Đang tải... (xem toàn văn)
Báo cáo môn thông tin vệ tinh Phân hệ nguồn vệ tinh Giới thiệu Sơ đồ khối Pin Tế bào năng lượng mặt trời Khối quản lý năng lượng Khối phân phối năng lượng Các công thức thiết kế nguồn vệ tinh Thành phần quan trọng cung cấp năng lượng cho vệ tinh. Cần tối ưu về chi phí, hiệu năng và khối lượng.
Phân hệ nguồn vệ tinh Trình bày: Đỗ Trung Đức Hà Nội, 10/2013 1 Nội dung 1. Giới thiệu 2. Sơ đồ khối 3. Pin 4. Tế bào năng lượng mặt trời 5. Khối quản lý năng lượng 6. Khối phân phối năng lượng 7. Các công thức thiết kế nguồn vệ tinh 2 Giới thiệu • Thành phần quan trọng cung cấp năng lượng cho vệ tinh. • Cần tối ưu về chi phí, hiệu năng và khối lượng. 3 Sơ đồ khối 4 Pin • Giúp lưu trữ năng lượng khi không có mặt trời. • Bổ sung năng lượng khi năng lượng mặt trời không đủ. • Cần tối ưu về công suất, khối lượng, giá thành, thời gian sống. 5 Các công nghệ pin Battery Technology Cell nominal Voltage (V) Cell average dischanger Voltage (V) Cell- specific Energy (Wh/kg) Cel- specific Power (W/kg) Cost (k$/Ah) Operating temperature (*C) Ni-Cd 1.45 1.25 40 – 50 150 – 200 4.02 -20 – 50 Ni-H2 1.55 1.25 45 – 65 150 – 200 7.4 -10 – 50 Li-ion 4.1 3.5 90 – 150 200 – 220 10 10 – 45 6 Các công nghệ pin • Ni-Cd: Chủ yếu dùng cho các vệ tinh trên quỹ đạo LEO. • Ni-H2: Chủ yếu dùng cho các vệ tinh trên quỹ đạo GEO. • Pin dựa trên Ni dần dần không được sử dụng nữa, thay bằng pin Li-ion. 7 Điện áp hệ thống • Tùy vào điều kiện cụ thể mà chọn điện áp khác nhau, thông thường là 28V, 50V và 100V. Bus Voltage Level (V) Number of cell per battery Ni-Cd Ni-H2 Li-ion 28 20 – 22 20 – 22 6 – 7 50 26 – 30 26 – 30 10 – 12 100 52 – 60 52 – 60 20 – 24 8 Tế bào năng lượng mặt trời • Chủ yếu sử dụng công nghệ Silicon (Si) và High efficiency Silicon (High-n Si). • Gần đây có xu hướng sử dụng các công nghệ mới như: – GaAs/Ge SJ: Gallium Arsenide single junction – GaInP2/GaAs/Ge DJ: Gal-lium Arsenide dual junction – GaInP2/GaAs/Ge TJ: Gallium Arsenide triple junc-tion – UTJ: Ultra triple junction. 9 So sánh các công nghệ Solar cell technology BOL efficiency (28*C) BOL power (W/m2) Cost (k$/kg) Mass (kg/m2) Si 13.7 185 20 0.55 High-n Si 16 216 50 0.28 GaAs/Ge SJ 19 253 140 0.83 GaInP2/GaAs/Ge DJ 22 297 140 0.85 GaInP2/GaAs/Ge TJ 25 337 150 0.85 UTJ 28 378 170 0.86 10 [...]... sẽ có: – Bộ đổi điện áp – Mạch quản lý dòng – Mạch bảo vệ: Quá áp, quá dòng, điện áp thấp Các công thức tính toán nguồn • • • Với vật liệu high-n Si, Floss khoảng 3% Tế bào năng lượng • Các yếu tố cần thiết để thiết kế solar array: – Quỹ đạo vệ tinh – Kiểu đóng gói solar array – Loại tế bào năng lượng – Điện áp hệ thống – Các đặc trưng của vệ tinh Tế bào năng lượng • Số lượng cell Tế bào năng lượng... thành một mảng (Solar array) • Có 3 cách thường được sử dụng: – Rotating wings: Có bộ điều khiển cánh xoay về phía mặt trời – Fixed wings: Sau khi mở cánh ra sẽ giữ nguyên – Body-mounted: Các tấm năng lượng phủ kín bề mặt của vệ tinh Thường dùng trong các vệ tinh nhỏ hình hộp Khối quản lý năng lượng • Cung cấp năng lượng phù hợp cho hệ thống nhằm đảm bảo hoạt động và tăng tuổi thọ • Có thể có nhiều... đạo vệ tinh – Dòng xả trung bình và tối đa – Điện áp hệ thống – Thời gian sống Pin • So sánh DOD của các công nghệ pin Pin • Dung lượng pin cần thiết Khối lượng • Khối lượng tổng: • Khối lượng solar array • Khối lượng 1 pin đơn Chi phí • Tổng chi phí: • Rlaunch là chi phí trung bình trên khối lượng của khối nguồn 22k$/kg với GEO, 11k$/kg với LEO • Chi phí solar array • Trung bình 41k$/m2 (với công nghệ... chuỗi được kết nối với hệ thống, số còn lại được cho ngắn mạch Charge/discharge mode • Chế độ sạc: – Khi V . Phân hệ nguồn vệ tinh Trình bày: Đỗ Trung Đức Hà Nội, 10/2013 1 Nội dung 1. Giới thiệu 2. Sơ đồ khối 3. Pin 4. Tế bào năng lượng mặt trời 5. Khối quản lý năng lượng 6. Khối phân phối. lượng 6. Khối phân phối năng lượng 7. Các công thức thiết kế nguồn vệ tinh 2 Giới thiệu • Thành phần quan trọng cung cấp năng lượng cho vệ tinh. • Cần tối ưu về chi phí, hiệu năng và khối lượng. 3 Sơ. 3.5 90 – 150 200 – 220 10 10 – 45 6 Các công nghệ pin • Ni-Cd: Chủ yếu dùng cho các vệ tinh trên quỹ đạo LEO. • Ni-H2: Chủ yếu dùng cho các vệ tinh trên quỹ đạo GEO. • Pin dựa trên Ni dần dần