لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 19
خلاصهمقاله:
زیرسامانهتامینتوانماهوارهیکیازمهم‌ترینبخش‌هایماهوارهاست. اصلی‌ترینمنبعانرژیدرفضایاطرافزمین،انرژیتابشیخورشیداستکهماهواره‌هاآنراجذبکردهوصرفشارژمجددباتری‌هایخودمی‌کنندتاهمیشهانرژیذخیرهبرایزیرسامانه‌هاداشتهباشند. البتهروش‌هایدیگرینیزبرایتولیدتوانوجودداردکهدرموردماهواره‌هاکمتربهکارمی‌آیند. فناوریتامینتوانماهواره،ازآغازعصرفضاتاکنون،چهدرزمینهبهبودکیفیتآرایه‌هایخورشیدیوچهدرحوزهباتری‌ها،هموارهدرحالپیشرفتبودهاست. هراندازهاینفناوریپیشرفتبیشتریداشتهباشد،نتیجهآندربهبودوگسترشعملکردماموریت‌هایفضاییمشاهدهخواهدشد
فهرست:
1 تاریخچهومعرفی
2 اجزاوعملکردزیرسامانهتامینتوانماهواره
2-1 بخشتولیدتوانالکتریکی
2-1-1 سامانهفتوولتائیک (آرایه‌هایخورشیدی)
2-1-2 منابعتولیدتوانالکتریکیاستاتیکی
2-1-3 منابعتولیدتوانالکتریکیدینامیکی
2-2 بخشذخیرهتوانالکتریکی
2-3 سامانهکنترلوتنظیمذخیرهتوان
2-4 سامانهمدیریتتوزیعتوان
گروههایموضوعیمربوطبهاینمقاله:
زیرسامانه‌هایماهواره
تاریخچهومعرفی
ماهوارهیاهرگونهفضاپیمایدیگری،به‌صورتماهیتییکوسیلهالکترونیکیاستومانندهروسیلهالکترونیکیدیگربرایکارکردنبهتوانالکتریکینیازدارد. درابتدایعصرفضا،ماهواره‌هایابتداییمانند [اسپوتنیک-1] و [اکسپلورر-1] برایتامینتوانموردنیازخودباتری‌هاییک‌بارمصرفیراباخودحملمی‌کردند. درآنهنگام،مسالهتولیدوتامینتواندرفضایکمعضلبسیاربزرگبه‌نظرمی‌رسید. اسپوتنیک-1 حتیاگرتاابددرمدارمی‌ماند،بهزودیباتری‌هایشخالیمی‌شدوعملاًازکارمی‌افتاد. اماطراحانومهندسانبهزودیراهغلبهبراینمشکلراپیداکردند.
فناوریتبدیلانرژیتابشیخورشیدبهجریانالکتریسیتهبهنیمهاولقرننوزدهمبازمی‌گردد. دردهه‌های 40 و 50 میلادیهمدانشمندانتوانستهبودنداینروشراتاحدزیادیتوسعهدهند،امابهدلیلهزینهبسیاربالاوسهل‌الوصولبودنانرژی‌هایدیگر،اینفناوریازنمونه‌هایآزمایشگاهیفراترنرفتهبود. درواقعمی‌توانگفتبههیچ‌وجهتوجیحنداشت [1]. اماباآغازعصرفضافناوری [فتوولتائیک] نیزازگوشهآزمایشگاهخارجشد. سلول‌هایخورشیدیمی‌توانستندمنبعانرژیخوبیبرایماهواره‌هاباشند. هزینهبالایآنهاهمباتوجهبهحجموسیعسرمایه‌گذاریدرفعالیت‌هایفضاییوجنبه‌هایراهبردیآنکاملاًقابلتوجیهبود [2].
اینسلول‌هاقادربودندتاانرژیتابشیخورشیدرابهانرژیالکتریکیتبدیلکنند. دراطرافسیارهزمین،فوتون‌هایمتصاعدشدهازخورشید،بهازایهرمترمربعِعمودبرجهتتابشنور،حدود 1370 واتانرژیرادراختیارمی‌گذارند. سلول‌های‌خورشیدیاولیهبازدهیکمتراز 6 درصدداشتند. یعنیکمتراز 6 درصدازاین 1350 واترابهانرژیالکتریکیتبدیلکردهوصرفشارژکردنباتری‌هایماهوارهمی‌کردند [1].
در 15 مه 1958،ماهوارهاسپوتنیک-3 (تصویر1) کهتوسطشورویسابقبهفضاپرتابشد،برایاولینبارازسلول‌هایخورشیدیکهبه‌صورتآرایه‌ایتنظیمشدهبودند،استفادهمی‌کرد. آمریکایی‌هانیزدراولینماهواره‌هایخودبههمیننتیجهرسیدند. به‌زودیسرمایه‌گذاری‌هایعظیموبین‌المللیرویگسترشفناوریفتوولتائیکانجامشدواینفناوریروزبه‌روزپیشرفتبیشتریکرد [2]. امروزهبازدهسلول‌هایخورشیدیکهدرفضابهکارگرفتهمی‌شوند،بهحدود 40 درصدوبالاترنیزرسیدهاست [1].
تصویر 1- ماهوارهاسپوتنیک-3
برایتولیدانرژیالکتریکیدرفضاپیماهاوماهواره‌هاروش‌هایدیگرینیزوجودداردکهدرادامهتوضیحدادهخواهندشد. البتهعملیاتی‌ترینوبه‌صرفه‌ترینروشبرایماهواره‌ها،همانسامانهفتوولتائیکاست (بایدتوجهداشتکهفناوریفتوولتائیکدرآزمایشگاههاهمیشهجلوترازعرصهعملیاتیاست. درواقع،آنچهکهباعثمی‌شودتاانواعجدیداینفناوریدرسامانه‌هایفضاییبهکارگرفتهشودقیمتوقابلیتاطمیناناست.) [3].
فناوریباترینیزبخشدیگرسامانهتامینانرژیماهوارهاست. درصدبالاییازوزنیکماهوارهرا (حداکثرکمیبیشاز 10 درصد) باتری‌هایآنتشکیلمی‌دهد [3]. هراندازهفناوریدرجهتکمکردنوزنوبالابردنبازدهیوماندگاریباتری‌هاپیشرفتکند،کلفناوریفضاییمتحولخواهدشد. امروزهبه‌خصوصباپیشرفتدرحوزهریزماهواره‌ها،میکروماهواره‌هاو ... نقشباتری‌هاپررنگ‌ترشدهاست [4].
باتریاصولاًوسیلهسنگینیاست. طراحانماهوارههموارهبایدتعادلیبینوزنزیرسامانهتامینتوان (کهبیشتروزنآنراباتری‌هاتشکیلمی‌دهند) ونیازمندی‌هایعملیاتیسایرزیرسامانه‌هاومحمولهپیداکنند. اگرطراحبتواندازباتری‌هایسبک‌تروکوچک‌تروباکارآییبالاتریاستفادهکند،قطعاقادرخواهدبودتاکیفیتوکمیتعملکردیمحمولهخودراافزایشدهد [4].
پایانعمرعملیاتییکماهوارهنیزتاحدزیادیبهپایانعمرسامانهتامینتوانآنبستگیدارد. باتری‌هایماهوارهمعمولاًبعدازچندسالقابلیتپروخالیشدنخودراازدستدادهوازکارمی‌افتند. آرایه‌هایخورشیدینیزکهدرمعرضانواعصدماتمحیطفضاقراردارند،بهتدریجمقداریازبازدهخودراازدستمی‌دهند [3].
معمولاًسهمسامانهتامینتواندرماهواره‌هاوفضاپیماهایکوچک،حدود 20 تا 30 درصدودرماهواره‌هاوفضاپیماهایبزرگ،حدود 10 تا 15 درصدازکلهزینهاست [5].
بدیهیاستکهیکسامانههوشمندالکتریکیِمدیریتتوان،بایدارتباطبینمنبعتامینوذخیرهانرژیوهمچنینزیرسامانه‌هایمصرف‌کنندهرابرقرارنماید. اینسامانهنیزدرطولزمانبهلحاظسخت‌افزاریونرم‌افزاریپیشرفتبسیارزیادیداشتهاست.
تحقیق و بررسی در مورد زیرسامانه‌های ماهواره