Методика расчета энергетических характеристик и параметров солнечных батарей высоковольтных систем электропитания космических аппаратов

Одной из основных задач проектирования систем электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА) яв- ляется определение их рациональной с точки зрения обеспечения потребителей электроэнергией заданного качества структуры. При этом в системе должно быть реализовано обоснованное потребление генерируемых солнечными (БС) и аккумуляторными батареями мощностей. Выбор структуры СЭП основывается на проведении расчета и сопоставительного анализа их альтернативных вариантов с учетом принятых кри- териев эффективности системы, основными из которых являются энергетические и габаритно-массовые характеристики СЭП. Для этого проводится исследование процессов распределения потоков энергии в систе- ме путем формирования математического описания режимов работы СЭП. С целью получения графиков ге- нерируемой БС мощности и для расчета ее параметров в течение срока эксплуатации разработана матема- тическая модель БС, которая основана на использовании основных и экспериментальных параметров их фо- тоэлектрических элементов любой площади. Модель БС обеспечивает требуемую точность расчета вольт- амперных и вольт-ваттных характеристик для любых заданных значений температуры и освещенности. Описана методика расчета энергетических характеристик СЭП и параметров БС с учетом возможности их ограничения по максимальному либо минимальному уровню. Показано, что методика позволяет определять пути рационального перераспределения потоков энергии в системах с целью улучшения их габаритно-массовых характеристик за счет уменьшения максимальной расчётной мощности их энергопреобразующей аппаратуры (ЭПА), что достигается путем формирования рационального алгоритма применения режима экстремального регулирования мощности БС, в частности, при выходе КА из тени Земли. Энергобаланс в СЭП при этом обес- печивается за счет применения поправочных коэффициентов. Полученные по методике результаты являются основой ряда требований по проектированию ЭПА и БС в СЭП и могут быть использованы разработчиками и производителями бортовых и наземных СЭП.