JPH0446900A - ピーク電力供給太陽電池装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は人工衛星等に搭載する太陽電池装置に関し、特
に短時間の間に大電力を必要とする機器の電力負荷に適
合する太陽電池装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の太陽電池装置において、ピーク的に大電
力を必要とする場合は、太陽電池パドル（絶縁体の上に
太陽電池素子が平面上に配列され固定され、これら太陽
電池素子間に所定の配線がなされ太陽光よりの輻射エネ
ルギを所定の電気エネルギに変換出力する構成体）が発
生する電力の不足分を、主に別途衛星に搭載されている
バッテリの放電電力で補っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の太陽電池の出力電力は周知のように、は
ぼ、この太陽電池の周囲温度に逆比例して変化する。

すなわち、日照時は太陽光の輻射熱によって太陽電池パ
ドルの温度が上昇し太陽電池素子の温度も上昇するため
、この太陽電池パドルの発生する電力は低下する。

特に日照時間が長い場合は前述の電力の低下傾向が著し
く、たとえば、摂氏５０度での太陽電池による太陽光の
輻射エネルギから電気エネルギヘの変換効率は摂氏０度
の時のこの太陽電池の電力への変換効率にくらべて約１
／２に低下してしまい、衛星上で材料を加工するような
実験を行う場合に必要とされるような、短時間中におけ
る大電力（ピーク電力）の要求に対応するには、バッテ
リが蓄積している電気エネルギが上述の短時間中に大電
力を供給するのに必要なエネルギを有していてもそれだ
けではピーク電力を供給するとき大電流が流れるため、
バッテリの内部抵抗によってバッテリの出力電圧が低下
してしまうので、このような大電流を供給するときにも
出力電圧の低下を来たさない内部抵抗の小さい大容量の
バッテリを用いるか、太陽電池パドルの受光面積を大と
し、前述のピーク電力に対応した電力を供給する以外に
方法はなかった。

しかしながら、このようにバッテリの容量を大きくする
と、必然的にバッテリの容積および重量が増加するとい
う問題点があり、また、このようなピーク電力に適合す
るように、太陽電池パドルの面積を広げることも考えら
れるが、太陽電池パドルの容積、重量が極度に大となり
、小形化、軽量化が要求される人工衛星に対しては実用
的ではないという問題点があった。

本発明の目的は、太陽電池パドルが高温環境中に長時間
曝されても発生電力の低下量が少な〈従来よりも小容積
の太陽電池または小容量のバッテリでも所要のピーク電
力に対処できる太陽電池装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のピーク電力供給太陽電池装置はバッテリと太陽
電池パドルと前記太陽電池パドルからの電力を前記バッ
テリと負荷に供給制御する制御部とを有し人工衛星に搭
載される太陽電池装置において、前記太陽電池パドルの
基板の背面に配置された前記太陽電池パドルを冷却する
サーモエレメントと、指令信号によって前記サーモエレ
メントに電力を供給する前記制御部とを有することを特
徴とする。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は第１図中
の太陽電池パドルの部分断面図である。

太陽電池パドル１上の太陽電池素子１０に大陽光Ｓが入
射すると太陽電池素子１０は大陽光Ｓの輻射エネルギを
電気エネルギに変換して制御回路２に出力する、制御回
路２は太陽電池素子１０から供給された電気エネルギの
電圧をほぼ一定になるように制御し、負荷４に必要電力
を供給し、残りをバッテリ３に供給する。

バッテリ３は太陽電池素子１０から出力する電力が負荷
４で消費される電力より大なるとき余剰電力を充電し、
また、負荷４で消費される電力が太陽電池素子１０から
供給される電力よりも多きいとき、不足分の電力を制御
回路２を介して負荷４に供給する。

太陽電池バドル１の太陽光Ｓの受光面側には所定数の太
陽電池素子１０が相互に導電体配線１４により結線され
基板１１に対して電気絶縁体１５を介して接着剤１３に
よって固着されている。

これらの太陽電池素子１０からの太陽電池出力は制御回
路２に加えられる。

また、基板１１の裏面には電気絶縁体１’３を介して接
着剤１３によってサーモエレメント１２が必要数固着配
置され、互いに導電体配線１４で結線されている。

サーモエレメント１２には制御回路２からのサーモエレ
メント制御信号が加えられる。

前述のサーモエレメント１２には、たとえば、電流を一
方向に流すとサーモエレメント１２の一端の温度が降下
し他端の温度が上昇するいわゆるペルチェ効果を利用し
た素子を使用すればよい。

このようなサーモエレメント１２に電流を流したとき、
温度が降下する端部を基板１１に近い方へ、また、サー
モエレメント１２の他端が上述の太陽電池パドルの裏面
の外方に位置するように配置する。

なお、前述した基板が電気絶縁体であれば電気絶縁体１
５は省略することができる。

このようなサーモエレメント１２によって各太陽電池素
子１０を冷却するのに必要な電力は通常この太陽電池素
子１０が太陽の輻射エネルギより変換する電力より少な
いか同程度である。

通常、太陽電池素子１０は太陽光Ｓの輻射エネルギによ
り熱せられ温度が摂氏４０度またはそれ以上となる。

予め短時間ではあるが大電力すなわち、ピーク電力を必
要とすることが予想される場合には、前もって前述のサ
ーモエレメント１２に所用の電力を供給し太陽電池素子
１０を冷却するための制御信号Ｃが地上からこの太陽電
池パドルを搭載している衛星のもつ受信機を介して制御
回路２に送出されるか、あるいは、衛星内のプログラム
された他の装置から送出される。この制御信号Ｃが制御
回路２に加えられると制御回路２から所定の電流がサー
モエレメント制御信号としてサーモエレメント１２に送
出され、このサーモエレメント１２が冷却され、また、
間接的に太陽電池素子１０も基板１１を介して冷却され
る。

上述のピーク電力を負荷４に供給を開始する時刻に先立
ってサーモエレメント１２にサーモエレメント制御信号
の供給を開始する時刻までの時間は、この時間内に十分
太陽電池素子１０が所定の温度以下に冷却されるように
選定しておく。

上述のサーモエレメント１２に供給するサーモエレメン
ト制御信号の供給の終了時刻は負荷４に供給するピーク
電力を停止する時刻までとすればよい。

また、サーモエレメント制御信号を断としてから太陽電
池素子１ｏの温度が上昇し、この温度上昇によって太陽
電池素子の電力変換効率が実用上無視できない状態に達
する迄の時間が長ければ、この時間だけ負荷４に供給す
るピーク電力の供給を停止する時刻に先立って上述のサ
ーモエレメント制御信号を早く停止することもできる。

なお、サーモエレメント１２に供給するサーモエレメン
ト制御信号の停止も前述した指令信号Ｃによって行う。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、サーモエレメント
を用いて太陽電池素子の温度を一時的に低下させ、太陽
電池素子の太陽光の輻射エネルギから電気エネルギへの
変換効率を一時的に上昇させることによって、従来より
も小さな面積の太陽電池パドルと従来と同程度か従来よ
りも小容量のバッテリによって一時的に大電力を必要と
する負荷に対しても使用可能な太陽電池装置を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は第１図の
太陽電池パドルの部分断面図である。 １・・・太陽電池パドル、２・・・制御回路、３・・・
バッテリ、４・・・負荷、１０・・・太陽電池素子、１
１・・・基板、１２・・・サーモエレメント、１３・・
・接着剤、１４・・・導電体配線、１５・・・電気絶縁
体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　バッテリと太陽電池パドルと前記太陽電池パドルから
   の電力を前記バッテリと負荷に供給制御する制御部とを
   有し人工衛星に搭載される太陽電池装置において、前記
   太陽電池パドルの基板の背面に配置された前記太陽電池
   パドルを冷却するサーモエレメントと、指令信号によっ
   て前記サーモエレメントに電力を供給する前記制御部と
   を有することを特徴とする太陽電池装置。