Suministro de Energia Electrica en un satelite

Suministro de energía eléctrica de un satelite
En vista de las limitaciones en masa y el volumen, la fuente de alimentación eléctrica de un satélite plantea uno de los problemas más restrictivos. El aumento de la potencia isótropa radiada necesaria para el uso de pequeñas estaciones terrenas significa que la potencia eléctrica requerida es de más de 10 kilowatts para satélites de comunicaciones,en particular los destinados a la radiodifusión de televisión o para móviles y las comunicaciones personales. La energía eléctrica a ser proporcionada está directamente relacionada con la radiofrecuencia de potencia de los amplificadores en la carga útil en función de su eficiencia.
El subsistema de suministro de energía eléctrica se compone de:
-Fuente primaria de energía que convierte laenergía disponible en otra forma en energía eléctrica (para aplicaciones civiles, consiste en un generador solar);
-Una fuente secundaria de energía que es sustituida por la fuente de energía primaria cuando esta no puede cumplir su función, por ejemplo en un período de eclipse solar (tal como, una batería de acumuladores electroquímicos).
-Acondicionado (regulación y distribución) y circuitos deprotección.
Fuentes de energía primaria
La única fuente externa es la radiación solar. Fuentes de energía de a bordo (pilas nucleares o combustible materiales) no son, en la actualidad, tecnológicamente satisfactoria para la realización de la misión de una satélite de comunicaciones geoestacionario. Sin embargo, durante los primeros minutos después de la inyección en la fase de la órbita detransferencia, a bordo de acumuladores electroquímicos, que posteriormente constituyen la fuente de energía secundaria.

Las células solares
Las células solares funcionan según el principio del efecto fotovoltaico (la aparición de una tensión en las conexiones de unión p-n sometidos a un flujo de fotones).
Característica corriente-tensión. La corriente frente a voltaje Vc Ic es una característica de lafunción de la carga. El flujo solar incidente se supone que es normal a la superficie e igual a la valor normalizado (1353W / m2). Por supuesto, es necesario tener en cuenta el ángulo entre la normal a la superficie y la dirección del sol; en realidad el flujo capturado es una función del coseno de este ángulo para ángulos que no son demasiado grandes, es decir, menos de 45.
Se obtiene la máximapotencia cuando el producto VC IC es máximo, es decir en la región de la "Rodilla" de la figura. La potencia máxima y tensión de circuito abierto dependen de la temperatura (la tensión en vacío disminuye en un 50% si la temperatura se eleva desde 27 hasta 150 ° C).
La eficiencia de conversión. La eficiencia típica Beginning-Of-Life (BOL) es de aproximadamente 15% en el punto de la máximapotencia de una célula de silicio convencional sometido a la radiación solar por encima de la atmósfera a una temperatura de 27 º C. La eficacia disminuye bajo el efecto de la radiación; una disminución de 30% en 10 años es típica de un satélite en órbita geoestacionaria. La magnitud de la degradación depende el tipo de órbita que se trate, la actividad solar medio en el período en cuestión y laocurrencia de erupciones. El dimensionamiento del generador solar debe permitir degradación de la eficiencia inicial durante la vida útil prevista.
Con el fin de limitar la degradación, la célula está protegida por una cubierta que es transparente a las ya longitudes de onda para la que la sensibilidad de la célula es mayor pero es capaz de atenuar el daño por parte de la radiación. Está cubierta devidrio se realiza en cuarzo o sílice fundida.
Tecnología. Las células solares de silicio se han utilizado durante muchos años. El progreso constante ha permitido aumentar la eficiencia de las células y disminuir la masa de las mismas.
Las células de silicio se realizan en un chip monocristalino relativamente grueso de un espesor de 50-200 um (el más delgado) (el más ligero) 20-60 mg / cm2. El...