Furnizimi me energji elektrike për anijen kozmike. Sistemi i furnizimit me energji elektrike për kompleksin në bord të anijes kozmike (160,00 RUB) Departamenti i Inxhinierisë dhe Teknologjisë Hapësinore

M.A. PETROVIÇEV, SISTEMI A. S. GURTOV FURNIZIM ME ENERGJI NË BORD KOMPLEKS OF SPACE CARRIAGES Miratuar nga Këshilli Redaktues dhe Botues i Universitetit si një ndihmë mësimore Shtëpia Botuese SAMARA SSAU 2007 UDC 629.78.05 BBK 39.62 P306 C T I O N A L P R E T E N A O R Y O "Në programin e arsimit të ri të arsimit botëror dhe të një programi novator të edukimit botëror. s specialistë në fusha e hapësirës ajrore dhe teknologjive të informacionit gjeografik” PR I Recensentë: Doktor i Shkencave Teknike A.<...>Koptev, zv. Shefi i departamentit të Qendrës Shtetërore të Kërkimeve Shkencore "TsSKB - Progress" S. I. Minenko P306 Petrovichev M.A.<...>Sistemi furnizimi me energji në bord komplekse anije kozmike: tekst shkollor. shtesa / M.A. Petrovichev, A.S. Gurtov.<...>Teksti shkollor është i destinuar për studentët e specialitetit 160802 " Hapësirë pajisje dhe blloqe përshpejtuese."<...>UDC 629.78.05 BBK 39.62 ISBN 978-5-7883-0608-7 2 © Petrovichev M. A., Gurtov AS, 2007 © Samara State Aerospace University, 2007 Sistemi furnizimi me energji elektrike Kompleksi i anijeve kozmike në bord Nga të gjitha llojet e energjisë, energjia elektrike është më universale.<...>. Sistemi furnizimi me energji elektrike(SES) CAështë një nga sistemet më të rëndësishme që siguron funksionalitetin CA. <...>Besueshmëria e SES përcaktohet kryesisht nga 3 tepricë të të gjitha llojeve të burimeve, konvertuesve, ndërrimi pajisje dhe rrjetet.<...>Struktura sistemeve furnizimi me energji elektrike CA bazë sistemi furnizimi me energji elektrike CAështë sistemi rrymë e vazhdueshme.<...>Për të kundërshtuar majat e ngarkesës përdorni tampon burimi. <...>Për herë të parë në të ripërdorshme CA Shuttle përdori një sistem furnizimi me energji pa tampon.<...> 4 Sistemi shpërndarja Konvertuesi Konvertuesi i Rrjetit Konsumator fillore burimi Tampon burimi Oriz.<...>Struktura e aparatit të sistemit të furnizimit me energji hapësinore Tampon burimi karakterizohet nga fakti se energjia totale që prodhon është zero.<...>Për të përputhur karakteristikat e baterisë me burimin primar dhe rrjetin, përdorni<...>

System_of_energy_supply_of_onboard_complex_of_spacecraft_.pdf

AGJENCIA FEDERALE PËR ARSIM INSTITUCIONI ARSIMOR SHTETËROR I ARSIMIT TË LARTË PROFESIONAL “UNIVERSITETI SHTETËROR AEROSHAPËSIRËS SAMARA me emrin Akademik S.P. QUEEN" M. A. PETROVICHEV, A. S. GURTOV SISTEMI I FURNIZIMIT TË ENERGJISË TË KOMPLEKSIT NË BORD TË VARREVE HAPSINORE Miratuar nga Këshilli Redaktues dhe Botues i Universitetit si një ndihmë mësimore Shtëpia Botuese S A M A R A SSAU 2007

Faqe 1

UDC 629.78.05 BBK 39.62 P306 Program arsimor inovativ "Zhvillimi i një qendre të kompetencës dhe trajnimit të specialistëve të klasit botëror në fushën e teknologjive të hapësirës ajrore dhe gjeoinformacionit" Recensues: Doktor i Shkencave Teknike A. N. Koptev, Zëvendës Drejtues i Departamentit Shkencor të Shtetit Qendra Kërkimore RKTs TsSKB - Progress" S. I. M i nenko Petrovichev M. A. P306 Sistemi i furnizimit me energji elektrike për kompleksin në bord të anijes kozmike: tekst shkollor / M. A. Petrovichev, A. S. Gurtov. - Samara: Shtëpia Botuese Samara, Universiteti Shtetëror i Hapësirës Ajrore, 2007. – 88 f. ISBN 978-5-7883-0608-7 Roli dhe rëndësia e sistemit të furnizimit me energji elektrike për një anije kozmike, janë marrë në konsideratë përbërësit e këtij sistemi, vëmendje e veçantë i kushtohet shqyrtimit të parimeve të funksionimit dhe pajisjeve të fuqisë furnizimet, veçoritë e përdorimit të tyre për teknologjinë hapësinore. Manuali ofron një material referues mjaft të gjerë që mund të përdoret në lëndët dhe hartimin e diplomave nga studentë të specialiteteve joelektrike. Teksti shkollor është i destinuar për studentët e specialitetit 160802 "Anija kozmike dhe fazat e sipërme". Mund të jetë gjithashtu i dobishëm për specialistët e rinj në industrinë e raketave dhe hapësirës. Përgatitur në Departamentin e Avionëve. UDC 629.78.05 BBK 39.62 ISBN 978-5-7883-0608-7 2 © Petrovichev M. A., Gurtov AS, 2007 © Samara State Aerospace University, 2007 PRIOR I T T K E T O N E N E N E

Faqe 2

Sistemi i furnizimit me energji elektrike për kompleksin e anijeve kozmike në bord Nga të gjitha llojet e energjisë, elektrike është më universale. Krahasuar me llojet e tjera të energjisë, ajo ka një sërë përparësish: energjia elektrike konvertohet lehtësisht në lloje të tjera të energjisë, efikasiteti i instalimeve elektrike është shumë më i lartë se efikasiteti i instalimeve që operojnë me lloje të tjera të energjisë, energjia elektrike është e lehtë për t'u transmetohet përmes telave tek konsumatori, energjia elektrike shpërndahet lehtësisht midis konsumatorëve. Automatizimi i proceseve të kontrollit të fluturimit të çdo anije kozmike (SC) është i paimagjinueshëm pa energji elektrike. Energjia elektrike përdoret për të drejtuar të gjithë elementët e pajisjeve dhe pajisjeve të anijes kozmike (grupi i shtytjes, kontrollet, sistemet e komunikimit, instrumentet, ngrohja, etj.). Sistemi i furnizimit me energji elektrike (PSS) i një anije kozmike është një nga sistemet më të rëndësishme që siguron funksionimin e anijes. Kërkesat kryesore për SES: furnizimi i nevojshëm me energji për të përfunduar të gjithë fluturimin, funksionimi i besueshëm në kushte pa peshë, besueshmëria e nevojshme e siguruar nga teprica (për sa i përket fuqisë) të burimit kryesor dhe tamponit, mungesa e emetimeve dhe konsumi i gazrat, aftësia për të vepruar në çdo pozicion në hapësirë, peshë minimale, kosto minimale. E gjithë energjia elektrike e nevojshme për të kryer programin e fluturimit (për funksionimin normal, si dhe për disa jonormale) duhet të jetë në bordin e anijes, pasi rimbushja e saj është e mundur vetëm për stacionet me njerëz. Besueshmëria e SES përcaktohet kryesisht nga 3

Pronarët e patentës RU 2598862:

Përdorimi: në fushën e elektroteknikës për furnizimin me energji të anijeve kozmike nga burime parësore të fuqisë së ndryshme. Rezultati teknik është rritja e besueshmërisë së furnizimit me energji elektrike. Sistemi i furnizimit me energji të anijes kozmike përmban: një grup baterish diellore me rrezet e diellit direkte (1), një grup baterish diellore të dritës së diellit të reflektuar (7), një qark gjenerues (8), një stabilizues të tensionit (2), një karikues ( 3), një pajisje shkarkimi (4), bateri (5), pajisje ndreqëse (9), kontrollues i ngarkimit të baterisë (10) dhe konsumatorë (6). Tensioni i alternuar nga qarku gjenerues (8) konvertohet në tension konstant në bllokun (9) dhe furnizohet në hyrjen e parë të kontrolluesit të ngarkimit të baterisë (10). Tensioni konstant nga panelet diellore të dritës së diellit të reflektuar (7) furnizohet në hyrjen e dytë të kontrolluesit të ngarkimit të baterisë (10). Tensioni i përgjithshëm nga qarku gjenerues dhe panelet diellore të dritës së diellit të reflektuar nga dalja e parë e kontrolluesit (10) shkon në hyrjen e dytë të baterisë (5). Nga dalja e dytë e kontrolluesit deri te hyrja e parë e baterisë (5), sinjalet e kontrollit merren nga çelësat (15-21) që kanë kontaktet 1-3 dhe çelsat (22-25) me kontaktet 1-2. Numri i pajisjeve komutuese të kontrolluara varet nga numri i baterive në bateri. Për të rimbushur baterinë e zgjedhur (11-14) në çelësat përkatës, kontaktet e tyre të para hapen me të tretën dhe mbyllen me të dytin, në çelësat përkatës mbyllen kontaktet e para dhe të dyta. Bateria përkatëse e lidhur në këtë mënyrë me hyrjen e dytë të baterisë ringarkohet me rrymën nominale të karikimit derisa të merret një komandë nga kontrolluesi (10) për të ndryshuar baterinë tjetër. Konsumatori (6) merr energji nga bateritë e mbetura, duke anashkaluar atë të shkëputur, nga dalja e parë e baterisë (5). 5 i sëmurë.

Shpikja lidhet me teknologjinë hapësinore dhe mund të përdoret si pjesë e anijes kozmike të stabilizuar me rrotullim.

Një sistem i njohur i furnizimit me energji elektrike për një anije kozmike me autobusë të zakonshëm (analog), i cili përmban panele diellore (burimi kryesor i energjisë), një bateri dhe konsumatorë. Disavantazhi i këtij sistemi është se tensioni në këtë sistem është i pastabilizuar. Kjo çon në humbje të energjisë në rrjetet kabllore dhe në stabilizuesit individualë të konsumit të integruar.

Një sistem i njohur i furnizimit me energji elektrike për një anije kozmike me autobusë të ndarë dhe lidhje paralele të një stabilizuesi të tensionit (analog), i cili përmban një karikues, një pajisje shkarkimi dhe një bateri. Disavantazhi i tij është pamundësia e përdorimit të një rregullatori ekstrem të energjisë për panelet diellore.

Më i afërti në thelbin teknik me sistemin e propozuar është një sistem furnizimi me energji të anijes kozmike me autobusë të ndarë dhe me një lidhje paralele serike të një stabilizuesi të tensionit 2 (prototipi), i cili gjithashtu përmban panele diellore me rrezet e diellit direkte 1, një karikues 3, një shkarkim pajisja 4, një bateri e ringarkueshme 5 (Fig. 1). Disavantazhi i këtij sistemi të furnizimit me energji elektrike është pamundësia për të marrë, konvertuar dhe grumbulluar energji elektrike nga burime me fuqi të ndryshme, siç është energjia e fushës magnetike të Tokës dhe energjia e dritës së diellit të reflektuar nga sipërfaqja e Tokës.

Qëllimi i shpikjes është të zgjerojë aftësitë e sistemit të furnizimit me energji të anijes kozmike për të marrë, konvertuar dhe grumbulluar energji elektrike nga burime të ndryshme parësore të fuqisë së ndryshme, gjë që lejon rritjen e jetës aktive dhe furnizimin me energji të anijes.

Në fig. 2 tregon sistemin e furnizimit me energji të një anije kozmike të stabilizuar me rrotullim; FIG. 3 - bateri që përmban pajisje komutuese të kontrolluara nga kontrolluesi; në fig. 4 është një pamje e anijes kozmike të stabilizuar me rrotullim në Fig. Figura 5 tregon në mënyrë skematike një nga opsionet për lëvizjen e një anije kozmike të stabilizuar me rrotullim në orbitë.

Sistemi i furnizimit me energji elektrike të një anije kozmike të stabilizuar me rrotullim përmban një grup panelesh diellore 7, të dizajnuara për të kthyer dritën e diellit të reflektuar nga Toka në energji elektrike, duke gjeneruar një qark 8, i cili është një grup përçuesish (dredha-dredha) të vendosura përgjatë trupit të anije kozmike, në të cilën nxitet një forcë elektromotore për numërimin e rrotullimit të anijes kozmike rreth boshtit të saj në fushën magnetike të Tokës, një pajisje ndreqëse 9, një kontrollues i ngarkimit të baterisë nga burime të energjisë me fuqi të ndryshme 10, një bateri 5 që përmban komutimin e kontrolluar nga kontrolluesi pajisjet 15-25 që lidhin ose shkëputin bateritë individuale 11-14 me kontrolluesin 9 për t'i rimbushur me rrymë të ulët (Fig. 2).

Sistemi funksionon si më poshtë. Gjatë procesit të lëshimit të anijes në orbitë, ajo rrotullohet në atë mënyrë që boshti i rrotullimit të aparatit dhe panelet diellore të rrezeve të drejtpërdrejta të diellit të orientohen drejt Diellit (Fig. 4). Gjatë lëvizjes së një anije kozmike rrotulluese në orbitë, qarku gjenerues kap linjat e induksionit të fushës magnetike të Tokës me shpejtësinë e rrotullimit të anijes rreth boshtit të saj. Si rezultat, sipas ligjit të induksionit elektromagnetik, një forcë elektromotore induktohet në qarkun gjenerues.

ku μ o është konstanta magnetike, H është forca e fushës magnetike të Tokës, S in është zona e qarkut gjenerues, N c është numri i kthesave në qark, ω është frekuenca këndore e rrotullimit.

Kur qarku gjenerues është i mbyllur ndaj ngarkesës, rryma rrjedh në qarkun e qarkut gjenerues të konsumatorit. Fuqia e qarkut gjenerues varet nga çift rrotullimi i anijes kozmike rreth boshtit të saj

ku J KA është momenti i inercisë së anijes kozmike.

Kështu, qarku gjenerues është një burim shtesë i energjisë elektrike në bordin e anijes kozmike.

Tensioni alternativ nga qarku gjenerues 8 korrigjohet në bllokun 9 dhe furnizohet në hyrjen e parë të kontrolluesit të ngarkimit të baterisë 10. Tensioni i drejtpërdrejtë nga panelet diellore të dritës së diellit të reflektuar 7 furnizohet në hyrjen e dytë të kontrolluesit të ngarkimit të baterisë 10. Tensioni total nga dalja e parë e kontrolluesit 10 shkon në hyrjen e dytë të baterisë 5. Nga dalja e dytë e kontrolluesit në hyrjen e parë të baterisë 5, sinjalet e kontrollit merren nga çelsat 15-21, që kanë kontaktet 1 -3, dhe çelsat 22-25, me kontakte 1-2. Numri i pajisjeve komutuese të kontrolluara varet nga numri i baterive në bateri. Për të rimbushur baterinë e zgjedhur (11-14) në çelësat përkatës, kontaktet e tyre të para hapen me të tretën dhe mbyllen me të dytin, në çelësat përkatës mbyllen kontaktet e para dhe të dyta. Bateria përkatëse e lidhur në këtë mënyrë me hyrjen e dytë të baterisë ringarkohet me një rrymë të ulët derisa të merret një komandë nga kontrolluesi 10 për të ndryshuar baterinë tjetër. Konsumatori merr energji nga bateritë e mbetura, duke anashkaluar baterinë 5, e cila shkëputet nga dalja e parë.

Kur anija kozmike është në orbitë në pozicionin 1 (Fig. 4, 5), panelet diellore të dritës së diellit të reflektuar janë të orientuara drejt Tokës. Në këtë moment, karikuesi 3 i përfshirë në sistemin e furnizimit me energji të anijes kozmike merr energji elektrike nga panelet diellore të rrezeve të diellit direkte 1, dhe kontrolluesi i ngarkimit të baterisë 10 merr energji elektrike nga panelet diellore të dritës së diellit të reflektuar 7 dhe qarku gjenerues 8. Në pozicion të anijes kozmike 2, panele diellore të diellit të drejtpërdrejtë Dritat 1 mbeten të drejtuara drejt Diellit, ndërsa qelizat diellore të dritës së diellit të reflektuar janë pjesërisht të errësuar. Në këtë moment, karikuesi 3 i sistemit të furnizimit me energji të anijes kozmike vazhdon të marrë energji elektrike nga panelet diellore të rrezeve të diellit direkte, dhe kontrolluesi 10 humbet një pjesë të energjisë nga blloku 7, por vazhdon të marrë energji nga blloku 8 përmes ndreqësit 9. Në pozicionin e anijes 3, të gjitha grupet e paneleve diellore janë të hijezuara, karikuesi 3 nuk merr energji elektrike nga panelet diellore 1 dhe konsumatorët në bord të anijes marrin energji elektrike nga bateria. Kontrolluesi i ngarkimit të baterisë vazhdon të marrë energji nga qarku gjenerues 8, duke rikarikuar baterinë tjetër. Në pozicionin e anijes kozmike 4, panelet diellore të rrezeve të diellit direkte 1 ndriçohen përsëri nga Dielli, ndërsa panelet diellore të dritës së diellit të reflektuar janë pjesërisht të errësuar. Në këtë moment, karikuesi 3 i sistemit të furnizimit me energji të anijes kozmike vazhdon të marrë energji elektrike nga panelet diellore të rrezeve të diellit direkte, dhe kontrolluesi 10 humbet një pjesë të energjisë nga blloku 7, por vazhdon të marrë energji nga blloku 8 përmes ndreqësit 9.

Kështu, sistemi i furnizimit me energji elektrike i një anije kozmike të stabilizuar me rrotullim është në gjendje të marrë, konvertojë dhe grumbullojë: a) energjinë e drejtpërdrejtë dhe të reflektuar nga rrezet e diellit; b) energjia kinetike e rrotullimit të anijes kozmike në fushën magnetike të Tokës. Përndryshe, funksionimi i sistemit të propozuar është i ngjashëm me atë të njohur.

Rezultati teknik - rritja e jetës aktive dhe furnizimit me energji të anijes - arrihet përmes përdorimit të një karikuesi mikrokontrollues si pjesë e sistemit të furnizimit me energji të anijes kozmike, i cili bën të mundur ngarkimin e baterisë nga burime të energjisë elektrike me fuqi të ndryshme (pasqyruar rrezet e diellit dhe energjia nga fusha magnetike e Tokës).

Zbatimi praktik i njësive funksionale të shpikjes aktuale mund të kryhet si më poshtë.

Një dredha-dredha me dy shtresa trefazore me një tel bakri të izoluar mund të përdoret si qark gjenerues, i cili do të afrojë formën e kurbës së forcës elektromotore me një sinusoid. Një qark urë i një ndreqësi trefazor me dioda me fuqi të ulët të tipit D2 dhe D9 mund të përdoret si ndreqës, i cili do të zvogëlojë valëzimin e tensionit të korrigjuar. Mikrokontrolluesi MAX 17710 mund të përdoret si kontrollues i ngarkimit të baterisë. Mund të punojë me burime të paqëndrueshme me një gamë të fuqisë dalëse nga 1 μW deri në 100 mW. Pajisja ka një konvertues përforcues të integruar për karikimin e baterive nga burime me një tension tipik daljeje prej 0,75 V dhe një rregullator të integruar për të mbrojtur bateritë nga mbingarkesa. Bateritë litium-jon me një nënsistem të barazimit të tensionit të baterisë (sistemi balancues) mund të përdoren si një bateri që përmban pajisje komutuese të kontrolluara nga kontrolluesi. Mund të zbatohet bazuar në kontrolluesin MSP430F1232.

Kështu, tiparet dalluese të pajisjes së propozuar kontribuojnë në arritjen e këtij qëllimi.

Burimet e informacionit

1. Bota analoge Maxim. Mikroqarqe të reja / Grupi i Kompanive Symmetron // Numri Nr. 2, 2013. - 68 f.

2. Grilikhes V.A. Energjia diellore dhe fluturimet hapësinore / V.A. Griliches, P.P. Orlov, L.B. Popov - M.: Nauka, 1984. - 211 f.

3. Kargu D.L. Sistemet e furnizimit me energji elektrike për anijen kozmike / D.L. Kargu, G.B. Steganov [dhe të tjerët] - Shën Petersburg: VKA im. A.F. Mozhaisky, 2013. - 116 f.

4. Katsman M.M. Makinat elektrike / M.M. Katzman. - tekst shkollor manual për nxënës të veçantë shkollat ​​teknike. - Botimi i 2-të, i rishikuar. dhe shtesë - M.: Më e lartë. Shk., 1990. - 463 f.

5. Pryanishnikov V.A. Elektronikë. Kursi i leksioneve / V.A. Pryanishnikov - Shën Petersburg: Krona Print LLC, 1998. - 400 f.

6. Rykovanov A.N. Sistemet e fuqisë së baterive Li-jon / A.N. Rykovanov // Elektronikë të energjisë. - 2009. - Nr. 1.

7. Çilin Yu.N. Modelimi dhe optimizimi në sistemet e energjisë së anijeve kozmike / Yu.N. Çilin. - Shën Petersburg: VIKA, 1995. - 277 f.

Një sistem furnizimi me energji të anijes kozmike që përmban një grup baterish diellore me rrezet e diellit direkte, një karikues që merr energji elektrike nga bateritë diellore të rrezeve të diellit direkte, një pajisje shkarkimi që furnizon konsumatorët nga një bateri, një stabilizues të tensionit që furnizon konsumatorët nga një bateri diellore me rrezet e diellit direkte , karakterizuar në atë që përmban gjithashtu një grup panelesh diellore të dizajnuara për të kthyer dritën e diellit të reflektuar nga Toka në energji elektrike, një qark gjenerues, i cili është një grup përçuesish (dredha-dredha) të vendosura në trupin e anijes kozmike, në të cilin është një forcë elektromotore. i shkaktuar për shkak të rrotullimit të anijes kozmike rreth boshtit të saj në një fushë magnetike të fushës së Tokës, një pajisje ndreqëse, dhe gjithashtu përmban një kontrollues të ngarkimit të baterisë nga burime të energjisë të ndryshme, një bateri, e cila gjithashtu përmban pajisje komutuese të kontrolluara nga kontrolluesi që lidhni ose shkëputni bateritë individuale me kontrolluesin për t'i rimbushur ato.

Patenta të ngjashme:

Shpikja lidhet me teknologjinë hapësinore dhe mund të përdoret për të siguruar furnizimin me energji të anijeve kozmike (SV) dhe stacioneve. Rezultati teknik është përdorimi i një sistemi kontrolli termik për të marrë energji shtesë.

Shpikja ka të bëjë me fushën e inxhinierisë elektrike. Një sistem autonom i furnizimit me energji përmban një bateri diellore, një pajisje për ruajtjen e energjisë elektrike, një pajisje ngarkuese-shkarkuese dhe një ngarkesë të përbërë nga një ose më shumë stabilizues të tensionit me konsumatorët fundorë të energjisë elektrike të lidhur në daljet e tyre.

Shpikja ka të bëjë me industrinë elektrike dhe mund të përdoret në projektimin e sistemeve autonome të furnizimit me energji elektrike për satelitët artificialë të Tokës (AES). Rezultati teknik është një rritje në karakteristikat specifike të energjisë dhe besueshmërinë e sistemit autonom të furnizimit me energji të satelitit. Propozohet një metodë për fuqizimin e një ngarkese me rrymë direkte në një sistem autonom të furnizimit me energji elektrike për një satelit artificial të Tokës nga një bateri diellore dhe një grup burimesh dytësore të energjisë elektrike - bateri të rikarikueshme që përmbajnë bateri Nacc të lidhura në seri, e cila konsiston në stabilizimin e tensionit në ngarkesë, ngarkimi dhe shkarkimi i baterive përmes karikuesve individualë dhe konvertuesve të shkarkimit, ndërsa konvertuesit e shkarkimit bëhen pa njësi përforcuese të tensionit, për të cilët numri i baterive Nacc në secilën bateri zgjidhet nga raporti: Nacc≥(Un+1) /Uacc.min, ku Nacc është numri i baterive në qarkun serik të secilës bateri; Un - tension në daljen e sistemit autonom të furnizimit me energji elektrike, V; Uacc.min është tensioni minimal i shkarkimit të një baterie, V, konvertuesit e karikimit janë bërë pa njësi përforcuese të tensionit, për të cilat tensioni në pikën e funksionimit të baterisë diellore zgjidhet nga raporti: Urt>Uacc.max Nacc+1 , ku Urt është tensioni në pikën e funksionimit të baterisë diellore në fund të burimit të garantuar të punës së saj, B; Uacc.max është tensioni maksimal i karikimit të një baterie, V, ndërsa numri i llogaritur i baterive Nacc rritet në bazë të raportit: Nacc≥(Un+1)/Uacc.min+Nfailure, ku Nfailure është numri i të lejuarve dështimet e baterisë dhe stabilizimi i tensionit nga ngarkesa dhe ngarkimi i baterisë kryhet duke përdorur rregullimin ekstrem të tensionit të panelit diellor.

Shpikja ka të bëjë me fushën e inxhinierisë elektrike. Rezultati teknik konsiston në zgjerimin e aftësive operacionale të sistemit, rritjen e fuqisë së ngarkesës së tij dhe sigurimin e funksionimit maksimal të pandërprerë duke ruajtur parametrat optimale të funksionimit të baterisë kur furnizohen konsumatorët me rrymë të drejtpërdrejtë.

Shpikja ka të bëjë me fushën e energjisë diellore, në veçanti me instalimet diellore që monitorojnë vazhdimisht Diellin, si me përqendruesit e rrezatimit diellor ashtu edhe me module të sheshta silikoni, të dizajnuara për të fuqizuar konsumatorët, për shembull, në zona me furnizim jo të besueshëm dhe të decentralizuar me energji elektrike.

Shpikja ka të bëjë me industrinë elektrike dhe mund të përdoret në projektimin e sistemeve autonome të furnizimit me energji elektrike për satelitët artificialë të Tokës (AES).

Shpikja ka të bëjë me sistemet e rrotullimit të rrjetit diellor (SPSB) të një anije kozmike (SC). Shpikja ka për qëllim të akomodojë elementë SPSB për rrotullimin e një baterie diellore me fuqi të lartë dhe transmetimin e energjisë elektrike nga bateria diellore në anijen kozmike.

Shpikja ka të bëjë me fushën e konvertimit të energjisë diellore dhe transmetimin e saj tek konsumatorët tokësorë. Stacioni i energjisë hapësinore përmban një kolektor diellor (1) të një lloji lobe, një stacion stacioni (2) dhe një pako (3) antenash mikrovalë. Kolektori (1) është bërë nga pllaka (panele) të konvertuesve fotoelektrikë - si kryesorë ashtu edhe ndihmës. Pllakat kanë një formë drejtkëndëshe dhe trekëndore. Lidhjet e tyre bëhen në formën e grepave dhe sytheve automatike, të cilat, kur kolektori vendoset, lidhen përmes një mekanizmi me shumë fletë. Kur paloset, kolektori (1) ka formën e një kubi. Antenat e rrezeve (3) fokusojnë energjinë e mikrovalës në një përforcues, i cili e transmeton këtë energji në termocentralet me bazë tokësore. Rezultati teknik i shpikjes ka për qëllim rritjen e efikasitetit të konvertimit dhe transmetimit të energjisë tek konsumatorët në zona të gjera të Tokës. 16 i sëmurë.

Përdorimi: në fushën e elektroteknikës për furnizimin me energji të anijeve kozmike nga burime parësore të fuqisë së ndryshme. Rezultati teknik është rritja e besueshmërisë së furnizimit me energji elektrike. Sistemi i furnizimit me energji të anijes kozmike përmban: një grup baterish diellore me rrezet e diellit direkte, një grup baterish diellore të dritës së diellit të reflektuar, një qark gjenerues, një stabilizues të tensionit, një karikues, një pajisje shkarkimi, një bateri të rikarikueshme, një pajisje ndreqëse, një kontrollues i ngarkimit të baterisë dhe konsumatorët. Tensioni i alternuar nga qarku gjenerues konvertohet në tension konstant në njësi dhe furnizohet në hyrjen e parë të kontrolluesit të ngarkimit të baterisë. Tensioni konstant nga panelet diellore të dritës së diellit të reflektuar furnizohet në hyrjen e dytë të kontrolluesit të ngarkimit të baterisë. Tensioni total nga qarku gjenerues dhe panelet diellore të dritës së diellit të reflektuar nga dalja e parë e kontrolluesit shkon në hyrjen e dytë të baterisë. Nga dalja e dytë e kontrolluesit në hyrjen e parë të baterisë, sinjalet e kontrollit merren nga çelsat që kanë kontaktet 1-3 dhe çelsat me kontaktet 1-2. Numri i pajisjeve komutuese të kontrolluara varet nga numri i baterive në bateri. Për të rimbushur baterinë e zgjedhur, në çelësat përkatës hapen kontaktet e tyre të parë me të tretën dhe mbyllen me të dytin, në çelësat përkatës mbyllen kontaktet e para dhe të dyta. Bateria përkatëse e lidhur në këtë mënyrë me hyrjen e dytë të baterisë ringarkohet me rrymën nominale të karikimit derisa të merret një komandë nga kontrollori për të ndryshuar baterinë tjetër. Konsumatori merr energji nga bateritë e mbetura, duke anashkaluar atë të shkëputur, nga prodhimi i parë i baterisë. 5 i sëmurë.

Zhvillimi i teknologjisë konkurruese hapësinore kërkon një kalim në lloje të reja të baterive që plotësojnë kërkesat e sistemeve të furnizimit me energji të anijeve hapësinore premtuese.

Në ditët e sotme, anijet kozmike përdoren për të organizuar sistemet e komunikimit, navigimin, televizionin, studimin e kushteve të motit dhe burimeve natyrore të Tokës dhe eksplorimin e hapësirës së thellë.

Një nga kushtet kryesore për pajisje të tilla është orientimi i saktë në hapësirë ​​dhe korrigjimi i parametrave të lëvizjes. Kjo rrit ndjeshëm kërkesat për sistemin e furnizimit me energji të pajisjes. Problemet e furnizimit me energji të anijeve kozmike dhe, para së gjithash, zhvillimet për identifikimin e burimeve të reja të energjisë elektrike, janë të një rëndësie të madhe në nivel global.

Aktualisht, burimet kryesore të energjisë elektrike për anijen kozmike janë bateritë diellore dhe ato të rikarikueshme.

Panelet diellore kanë arritur kufijtë e tyre fizikë për sa i përket performancës së tyre. Përmirësimi i mëtejshëm i tyre është i mundur duke përdorur materiale të reja, në veçanti arsenidin e galiumit. Kjo do t'ju lejojë të rrisni fuqinë e baterisë diellore me 2-3 herë ose të zvogëloni madhësinë e saj.

Ndër bateritë e rikarikueshme për anijen kozmike sot, përdoren gjerësisht bateritë nikel-hidrogjen. Megjithatë, karakteristikat e masës së energjisë të këtyre baterive kanë arritur maksimumin e tyre (70-80 Wh/kg). Përmirësimi i tyre i mëtejshëm është shumë i kufizuar dhe, përveç kësaj, kërkon kosto të mëdha financiare.

Në këtë drejtim, aktualisht ka një futje aktive të baterive litium-jon (LIB) në tregun e teknologjisë hapësinore.

Karakteristikat e baterive litium-jon janë shumë më të larta në krahasim me llojet e tjera të baterive me një jetëgjatësi të ngjashme shërbimi dhe numër ciklesh ngarkimi-shkarkimi. Energjia specifike e baterive litium-jon mund të arrijë 130 Wh/kg ose më shumë, dhe efikasiteti i energjisë është 95%.

Një fakt i rëndësishëm është se LIB-të me të njëjtën madhësi standarde janë në gjendje të funksionojnë në mënyrë të sigurt kur lidhen paralelisht në grupe, kështu që nuk është e vështirë të formohen bateri litium-jon me kapacitete të ndryshme.

Një nga ndryshimet kryesore midis LIB-ve dhe baterive nikel-hidrogjen është prania e njësive të automatizimit elektronik që monitorojnë dhe menaxhojnë procesin e ngarkimit-shkarkimit. Ata janë gjithashtu përgjegjës për nivelimin e çekuilibrit të tensionit të LIB-ve individuale dhe sigurojnë mbledhjen dhe përgatitjen e informacionit telemetrik në lidhje me parametrat kryesorë të baterisë.

Por megjithatë, avantazhi kryesor i baterive litium-jon konsiderohet të jetë reduktimi i peshës në krahasim me bateritë tradicionale. Sipas ekspertëve, përdorimi i baterive litium-jon në satelitët e telekomunikacionit me fuqi 15-20 kW do të zvogëlojë peshën e baterive me 300 kg. Duke marrë parasysh që kostoja e vendosjes së 1 kg masë të dobishme në orbitë është rreth 30 mijë dollarë, kjo do të reduktojë ndjeshëm kostot financiare.

Një nga zhvilluesit kryesorë rusë të baterive të tilla për anije kozmike është OJSC Aviation Electronics and Communication Systems (AVEX), pjesë e KRET. Procesi teknologjik i prodhimit të baterive litium-jon në ndërmarrje siguron besueshmëri të lartë dhe kosto të reduktuara.

BURIMET E ENERGJISË ELEKTRIKE PËR MJETET HAPËSINORE
prof. Lukyanenko Mikhail Vasilievich
kokë Departamenti i Sistemeve të Kontrollit Automatik të Universitetit Shtetëror të Hapësirës Ajrore Siberiane me emrin Akademik M.F. Reshetnyova

Studimi dhe eksplorimi i hapësirës së jashtme kërkon zhvillimin dhe krijimin e anijeve kozmike për qëllime të ndryshme. Aktualisht, anijet kozmike automatike pa pilot janë më të përdorurat për formimin e një sistemi global të komunikimit, televizionit, navigimit dhe gjeodezisë, transferimit të informacionit, studimit të kushteve të motit dhe burimeve natyrore të Tokës, si dhe eksplorimit të thellë të hapësirës. Për t'i krijuar ato, është e nevojshme të sigurohen kërkesa shumë të rrepta për saktësinë e orientimit të pajisjes në hapësirë ​​dhe korrigjimin e parametrave të orbitës, dhe kjo kërkon rritjen e furnizimit me energji të anijes kozmike.
Një nga sistemet më të rëndësishme në bord të çdo anije kozmike, i cili kryesisht përcakton karakteristikat e tij të performancës, besueshmërinë, jetën e shërbimit dhe efikasitetin ekonomik, është sistemi i furnizimit me energji elektrike. Prandaj, problemet e zhvillimit, kërkimit dhe krijimit të sistemeve të furnizimit me energji për anijet kozmike janë të një rëndësie të madhe, dhe zgjidhja e tyre do të lejojë arritjen e nivelit botëror për sa i përket treguesve të masës specifike dhe jetës aktive.
Gjatë dekadës së fundit, kompanitë kryesore në botë kanë bërë një shtytje për të rritur furnizimin me energji të anijeve kozmike, gjë që lejon, me të njëjtat kufizime në masën e pajisjeve të vendosura nga transportuesit ekzistues, të rrisë vazhdimisht fuqinë e ngarkesës. Arritje të tilla u bënë të mundura falë përpjekjeve të bëra nga zhvilluesit e të gjithë komponentëve të sistemeve të furnizimit me energji në bord, dhe mbi të gjitha, burimeve të energjisë.
Burimet kryesore të energjisë elektrike për anijen kozmike aktualisht janë bateritë diellore dhe të rikarikueshme.
Bateritë diellore me konvertues fotovoltaikë monokristaline silikoni kanë arritur kufirin e tyre fizik për sa i përket karakteristikave specifike të masës. Progresi i mëtejshëm në zhvillimin e qelizave diellore është i mundur duke përdorur konvertuesit fotovoltaikë të bazuar në materiale të reja, në veçanti, arsenidin e galiumit. Konvertuesit fotovoltaikë trefazorë të bërë nga arsenid galiumi përdoren tashmë në platformën amerikane HS-702, në Spasebus-400 evropiane, etj., gjë që ka më shumë se dyfishuar fuqinë e baterisë diellore. Megjithë koston më të lartë të konvertuesve fotovoltaikë të bërë nga arsenidi i galiumit, përdorimi i tyre do të bëjë të mundur rritjen e fuqisë së një baterie diellore me 2-3 herë ose, në të njëjtën fuqi, zvogëlimin përkatësisht të sipërfaqes së një baterie diellore në krahasim me në konvertuesit fotovoltaikë të silikonit.
Në kushtet e orbitës gjeostacionare, përdorimi i konvertuesve fotoelektrikë të bazuar në arsenidin e galiumit bën të mundur sigurimin e një fuqie specifike të një baterie diellore prej 302 W/m2 në fillim të funksionimit dhe 230 W/m2 në fund të jetës së saj aktive (10 -15 vjet).
Zhvillimi i konvertuesve fotovoltaikë me katër faza nga arsenidi i galiumit me një efikasitet prej rreth 40% do të bëjë të mundur që të ketë një densitet të energjisë së qelizave diellore deri në 460 W/m2 në fillim të funksionimit dhe 370 W/m2 në fund të jetën e saj aktive. Në të ardhmen e afërt, ne duhet të presim një përmirësim të ndjeshëm në karakteristikat specifike të masës së qelizave diellore.
Aktualisht, bateritë e bazuara në sistemin elektrokimik nikel-hidrogjen përdoren gjerësisht në anijen kozmike; megjithatë, karakteristikat e masës së energjisë të këtyre baterive kanë arritur kufirin e tyre (70-80 Wh/kg). Mundësia e përmirësimit të mëtejshëm të karakteristikave specifike të baterive nikel-hidrogjen është shumë e kufizuar dhe kërkon kosto të mëdha financiare.
Për të krijuar teknologji konkurruese hapësinore, ishte e nevojshme të kaloni në lloje të reja të burimeve të energjisë elektrokimike të përshtatshme për t'u përdorur si pjesë e sistemit të furnizimit me energji elektrike për anijen premtuese.
Tregu i teknologjisë hapësinore aktualisht po prezanton në mënyrë aktive bateritë litium-jon. Kjo është për shkak se bateritë litium-jon kanë një densitet më të lartë energjie në krahasim me bateritë nikel-hidrogjen.
Avantazhi kryesor i baterisë litium-jon është reduktimi i peshës për shkak të raportit më të lartë energji-peshë. Raporti energji-peshë i baterive litium-jon është më i lartë (125 Wh/kg) krahasuar me maksimumin e arritur për bateritë nikel-hidrogjen (80 Wh/kg).
Përparësitë kryesore të baterive litium-jon janë:
- reduktimi i peshës së baterisë për shkak të një raporti më të lartë energji-peshë (ulja e peshës për baterinë është ~40%);
- gjenerim i ulët i nxehtësisë dhe efikasitet i lartë energjetik (cikli ngarkim-shkarkim) me vetëshkarkim shumë të ulët, i cili siguron kontrollin më të thjeshtë gjatë nisjes, orbitës së transferimit dhe funksionimit normal;
- një proces prodhimi më i avancuar teknologjikisht për bateritë litium-jon krahasuar me bateritë nikel-hidrogjen, i cili lejon përsëritshmëri të mirë të karakteristikave, besueshmëri të lartë dhe kosto të reduktuara.
Sipas ekspertëve nga SAFT (Francë), përdorimi i baterive litium-jon në satelitët e telekomunikacionit me fuqi 15-20 kW do të zvogëlojë masën e baterive me 300 kg (kostoja e vendosjes së 1 kg masë të dobishme në orbitë është ~ 30,000 dollarë).
Karakteristikat kryesore të baterisë litium-jon VES140 (zhvilluar nga SAFT): kapaciteti i garantuar 39 A*h, tensioni mesatar 3,6 V, tensioni i fundit i karikimit 4,1 V, energjia 140 Wh, energjia specifike 126 Wh/kg, pesha 1,11 kg , lartësia 250 mm dhe diametri 54 mm. Bateria VES140 është e kualifikuar për aplikime në hapësirë.
Në Rusi, sot OJSC Saturn (Krasnodar) ka zhvilluar dhe prodhuar baterinë litium-jon LIGP-120. Karakteristikat kryesore të baterisë LIGP-120: kapaciteti nominal 120 Ah, tensioni mesatar 3,64 V, energjia specifike 160 Wh/kg, pesha 2,95 kg, lartësia 260 mm, gjerësia 104,6 mm dhe thellësia 44,1 mm. Bateria ka një formë prizmatike, e cila ofron avantazhe të konsiderueshme për sa i përket energjisë vëllimore specifike të baterisë në krahasim me bateritë SAFT. Duke ndryshuar dimensionet gjeometrike të elektrodës, mund të merrni një bateri me kapacitete të ndryshme. Ky dizajn siguron karakteristikat më të larta të vëllimit specifik të baterisë dhe lejon që bateria të konfigurohet, duke siguruar kushte optimale termike.
Sistemet moderne të furnizimit me energji për anijen kozmike janë një kompleks kompleks burimesh energjie, pajisje konvertimi dhe shpërndarjeje, të integruara në një sistem kontrolli automatik dhe të dizajnuara për të fuqizuar ngarkesat në bord. Furnizimet sekondare të energjisë janë një kompleks konvertues i energjisë i përbërë nga një numër i caktuar konvertuesish identikë të tensionit të pulsit që funksionojnë për një ngarkesë të përbashkët. Në versionin tradicional, konvertuesit klasikë me një formë drejtkëndëshe të rrymës dhe tensionit të elementit kyç dhe kontrollit nëpërmjet modulimit të gjerësisë së pulsit përdoren si konvertues të tensionit të pulsit.
Për të përmirësuar treguesit teknikë dhe ekonomikë të sistemit të furnizimit me energji të anijes kozmike, të tilla si densiteti i energjisë, efikasiteti, shpejtësia dhe përputhshmëria elektromagnetike, ne propozuam përdorimin e konvertuesve të tensionit kuazi-rezonant. Janë kryer studime mbi mënyrat e funksionimit të dy konvertuesve të tensionit të tipit serial pothuajse rezonant të lidhur paralelisht me kalimin e një ndërprerës elektronik në vlerat e rrymës zero dhe një ligj të kontrollit të frekuencës së pulsit. Bazuar në rezultatet e modelimit dhe studimit të karakteristikave të prototipeve të konvertuesve të tensionit kuazi-rezonant, u konfirmuan avantazhet e këtij lloji të konvertuesve.
Rezultatet e marra na lejojnë të konkludojmë se konvertuesit e tensionit kuazi-rezonant të propozuar do të gjejnë aplikim të gjerë në sistemet e furnizimit me energji elektrike për sistemet dixhitale dhe telekomunikuese, instrumentet, pajisjet e procesit, sistemet e automatizimit dhe telemekanikës, sistemet e sigurisë, etj.
Problemet aktuale janë studimi i veçorive të funksionimit të burimeve të energjisë hapësinore, zhvillimi i modeleve matematikore të tyre dhe studimi i regjimeve energjetike dhe dinamike.
Për këto qëllime, ne kemi zhvilluar dhe prodhuar pajisje unike për studimin e sistemeve të furnizimit me energji të anijeve kozmike, e cila lejon testimin e automatizuar të burimeve të energjisë në bord (bateritë diellore dhe të rikarikueshme) dhe sistemet e furnizimit me energji në përgjithësi.
Për më tepër, u zhvillua dhe u prodhua një stacion pune i automatizuar për studimin e kushteve energjio-termike të baterive litium-jon dhe moduleve të baterive dhe një kompleks harduerësh për studimin e energjisë dhe karakteristikave dinamike të qelizave diellore të arsenidit të galiumit.
Një aspekt i rëndësishëm i punës është edhe krijimi dhe kërkimi i burimeve alternative të energjisë elektrike për anijet kozmike. Ne kemi kryer kërkime mbi një pajisje ruajtjeje të energjisë volant, e cila është një super volant i kombinuar me një makinë elektrike. Një volant që rrotullohet në një vakum mbi mbështetëse magnetike ka një efikasitet prej 100%. Pajisja e ruajtjes së energjisë me volant me dy rotorë ka një veti që bën të mundur realizimin e një orientimi këndor treaksial. Në këtë rast, xhiroskopi i fuqisë (xhirodina), si nënsistem i pavarur i veçantë, mund të përjashtohet, d.m.th. Pajisja e ruajtjes së energjisë me volant kombinon funksionet e një pajisjeje të ruajtjes së energjisë dhe një xhiroskopi të energjisë.
Hulumtimet janë kryer në sistemet e lidhjes elektrodinamike si burim i energjisë elektrike për një anije kozmike. Deri më sot, një model matematikor i një sistemi kabllor elektrodinamik është zhvilluar për të llogaritur fuqinë maksimale; u përcaktuan varësitë e karakteristikave të energjisë nga parametrat e orbitës dhe gjatësia e lidhjes; është zhvilluar një metodologji për përcaktimin e parametrave të një sistemi kabllor që siguron gjenerimin e një fuqie të caktuar; përcaktohen parametrat orbitalë (lartësia dhe pjerrësia) në të cilat arrihet përdorimi më efikas i sistemeve lidhëse në modalitetin e prodhimit të energjisë; U hetuan aftësitë e sistemit kabllor kur funksionon në modalitetin e tërheqjes.

UNIVERSITETI KOMBËTAR EURAZIAN

Ata. L.N. Gumilyov

Fakulteti i Fizikës dhe Teknologjisë

Departamenti i Inxhinierisë dhe Teknologjisë së Hapësirës

RAPORTI

SIPAS PRODHIMIT

PRAKTIKONI

ASTANA 2016

Hyrje……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

1 Informacion i përgjithshëm në lidhje me furnizimin me energji të anijes kozmike………………….4

1.1 Burimet primare të energjisë elektrike………………………………4

1.2 Automatizimi i sistemit të furnizimit me energji elektrike.......................................... ......... ....5

2 Termocentralet e hapësirës diellore…………………………………………….6

2.1 Parimi dhe dizajni i funksionimit të baterive diellore………………………………

3 Termocentrale elektrokimike hapësinore……………………………..12

3.1 Burimet e rrymës kimike……………………………………………………………………………………………………………………………

3.2 Bateritë argjend-zink……………………………………………………………

3.3 Bateritë nikel-kadmium……………………………16

3.4 Bateritë nikel-hidrogjen………………………..17

4 Përzgjedhja e parametrave të paneleve diellore dhe ruajtja e buferit.........18

4.1 Llogaritja e parametrave të ruajtjes së buferit………………………………18

4.2 Llogaritja e parametrave të paneleve diellore…………………………………..20

konkluzioni…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….23

Lista e burimeve të përdorura………………………………………………………………………………………………………………………………

Specifikimet………………………………………………………………………………… 25

PREZANTIMI

Një nga sistemet më të rëndësishme në bord të çdo anije kozmike, i cili kryesisht përcakton karakteristikat e tij të performancës, besueshmërinë, jetën e shërbimit dhe efikasitetin ekonomik, është sistemi i furnizimit me energji elektrike. Prandaj, problemet e zhvillimit, kërkimit dhe krijimit të sistemeve të furnizimit me energji elektrike për anijet kozmike janë të një rëndësie të madhe.

Automatizimi i proceseve të kontrollit të fluturimit të çdo anije kozmike (SC) është i paimagjinueshëm pa energji elektrike. Energjia elektrike përdoret për të drejtuar të gjithë elementët e pajisjeve dhe pajisjeve të anijes kozmike (grupi i shtytjes, kontrollet, sistemet e komunikimit, instrumentet, ngrohja, etj.).

Në përgjithësi, sistemi i furnizimit me energji gjeneron energji, e konverton dhe e rregullon atë, e ruan atë për periudha të kërkesës maksimale ose funksionimit në hije dhe e shpërndan atë në të gjithë anijen kozmike. Nënsistemi i furnizimit me energji mund të konvertojë dhe rregullojë tensionin ose të sigurojë një sërë nivelesh tensioni. Ai ndez dhe fik pajisjet shpesh dhe, për të përmirësuar besueshmërinë, mbron nga qarqet e shkurtra dhe izolon defektet. Dizajni i nënsistemit ndikohet nga rrezatimi kozmik, i cili shkakton degradim të paneleve diellore. Jeta e një baterie kimike shpesh kufizon jetën e një anije kozmike.

Problemet aktuale janë studimi i veçorive të funksionimit të burimeve të energjisë hapësinore. Studimi dhe eksplorimi i hapësirës së jashtme kërkon zhvillimin dhe krijimin e anijeve kozmike për qëllime të ndryshme. Aktualisht, anijet kozmike automatike pa pilot janë më të përdorurat për formimin e një sistemi global të komunikimit, televizionit, navigimit dhe gjeodezisë, transferimit të informacionit, studimit të kushteve të motit dhe burimeve natyrore të Tokës, si dhe eksplorimit të thellë të hapësirës. Për t'i krijuar ato, është e nevojshme të sigurohen kërkesa shumë të rrepta për saktësinë e orientimit të pajisjes në hapësirë ​​dhe korrigjimin e parametrave të orbitës, dhe kjo kërkon rritjen e furnizimit me energji të anijes kozmike.

Informacione të përgjithshme rreth furnizimit me energji të anijes kozmike.

Gjeometria e anijes kozmike, dizajni, masa dhe jeta aktive përcaktohen kryesisht nga sistemi i furnizimit me energji të anijes. Sistemi i furnizimit me energji elektrike ose të referuara ndryshe si sistemi i furnizimit me energji elektrike (PSS) anija kozmike - sistemi i anijes kozmike që siguron energji për sistemet e tjera është një nga sistemet më të rëndësishme. Dështimi i sistemit të furnizimit me energji elektrike çon në dështimin e të gjithë pajisjes.

Sistemi i furnizimit me energji zakonisht përfshin: një burim primar dhe dytësor të energjisë elektrike, konvertues, karikues dhe automatizimin e kontrollit.

1.1 Burimet primare të energjisë

Gjeneratorë të ndryshëm të energjisë përdoren si burime parësore:

Panele diellore;

Burimet e rrymës kimike:

Bateritë;

Qeliza galvanike;

Qelizat e karburantit;

Burimet e energjisë radioizotopike;

Reaktorët bërthamorë.

Burimi parësor përfshin jo vetëm vetë gjeneratorin e energjisë elektrike, por edhe sistemet që i shërbejnë atij, për shembull, sistemi i orientimit të paneleve diellore.

Shpesh burimet e energjisë kombinohen, për shembull, një bateri diellore me një bateri kimike.

Qelizat e karburantit

Qelizat e karburantit kanë karakteristika të peshës dhe madhësisë së lartë dhe densitet të fuqisë në krahasim me një palë bateri diellore dhe një bateri kimike, janë rezistente ndaj mbingarkesave, kanë një tension të qëndrueshëm dhe janë të heshtur. Sidoqoftë, ato kërkojnë furnizim me karburant, kështu që ato përdoren në pajisje me një periudhë qëndrimi në hapësirë ​​nga disa ditë deri në 1-2 muaj.

Përdoren kryesisht qelizat e karburantit hidrogjen-oksigjen, pasi hidrogjeni siguron vlerën më të lartë kalorifike, dhe, përveç kësaj, uji i formuar si rezultat i reagimit mund të përdoret në anijen kozmike të drejtuar. Për të siguruar funksionimin normal të qelizave të karburantit, është e nevojshme të sigurohet heqja e ujit dhe nxehtësisë së krijuar si rezultat i reagimit. Një faktor tjetër kufizues është kostoja relativisht e lartë e hidrogjenit dhe oksigjenit të lëngët dhe vështirësia e ruajtjes së tyre.

Burimet e energjisë radioizotopike

Burimet e energjisë radioizotopike përdoren kryesisht në rastet e mëposhtme:

Kohëzgjatja e lartë e fluturimit;

Misionet në rajonet e jashtme të Sistemit Diellor, ku fluksi i rrezatimit diellor është i ulët;

Satelitët e zbulimit me radar të skanimit anësor nuk mund të përdorin panele diellore për shkak të orbitave të ulëta, por kanë një kërkesë të lartë energjie.

1.2 Automatizimi i sistemit të furnizimit me energji elektrike

Ai përfshin pajisje për kontrollin e funksionimit të termocentralit, si dhe monitorimin e parametrave të tij. Detyrat tipike janë: ruajtja e parametrave të sistemit brenda intervaleve të specifikuara: tensioni, temperatura, presioni, ndërrimi i mënyrave të funksionimit, për shembull, kalimi në një burim energjie rezervë; njohja e dështimit, mbrojtja emergjente e furnizimeve me energji elektrike, veçanërisht nga rryma; dërgimi i informacionit në lidhje me gjendjen e sistemit për telemetrinë dhe në konsolën e astronautëve. Në disa raste, është e mundur të kaloni nga kontrolli automatik në manual ose nga tastiera e astronautit ose me komanda nga qendra e kontrollit tokësor.

Informacione të lidhura.