยู่ที่พื้นผิวด้านหลัง รูปที่ 3 แสดง แผนภาพวงจร SB พร้อมการแบ่งพาร์ติชัน รูปที่ 4 แสดงวงจรไฟฟ้าสมมูลของ SB; รูปที่ 5 แสดงตัวเลือกการออกแบบสำหรับ SB ดังที่แสดงในรูปที่ 1 SB มีฟิล์มนำไฟฟ้าที่วางอยู่บนกรอบไดอิเล็กทริกที่รองรับ 1 ซึ่งหนึ่งในนั้นทำหน้าที่เป็นแคโทดการปล่อยแสง 2 และอีกอันเป็นขั้วบวก 3 ฟิล์ม 2 ตั้งอยู่ตามพื้นผิวที่เน้นแสงจากแสงอาทิตย์ ฟลักซ์ 4 ผ่านองค์ประกอบการสะสมปัจจุบัน 5 สามารถเชื่อมต่อฟิล์มนำไฟฟ้าเข้ากับโหลด 6 ได้ ตามรูปลักษณ์อื่นของ SB ที่แสดงในรูปที่ 2 โฟโตแคโทด 2 สามารถวางได้ตามพื้นผิวด้านหลังและฟิล์มแอโนด 3 ถูกสร้างขึ้น โปร่งใส โดยเฉพาะมีรูหรือทำเป็นตะแกรงลวดละเอียด วัสดุอิเล็กโทรดอาจรวมถึงโลหะ เช่น อะลูมิเนียม เงิน ทอง แพลทินัม โลหะผสมบางชนิด ออกไซด์ของโลหะอัลคาไล และสารประกอบอื่นๆ ฟิล์มที่มีโลหะชนิดเดียวกันได้รับฟังก์ชันการทำงานของอิเล็กตรอนที่แตกต่างกันเนื่องจากการออกซิเดชันของหนึ่งในนั้นหรือการปรับสภาพพื้นผิวแบบอื่น ดังที่แสดงในรูปที่ 3 ฟิล์มแคโทดและแอโนดสามารถสร้างได้ในรูปแบบของแถบ 7 และ 8 ที่แยกจากกัน โดยมีแถบประเภทหนึ่ง (ขั้วบวก) เชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับแถบประเภทอื่น (แคโทด) ตามแนวข้อต่อสัมผัส ( ตะเข็บ) 9 ดังนั้น เซลล์แสงอาทิตย์ในพื้นที่ขนาดใหญ่เป็นระบบ (สายโซ่) ของส่วนผลิตไฟฟ้าที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมที่มีขนาดเล็กกว่า 10 ขนาด แต่ละส่วนจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับโหลด 6 ตามแผนภาพวงจรสมมูลที่แสดงในรูปที่ 4 ดังที่แสดงในรูปที่ 5 โครงสร้าง SB พร้อมไดอะแกรมตามรูปที่ 3 อาจมีเฟรมพับหรือสำเร็จรูปที่มีองค์ประกอบรับน้ำหนักตามยาว 11 และตามขวาง 12 ชิ้นส่วนของ FEP 13 ในรูปแบบของแถบเชื่อมต่อประเภทต่าง ๆ จะถูกยืดลงบนเฟรมโดยส่งผ่านองค์ประกอบตามขวาง 12 และยึดตามขอบไปยังองค์ประกอบเดียวกัน 12 ตัวอย่างเช่นโดยใช้ผ้ายืดหยุ่นอิเล็กทริก (ตาข่าย, เหล็กดัดฟัน ฯลฯ ) 14. ความแข็งแกร่งของ SB ในสถานะใช้งานนั้นจัดทำโดยเครื่องหมายปีกกา 15 โดยกระชับส่วนปลายขององค์ประกอบแกนตามยาว 11 ซึ่งประกบกันในส่วนกลาง การทำงานและการทำงานของ SB ตามการประดิษฐ์ถูกดำเนินการดังต่อไปนี้ ทั้งระบบสุริยะทั้งหมดในรูปแบบพับหรือชิ้นส่วนซึ่งต่อจากนั้นประกอบเป็นระบบเดียวก็จะถูกปล่อยออกสู่อวกาศ เมื่อปรับใช้ในสภาพการทำงาน SB จะหันไปทางดวงอาทิตย์โดยมีพื้นผิวฟิล์มสีใดสีหนึ่ง ขึ้นอยู่กับประเภทของโฟโตแคโทด (ดูรูปที่ 1) รูปที่ 1 และ 2) เนื่องจากการปล่อยอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นในกรณีนี้ ก สนามไฟฟ้าทำให้เกิดความแตกต่างที่เป็นไปได้ระหว่างฟิล์มแอโนดิกและแคโทดเท่ากับความแตกต่างในหน้าที่การทำงานของฟิล์มเหล่านี้ เมื่อโหลด 6 บางตัวเชื่อมต่อกับ SB ผ่านองค์ประกอบการรวบรวมกระแสไฟฟ้า 5 กระแสไฟฟ้าจะเกิดขึ้นในวงจร PV โดยจ่ายกระแสไฟฟ้าที่จำเป็นให้กับโหลด พื้นที่หลักของการประยุกต์ใช้ SB ที่เสนอนั้นสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในวงโคจรค้างฟ้า, วงโคจรซึ่งอิทธิพลของบรรยากาศมีน้อยที่สุด สนามแม่เหล็กดาวเคราะห์และการไล่ระดับความโน้มถ่วงของมัน ซึ่งทำให้สามารถสร้าง SB ในพื้นที่ขนาดใหญ่มากและมีพลังอันยิ่งใหญ่ได้ ประสิทธิภาพทางเทคนิคและเศรษฐศาสตร์ของการประดิษฐ์ที่เสนอสามารถยืนยันได้ด้วยการประมาณการต่อไปนี้ เป็นที่ทราบกันดีว่าประสิทธิภาพการแปลงพลังงานด้วยเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคภายนอกอยู่ที่ 2-10% เมื่อพิจารณาว่ากำลังของฟลักซ์แสงจากแสงอาทิตย์ใกล้โลกอยู่ที่ประมาณ 1.4 kW/m2 พลังงานไฟฟ้าที่สร้างโดยหน่วยของพื้นผิว SB จะอยู่ที่ประมาณ 0.051400 70 W/m 2 หากเราใช้ประสิทธิภาพ 5% ตัวเลขนี้แย่กว่าค่า SB ของซิลิคอนอนุกรมอย่างเห็นได้ชัด โดยที่ 110 W/m 2 ทำได้สำเร็จ อย่างไรก็ตามสามารถเพิ่มความหนาของฟิล์มได้ถึง 0.5 ไมครอน ตัวอย่างเช่นมวลของฟิล์ม 1 m 2 ที่ทำจากอลูมิเนียมจะเท่ากับ 110.510 -6 2.710 3 1.3510 -3 กก. 1.35 กรัม ที่ความหนา 0.5 ไมครอน ดังนั้น กำลังไฟฟ้าจำเพาะ (ขึ้นอยู่กับมวลของ PV) โดยคำนึงถึงการใช้ฟิล์มทั้งสอง จะเป็นสำหรับ PV ที่มีมวลจำเพาะ 25 10 g/m2 และเฟรมที่มีมวลจำเพาะเฉลี่ยเท่ากัน กล่าวคือ ถ้ามวลจำเพาะของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์มีค่าประมาณ 20 g/m2 กำลังไฟฟ้าจำเพาะของ SB จะเป็น ตัวบ่งชี้หลักของ SB ที่เสนอนี้สูงกว่าตัวบ่งชี้เดียวกันเกือบ 20 เท่าสำหรับ SB เซมิคอนดักเตอร์ที่มีแนวโน้มว่าจะสูงถึง 200 W/kg และการดำเนินการตาม SB ที่เสนอนั้นไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุที่หายากและเทคโนโลยีที่ซับซ้อน เนื่องจากการผลิตตัวนำไฟฟ้าที่บางมาก ภาพยนตร์เป็นกระบวนการที่เชี่ยวชาญในทางปฏิบัติ ต้นทุนในการสร้าง SB ที่เสนอควรคาดหวังที่ระดับต้นทุนในการนำพวกมันขึ้นสู่วงโคจร และเนื่องจากค่าหลังเป็นสัดส่วนกับมวลของ SB การเพิ่มขึ้นของต้นทุนการผลิตไฟฟ้าโดยใช้ SB ที่เสนอจึงค่อนข้างชัดเจน . นอกจากนี้ SB ที่เสนอยังมีลักษณะพิเศษคืออายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นและข้อกำหนดในการปฏิบัติงานที่เข้มงวดน้อยลง SB ที่นำเสนออนุญาตให้มีความเป็นไปได้ในการใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพเป็นอวัยวะควบคุม (solar-sail) ในการวางแนวและแก้ไขวงโคจรของวัตถุอวกาศ แนวโน้มในการปรับปรุง SB ที่เสนอนั้นส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการสร้างฟิล์มนำไฟฟ้าบางเป็นพิเศษ (น้อยกว่า 0.1 ไมครอน) และโครงรับน้ำหนักที่เบาเป็นพิเศษ การวิจัยที่เกี่ยวข้องกำลังดำเนินการในด้านอุปกรณ์แล่นเรือพลังงานแสงอาทิตย์ แหล่งที่มาของข้อมูล 1. Koltun M.M. เซลล์แสงอาทิตย์ วท. วิทยาศาสตร์ 2530 หน้า 136-154 2. กรีลิเคส วี.เอ. และอื่นๆ วท.วิทยาศาสตร์, 2527 หน้า 144 (ต้นแบบ)

ปัจจุบัน NPP Kvant ทำงานในสามด้านหลักในการพัฒนาพลังงานแสงในอวกาศและฐานองค์ประกอบ ได้แก่:

การสร้างเซลล์แสงอาทิตย์จากซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์

เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนที่สร้างขึ้นในองค์กรวิจัยและการผลิต "Kvant" สอดคล้องกับระดับโลกซึ่งได้รับการยืนยันจากการปฏิบัติตามคำสั่งซื้อจากต่างประเทศจำนวนหนึ่งสำหรับการผลิตเพื่อประโยชน์ของอินเดีย ฝรั่งเศส ฮอลแลนด์ สาธารณรัฐเช็ก อิสราเอล และประเทศจีน แบตเตอรี่เหล่านี้มี:

• ลักษณะพลังงานจำเพาะเริ่มต้นสูงสุด ~ 200W/m2;
• การย่อยสลายน้อยที่สุดในช่วงระยะเวลาของการดำรงอยู่
• ความไวสองทางซึ่งใช้กับยานอวกาศที่บินต่ำและทำให้สามารถเพิ่มกำลังขับของแผงโซลาร์เซลล์ได้ 10-15% เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอัลเบโด้ของโลก (โดยเฉพาะแผงโซลาร์เซลล์สำหรับยานอวกาศ Zarya, Zvezda ภาครัสเซียของ ISS, SB สำหรับยานอวกาศ " Monitor-E")

การสร้างเซลล์แสงอาทิตย์โดยใช้เครื่องแปลงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบหลายขั้นตอนโดยใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ซับซ้อนบนพื้นผิวแปลกปลอม

ด้วยความช่วยเหลือของเซลล์แสงอาทิตย์ที่อิงตามโครงสร้างทางแยกที่ซับซ้อนแบบคาสเคดโดยใช้สารประกอบ AIIIBV แบบไตรภาคและควอเทอร์นารีที่สะสมอยู่บนพื้นผิวเซมิคอนดักเตอร์ต่างประเทศ ประสิทธิภาพสูงสุดในสภาพพื้นที่ ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในแง่ของความหนาแน่นของพลังงาน อายุการใช้งานและการย่อยสลายที่น้อยที่สุดในช่วงเวลานี้ ได้รับความสำเร็จ ด้วยความช่วยเหลือของเซลล์แสงอาทิตย์ดังกล่าว ทำให้บรรลุช่วงประสิทธิภาพที่ 25-30% สำหรับยานอวกาศที่มีแนวโน้มทั้งระดับ เช่น แพลตฟอร์มค้างฟ้าขนาดใหญ่ รวมถึงยานอวกาศที่ออกแบบมาสำหรับการขนส่งในอวกาศโดยใช้ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า การใช้แผงโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพสูงดังกล่าวเท่านั้นที่สามารถบรรลุภารกิจเป้าหมายสมัยใหม่ได้ เมื่อคำนึงถึงสิ่งนี้ และยังใช้ประสบการณ์หลายปีในการออกแบบเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ GaAs อีกด้วย NPP Kvant กำลังพัฒนางานในทิศทางนี้

การสร้างเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางที่มีความยืดหยุ่นโดยใช้ซิลิคอนอสัณฐานที่มีคุณสมบัติมวลพลังงานจำเพาะสูงสุดและต้นทุนขั้นต่ำ

นี่เป็นทิศทางใหม่โดยสิ้นเชิงในด้านพลังงานแสงในอวกาศ โฟโตอิเล็กทริคคอนเวอร์เตอร์ประเภทที่มีแนวโน้มมากที่สุดในปัจจุบันคือเซลล์แสงอาทิตย์แบบ 3 คาสเคดที่ใช้ซิลิคอนอสัณฐาน (a-Si) เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนอสัณฐานที่ถูกสร้างขึ้นครั้งแรกเพื่อวัตถุประสงค์ในการใช้พลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ภาคพื้นดิน กำลังได้รับการพิจารณาเพื่อใช้ในสภาพพื้นที่ เนื่องจาก:

• ความเป็นไปได้ที่จะได้คุณสมบัติมวลพลังงานสูงของเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งสูงกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ถึง 4-5 เท่า แม้ว่าประสิทธิภาพเริ่มต้นจะต่ำกว่าก็ตาม
• ความต้านทานรังสีสูง
• ความเป็นไปได้ที่จะลดลงตามลำดับความสำคัญและต้นทุนที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เมื่อเปรียบเทียบกับรุ่นโมโนคริสตัลไลน์

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของเซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางที่มีความยืดหยุ่นคือปริมาณเริ่มต้น (การขนส่ง) ที่น้อย ความเป็นไปได้ในการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดม้วนที่ปรับใช้ได้ง่ายตามเซลล์เหล่านี้ เป็นต้น

เทคโนโลยีภาคพื้นดินที่เชี่ยวชาญโดยบริษัทร่วมทุนระหว่างรัสเซียและอเมริกา Sovlax LLC (ผู้ร่วมก่อตั้ง NPP Kvant, ECD Ltd., USA) ถือเป็นเทคโนโลยีพื้นฐานสำหรับการผลิตโฟโตอิเล็กทริกคอนเวอร์เตอร์ที่ใช้ซิลิคอนอสัณฐานสำหรับการใช้งานในอวกาศ เทคโนโลยีนี้ทำให้เกิดโครงสร้างเซลล์แสงอาทิตย์แบบสามทางแยกแบบเรียงซ้อนโดยใช้โลหะผสม a-Si บนพื้นผิวริบบิ้นบาง ๆ

โครงการสมัยใหม่ของ NPP "Kvant" ในด้านพลังงานแสงในอวกาศ

• ISS: ส่วนของรัสเซียของโมดูล Zarya และ Zvezda พร้อมตัวแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีความไวแบบสองทิศทาง
• แพลตฟอร์มค้างฟ้าขนาดใหญ่ "SiSat", "Express-A", "Express-AM", "KazSat" ฯลฯ
• ยานอวกาศสำหรับการสำรวจระยะไกลของโลกและอุตุนิยมวิทยา "Monitor-E", "Meteor-3" ฯลฯ

ลักษณะสำคัญของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ NPP "Kvant"

คุณสมบัติหลัก	โมโนคริสตัลไลน์	GalnP2-GalnAs-Ge สามขั้นตอน	อสัณฐาน
กำลังไฟฟ้าจำเพาะของ SB ที่ AM0, 25°C ที่จุดที่เหมาะสมที่สุดของคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบัน, W/m 2	200	~350	90-100
กำลังไฟฟ้าจำเพาะของ SB ที่ AM0, 60°C ที่จุดที่เหมาะสมที่สุดของคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบัน W/m 2	165-170	~320	80-90
ความถ่วงจำเพาะ (ตามส่วนที่ขึ้นรูปโดยไม่รวมกรอบ), กก./ตร.ม.:
- การสนับสนุนตาข่าย - การสนับสนุนรังผึ้ง	1,7-1,85 1,4-1,5	1,9 1,6	0,3
การเสื่อมสภาพของกระแสไฟฟ้าในการดำเนินงานสำหรับ SAS, %
- ภูมิศาสตร์ 10 ปี - ลีโอ 10 ปี - 10 ปีในวงโคจรรูปไข่และวงโคจรระดับกลาง	20 20 30	15 15 25	การแผ่รังสี การย่อยสลาย ~7%

อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เหล่านี้แปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นกระแสไฟฟ้าตรง พูดง่ายๆ ก็คือองค์ประกอบพื้นฐานของอุปกรณ์ที่เราเรียกว่า “แผงโซลาร์เซลล์” ด้วยความช่วยเหลือของแบตเตอรี่ดังกล่าว ดาวเทียมโลกเทียมจึงทำงานในวงโคจรอวกาศ แบตเตอรี่ดังกล่าวผลิตที่นี่ในครัสโนดาร์ - ที่โรงงานดาวเสาร์ ไปเที่ยวที่นั่นกันเถอะ

ภาพถ่ายและข้อความโดย Rustem Adamagamov

องค์กรในครัสโนดาร์เป็นส่วนหนึ่งของ Federal Space Agency แต่ดาวเสาร์เป็นเจ้าของโดย บริษัท Ochakovo ซึ่งช่วยการผลิตนี้อย่างแท้จริงในยุค 90 เจ้าของ Ochakovo ซื้อหุ้นที่ควบคุมซึ่งเกือบจะตกเป็นของชาวอเมริกัน

มีการลงทุนเงินจำนวนมากที่นี่และมีการซื้ออุปกรณ์ที่ทันสมัย ​​และตอนนี้ดาวเสาร์ก็เป็นหนึ่งในสองผู้นำในนั้น ตลาดรัสเซียการผลิตแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้สำหรับความต้องการของอุตสาหกรรมอวกาศ - พลเรือนและทหาร ผลกำไรทั้งหมดที่ดาวเสาร์ได้รับจะยังคงอยู่ที่นี่ในครัสโนดาร์และนำไปพัฒนาฐานการผลิต

ดังนั้นทุกอย่างเริ่มต้นที่นี่ - ที่ไซต์ที่เรียกว่า epitaxy เฟสก๊าซ ในห้องนี้มีเครื่องปฏิกรณ์แก๊สซึ่งมีชั้นผลึกเติบโตบนพื้นผิวเจอร์เมเนียมเป็นเวลา 3 ชั่วโมง ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ในอนาคต ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งดังกล่าวอยู่ที่ประมาณ 3 ล้านยูโร:

หลังจากนี้ วัสดุพิมพ์ยังมีหนทางอีกยาวไกล: จะต้องทาที่ทั้งสองด้านของตาแมว หน้าสัมผัสทางไฟฟ้า(ยิ่งกว่านั้นในด้านการทำงานหน้าสัมผัสจะมี "รูปแบบหวี" ซึ่งเป็นขนาดที่คำนวณอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าแสงแดดส่องผ่านได้สูงสุด) บนพื้นผิวจะเคลือบสารป้องกันแสงสะท้อน ฯลฯ - การดำเนินการทางเทคโนโลยีมากกว่าสองโหลในการติดตั้งต่างๆ ก่อนที่ตาแมวจะกลายเป็นพื้นฐานของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

ในที่นี้ ตัวอย่างเช่น การติดตั้งภาพพิมพ์หิน- ในที่นี้ “รูปแบบ” ของหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าจะเกิดขึ้นบนโฟโตเซลล์ เครื่องจะดำเนินการทั้งหมดโดยอัตโนมัติตามโปรแกรมที่กำหนด แสงในที่นี้เหมาะสมซึ่งไม่เป็นอันตรายต่อชั้นแสงของตาแมว - เหมือนเมื่อก่อน ในยุคของการถ่ายภาพอะนาล็อก เราใช้หลอดไฟ "สีแดง"^

ในสุญญากาศของการติดตั้งสปัตเตอร์หน้าสัมผัสทางไฟฟ้าและไดอิเล็กทริกจะถูกสะสมโดยใช้ลำแสงอิเล็กตรอนและยังใช้การเคลือบป้องกันแสงสะท้อนด้วย (พวกมันเพิ่มกระแสที่สร้างโดยตาแมว 30%):

ตาแมวพร้อมแล้วและคุณสามารถเริ่มประกอบแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ได้ บัสบาร์ถูกบัดกรีเข้ากับพื้นผิวของตาแมวเพื่อเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน และติดกาวกระจกป้องกันไว้ โดยไม่ต้องอยู่ในอวกาศภายใต้สภาวะการแผ่รังสี ตาแมวอาจไม่ทนต่อโหลด และถึงแม้ว่าความหนาของกระจกจะเพียง 0.12 มม. แต่แบตเตอรี่ที่มีโฟโตเซลล์ดังกล่าวจะทำงานในวงโคจรเป็นเวลานาน (ในวงโคจรสูงนานกว่า 15 ปี)

การเชื่อมต่อไฟฟ้าของตาแมวซึ่งกันและกันนั้นกระทำโดยหน้าสัมผัสสีเงิน (เรียกว่าแท่ง) ที่มีความหนาเพียง 0.02 มม.

เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าเครือข่ายที่ต้องการซึ่งสร้างจากแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ โฟโตเซลล์จะเชื่อมต่อแบบอนุกรม นี่คือลักษณะของโฟโตเซลล์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม (ตัวแปลงโฟโตอิเล็กทริก - ถูกต้อง) ดูเหมือนว่า:

สุดท้ายก็ประกอบแผงโซลาร์เซลล์ แสดงแบตเตอรี่เพียงบางส่วนเท่านั้น - แผงในรูปแบบจำลอง ดาวเทียมดวงหนึ่งอาจมีแผงดังกล่าวได้มากถึงแปดแผง ขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงานที่ต้องการ บนดาวเทียมสื่อสารสมัยใหม่มีกำลังถึง 10 กิโลวัตต์ แผงจะถูกติดตั้งบนดาวเทียมในอวกาศพวกเขาจะเปิดเหมือนปีกและด้วยความช่วยเหลือของพวกเขาเราจะดูโทรทัศน์ดาวเทียมใช้อินเทอร์เน็ตผ่านดาวเทียมระบบนำทาง (ดาวเทียม GLONASS ใช้แผงโซลาร์เซลล์ครัสโนดาร์):

เมื่อยานอวกาศได้รับแสงสว่างจากดวงอาทิตย์ กระแสไฟฟ้าที่เกิดจากแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์จะส่งพลังงานให้กับระบบของยานอวกาศ และพลังงานส่วนเกินจะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่ เมื่อยานอวกาศอยู่ภายใต้เงาโลก อุปกรณ์จะใช้ไฟฟ้าที่สะสมอยู่ในแบตเตอรี่ แบตเตอรี่นิกเกิลไฮโดรเจนซึ่งมีความเข้มข้นของพลังงานสูง (60 วัตต์ต่อชั่วโมง/กก.) และมีทรัพยากรที่ไม่มีวันหมดสิ้น มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในยานอวกาศ การผลิตแบตเตอรี่ดังกล่าวเป็นอีกส่วนหนึ่งของงานของโรงงานดาวเสาร์

ในภาพนี้การประกอบแบตเตอรี่นิกเกิลไฮโดรเจนดำเนินการโดย Anatoly Dmitrievich Panin ผู้ถือเหรียญรางวัล Order of Merit for the Fatherland ระดับ II:

พื้นที่ประกอบแบตเตอรี่นิกเกิล-ไฮโดรเจน เนื้อหาแบตเตอรี่ถูกจัดเตรียมไว้สำหรับวางในตัวเครื่อง การเติมเป็นอิเล็กโทรดบวกและลบคั่นด้วยกระดาษแยก - อยู่ในนั้นการเปลี่ยนแปลงและการสะสมพลังงานเกิดขึ้น:

การติดตั้งการเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอนในสุญญากาศด้วยความช่วยเหลือซึ่งกล่องแบตเตอรี่ทำจากโลหะบาง:

พื้นที่เวิร์กช็อปที่มีการทดสอบตัวเรือนแบตเตอรี่และชิ้นส่วนว่ามีแรงดันสูง เนื่องจากพลังงานที่สะสมในแบตเตอรี่จะมาพร้อมกับการก่อตัวของไฮโดรเจน และความดันภายในแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้น การทดสอบการรั่วไหลจึงเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการผลิตแบตเตอรี่:

โครงสร้างแบตเตอรี่นิกเกิล-ไฮโดรเจนเป็นส่วนสำคัญของอุปกรณ์ทั้งหมดที่ทำงานในอวกาศ ตัวเรือนได้รับการออกแบบสำหรับความดัน 60 กก. s / cm 2 ในระหว่างการทดสอบ เกิดการแตกร้าวที่ความดัน 148 กก. s / cm 2:

แบตเตอรี่ที่ผ่านการทดสอบความแข็งแรงจะถูกชาร์จด้วยอิเล็กโทรไลต์และไฮโดรเจน หลังจากนั้นจึงพร้อมใช้งาน:

ตัวแบตเตอรี่นิกเกิล-ไฮโดรเจนทำจากโลหะผสมพิเศษ และต้องมีความแข็งแรงทางกล น้ำหนักเบา และมีค่าการนำความร้อนสูง มีการติดตั้งแบตเตอรี่ไว้ในเซลล์และห้ามสัมผัสกัน:

แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้และแบตเตอรี่ที่ประกอบขึ้นจะต้องผ่านการทดสอบทางไฟฟ้าในโรงงานผลิตของเราเอง ในอวกาศจะไม่สามารถซ่อมแซมหรือเปลี่ยนสิ่งใดๆ ได้ ดังนั้นผลิตภัณฑ์ทุกชิ้นจึงได้รับการทดสอบอย่างรอบคอบที่นี่

เทคโนโลยีอวกาศทั้งหมดต้องผ่านการทดสอบความเค้นทางกลโดยใช้แท่นสั่นสะเทือนที่จำลองโหลดเมื่อปล่อยยานอวกาศขึ้นสู่วงโคจร

โดยทั่วไปแล้ว โรงงานดาวเสาร์สร้างความประทับใจได้มากที่สุด การผลิตได้รับการจัดระเบียบอย่างดี การประชุมเชิงปฏิบัติการสะอาดและสดใส ผู้คนที่ทำงานมีคุณสมบัติเหมาะสม การสื่อสารกับผู้เชี่ยวชาญดังกล่าวเป็นเรื่องที่น่ายินดีและน่าสนใจมากสำหรับบุคคลที่สนใจในพื้นที่ของเราอย่างน้อยก็ในระดับหนึ่ง ฉันออกจากดาวเสาร์ด้วยอารมณ์ที่ดี - เป็นเรื่องดีเสมอที่ได้เห็นสถานที่ที่นี่ที่พวกเขาไม่ยุ่งเรื่องไร้สาระและสับเปลี่ยนกระดาษ แต่ทำงานจริงและจริงจังและประสบความสำเร็จในการแข่งขันกับผู้ผลิตที่คล้ายกันในประเทศอื่น ๆ จะมีมากกว่านี้ในรัสเซีย