سیستم تامین توان الکتریکی فضاپیما(ماهواره)

امروزه ساخت و استفاده از ماهواره ها در بیشتر کشور های دنیا رشد چشمگیری داشته است.کشور ما نیز از این قضیه مستثنی نبوده و تلاش های زیادی در این عرصه صورت گرفته است.با توجه به هزینه ی کم و کوچک بودن نسل جدید ماهواره ها امکان تحقیق,ساخت و آزمایش آن در محیط های دانشگاهی هم فراهم آمده است.

در این پروژه قصد دارم با مطالعه ای هر چند مختصر به بررسی سیستم تامین توان الکتریکی در ماهواره ها و فضاپیما ها بپردازم.

با تحقیقاتی که انجام شد دریافتم هیچ کتابی در منابع خارجی به طور مستقل به بررسی سیستم الکتریکی ماهواره یا فضاپیما نپرداخته و فقط فصلی از یک کتاب به آن اختصاص شده است.

لازم به ذکر است لغت ماهواره و فضاپیما تفاوت هایی با هم دارد که به آن اشاره خواهد شد.

در فصل های ابتدایی سعی شده به توضیح تعاریف کلی پرداخته شود و در فصل های انتهایی وارد جزییات و کاربرد ها خواهیم شد.

فهرست مطالب

مقدمه4

فصل اول :مفاهیم و تعارف ابتدایی

فضاپیما چیست6

ماهواره ها7

ساختمان ماهواره ها 9

انواع ماهواره ها10

فصل دوم :معرفی سیستم توان الکتریکی در فضاپیما

ضرورت و اهمیت16

تاریخچه و معرفی17

اجزا و عملکرد زیرسیستم تامین توان الکتریکی ماهواره20

بخش تولید توان الکتریکی21

بخش ذخیره توان الكتریكی29

سیستم كنترل و تنظیم ذخیره توان الکتریکی31

سیستم مدیریت توزیع توان32

 فصل سوم:سیستم تولید انرژی الکتریکی فضاپیما

معرفی پدیده فتوولتائیک36

بررسی ساختار اتمی سلول خورشیدی36

طبقه بندی سلولهای خورشیدی با توجه به نوع عناصر به کار گرفته شده در آنها39

منحنی مشخصه الکتریکی خروجی سلولهای فوتوولتائیک40

راندمان سلول ها42

اثرات گرمایی43

افزایش راندمان سلولهای فتوولتائیک45

مدار معادل سلول خورشیدی46

آرایه های (پنل ها) خورشیدی48

طراحی آرایه های خورشیدی50

طراحی آرایه ها در ماهواره ها52

فصل چهارم:سیستم ذخیره انرژی فضا پیما

نحوه عملکرد باتری54

انواع باتری55

شارژ باتری58

دشارژ باتری61

طول عمر باتری62

باتری های مورد استفاده در ماموریت های فضایی63

پارامتر های انتخاب باتری در فضا65

فصل پنجم :سیستم کنترل و تنظیم فضاپیما

روشهای کنترل و تنظیم توان ماهواره71

سیستم های انتقال انرژی DET و PPT73

مقایسه سیستم های انتقال انرژی DET و PPT78

تولید ومدیریت توانPGD در ماهواره keleo Ho دانشگاه هاوایی79

فصل ششم :شبیه سازی سیستم تولید و ذخیره انرژی الکتریکی

شبیه سازی سیستم تولید انرژی الکتریکی86

شبیه سازی باتری ها90

فصل هفتم:مباحث تکمیلی

دوره خورشید گرفتگی مدار96

سیستم الکتریکی ایستگاه بین المللی فضایی100

منابع104