太阳同步轨道卫星太阳电池阵在轨特性分析

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1、第22卷第5期航天器工程V01．22No．52013年10月SPACECRAFTENGINEERING61太阳同步轨道卫星太阳电池阵在轨特性分析井元良孙海涛雷英俊(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要卫星太阳电池阵的在轨特性主要受太阳入射角、地日距离因子、温度、星体遮挡、地球反照和衰减因素的影响。文章利用某太阳同步轨道卫星在轨数据，分析得出太阳电池阵输出功率的变化规律，并利用归一化处理方法，得出地球反照、星体遮挡、衰减因素对太阳电池阵输出功率的影响规律。文章的研究成果也适用于其他太阳同步轨道卫星，可为后续同类太阳电池阵的优化设计提供参考

2、关键词中图分卫星；太阳同步轨道；太阳电池阵；在轨特性号：V442文献标志码：ADOI：10．3969／j-issn．1673—8748．2013．05．010AnalysisonPerformanceofSolarArrayforSatelliteinSunSynchronousorbit儿NGYuanliangSUNHaitaoLEIYin幽un(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Themainfactorswhichaffectt

3、heperformanceofSisolararrayforsatelliteinsunsyn—chronousorbitincIudetheincidenceangleofthesun，theearth—sundistancefactor，thetempera—tureofthes01ararray，theshadowofsatellitebody，theearthradiation，andtheattenuationfac—tor．ThisarticleusesthedataofasunsynchronoussateUiteinorbittoa

4、nalysetherulesoftheSis01ararrayoutputpowertostudytheinfluenceoftheshadowofsatellitebody，theearthradia—tion，andtheattenuationfactor．Thedataprovidedbythisarticlecanbeusedforthedesignofthesamesortofsolararrayonsunsynchronousorbitsatellites．Furthermore，itprovidessomerefer—enceforo

5、ptimizingdesignofthesolararray．1(eywords：satellite；sunsynchronousorbit；s01ararray；performancein—orbit1引言太阳电池阵一蓄电池电源系统是目前国内航天器主要采用的电源系统，其中太阳电池阵的性能决定着整个航天器的工作状态。本文通过对某卫星的太阳电池阵的在轨特性进行详细的分析，可为太阳电池阵的优化设计提供依据[1]。对于太阳电池阵在轨特性的分析方法，文献[2]通过在轨设备直接测量、计算得到卫星在轨运行15个月三结砷化镓太阳电池随时间的衰减规律心]，文献[3

6、]通过与未经在轨飞行的硅太阳电池阵进行比较，得到苏联／俄罗斯和平号空间站在轨运行10．5年的硅太阳电池的在轨特性[3]。目前我国对太阳电池阵特性的研究一般集中在衰减特性上，对地球反照、星体遮挡等因素的影响分析较少，本文通过对某卫星的太阳电池阵在轨数据进行合理采样计算，给出完整的太阳电池阵的在轨特性，可为后续太收稿日期：2013一07—30；修回日期：2013一08—26作者简介：井元良(1985一)，男，硕士，从事航天器供配电设计工作。Email：fjk223@163．com。62航天器工程22卷阳电池阵的优化设计提供参考。2太阳电池阵输出功率的变

7、化规律分析太阳电池阵输出特性受轨道条件、空间环境等因素影响，随时间体现出规律性变化，本文主要工作如下：(1)分析太阳电池阵输出功率的变化规律；(2)分析地球反照对太阳电池阵输出功率的影响；(3)分析星体遮挡对太阳电池阵输出功率的影响；(4)分析太阳电池阵的衰减规律。2．1功率计算公式本文研究的太阳同步轨道卫星采用效率大于14．5％的硅太阳电池，轨道高度为550km，卫星降交点地方时为10：30AM，两翼太阳电池阵在标准太阳常数、25℃条件下输出功率为4404W。太阳电池阵在轨输出功率计算公式为P—V·f(1)V—VB+VDl+VD2(2)式中：P为

8、太阳电池阵输出功率；V为太阳电池阵输出电压；J为太阳电池阵输出电流；V。为母线电压；VD。为太阳电池阵至母线通路上的电缆及