JPH07101400A - 太陽電池パドル制御装置 - Google Patents

太陽電池パドル制御装置

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JPH07101400A
JPH07101400A JP5250883A JP25088393A JPH07101400A JP H07101400 A JPH07101400 A JP H07101400A JP 5250883 A JP5250883 A JP 5250883A JP 25088393 A JP25088393 A JP 25088393A JP H07101400 A JPH07101400 A JP H07101400A
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JP
Japan
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solar cell
power
paddle
solar battery
control device
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Application number
JP5250883A
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English (en)
Inventor
Yukishige Nozaki
幸重 野崎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽光の照射方向に対する太陽電池パドルの
傾きを調整することによって余剰電力を少なくし、同時
に、放射線の照射量を少なくして太陽電池の劣化を小さ
くし、太陽電池パドルのサイズや重量を小さくできる太
陽電池パドル制御装置を提供すること。 【構成】 太陽電池パドル11に設けられる太陽電池1
2と、この太陽電池12で発生される電力の余剰分を消
費するシャントデシペータ13と、太陽電池で発生され
る電力の余剰分を検出する電力制御装置16と、この電
力制御装置16で検出される電力の余剰分が小さくなる
ように、太陽電池パドル11の向きを調整するパドル駆
動装置15とで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、人工衛星などに搭載さ
れる太陽電池パドル制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の太陽電池パドル制御装置につい
て、図3を参照して説明する。
【0003】31は太陽電池パドルで、太陽電池パドル
31には、太陽電池32や太陽電池が発生する電力の余
剰分を消費するシャントデシペータ33などが配置され
ている。例えば太陽電池32は、上部グループ32aと
下部グループ32bに分けられ、各グループ32a、3
2bともダイオードD1、D2を介してシャントデシペ
ータ33に接続されている。
【0004】なお、太陽電池32が発生する電力は衛星
本体34に送られる。太陽電池32から衛星本体34に
送られる電力は、パドル駆動装置35を経て電力制御装
置36に加えられる。そして、電力分配装置37で複数
に分配され負荷(図示せず)に供給される。なお、電力
制御装置36にはバッテリBが接続され、衛星自身が地
球などの影に入り太陽電池32が電力を発生できない場
合に、バッテリBから供給される電力が負荷に与えられ
る。
【0005】また、パドル駆動装置35は、姿勢制御装
置38から制御信号が送られる。そして、太陽電池32
が最大の電力を発生できるように、太陽電池32面が太
陽光の照射方向に垂直、もしくはできるだけ垂直となる
ように、太陽電池パドル31の向きを制御している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、太陽電池パ
ドル31面に配置される太陽電池32は、シリコンやガ
リウム・ヒ素の半導体素子で構成される。したがって、
太陽光に含まれる放射線や、地球のバンアレン帯に補足
される放射線が、宇宙空間などで太陽電池32に照射す
ると、半導体素子の結晶構造が破壊され、太陽電池32
の発電能力が劣化する。
【0007】このため、太陽電池32の発電能力は、太
陽電池32が搭載される衛星システムに要求される電力
に、劣化による電力の減少分を加えて設計される。この
場合、太陽電池パドル31の大きさや重力は太陽電池3
2の発生電力でほぼ決まる。したがって、放射線の照射
などによる発生電力の減少分が多くなればなるほど、太
陽電池パドル31の大きさや重量は大きくなる。
【0008】ところで、太陽電池32の発電能力は、そ
の後の劣化による電力の減少分が見込まれているため、
人工衛星が打ち上げられた初期の段階では電力が余る。
電力が余るとバス電圧が規定の上限値を越える虞があ
り、電力制御装置36がバス電圧を監視している。そし
て、バス電圧に対応するシャントデシペータ信号Sをシ
ャントデシペータ33に送り、バス電圧が上限値を越え
ないように電力の余剰分をシャントデシペータ33で消
費させている。
【0009】太陽電池32が例えばシリコンで構成され
ていると、人工衛星が静止軌道にある場合、太陽電池3
2の発電能力は、放射線の照射によって10年間で約2
割劣化する。したがって、太陽電池32の発電能力が低
下しても、必要な電力を確保するためには、人工衛星が
打ち上げられた直後は、負荷電力の約1.25倍の電力
が発生できるように設計される。
【0010】この模様を図4で説明する。図2の横軸は
期間(年)で、縦軸は発生電力(W)を示している。1
0年後に必要な電力をW1とすると、人工衛星の打ち上
げ直後の発生電力はW2(W1の約1.25倍)で、発
生電力W2は期間(年)の経過とともに低下していく。
【0011】したがって、全期間に亘って負荷が一定で
あると、斜線で示す部分が余剰電力としてシャントデシ
ペータで消費される。このように、太陽電池の劣化によ
る発電能力の低下を見込む必要から、太陽電池の発電能
力をその分大きくしなければならず、太陽電池パドルの
大きさや重量も大きくなる。ところで、人工衛星が打ち
上げられた後、期間の経過で太陽電池が劣化すると、余
剰電力が次第に減少し、バス電圧が低下する。したがっ
て、電力制御器36はバス電圧をモニターし、バス電圧
に応じたシャントドライブ信号Sをシャントデシペータ
33に送っている。そして、シャントデシペータ33で
消費される電力を少なくし、バス電圧が低下しないよう
にしている。なお、シャントドライブ信号Sの大きさ
は、シャントデシペータ33の動作状況に対応し、また
余剰電力の大小に対応する。
【0012】また、太陽電池パドルの大きさや重量を小
さくするために、放射線による太陽電池の劣化を抑制す
る方法が考えられる。例えば、厚いカバーガラスで太陽
電池の表面を覆う方法である。しかし、カバーガラスを
厚くすると太陽電池パドルの重量が重くなる。また、太
陽光の透過量が減少し発生電力が低下するなどの問題が
ある。
【0013】上記したように、従来の太陽電池パドル制
御装置では、太陽電池の発電能力を生かすために、太陽
光の照射方向に対し太陽電池面を垂直にし、そして、電
力の余剰分をシャントデシペータで消費する構成になっ
ている。このとき、太陽電池面が太陽光の照射方向を向
くので、太陽からの放射線の照射量も多くなりそれだけ
劣化が大きい。したがって、時間の経過による太陽電池
の劣化による発生電力の減少分を多く見込む必要があ
り、その分、太陽電池パドルのサイズや重量が大きなも
のになる。
【0014】本発明は、上記の欠点を解決するもので、
太陽光の照射方向に対する太陽電池パドルの傾きを調整
することによって余剰電力を少なくし、同時に、放射線
の照射量を少なくして太陽電池の劣化を小さくし、太陽
電池パドルのサイズや重量を小さくできる太陽電池パド
ル制御装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池パドル
制御装置は、太陽電池パドルに設けられる太陽電池と、
この太陽電池で発生される電力の余剰分を消費するシャ
ントデシペータと、前記太陽電池で発生される電力の余
剰分を検出する電力制御装置と、この電力制御装置で検
出される前記電力の余剰分が小さくなるように、前記太
陽電池パドルの向きを調整するパドル駆動装置とで構成
されている。
【0016】
【作用】上記の構成によれば、打ち上げ直後など太陽電
池の発生電力に余剰がある場合、太陽光の照射方向に対
する太陽電池パドル面の向きを垂直方向からずらし余剰
電力を小さくしている。この際、太陽電池パドル面の向
きが垂直方向からずれることにより、太陽電池パドル面
の太陽電池に対し、太陽から照射される放射線も少なく
なる。したがって、打ち上げ直後など余剰電力が大きい
時期における太陽電池の劣化を抑制できる。このため、
太陽電池の劣化による発電能力の低下が小さいので、太
陽電池の当初の発電能力を小さく設計できる。したがっ
て、太陽電池パドルのサイズや重量を小さくできる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図1を参
照して説明する。
【0018】11は太陽電池パドルで、太陽電池パドル
11には、太陽電池12や太陽電池が発生する電力の余
剰分を消費するシャントデシペータ13などが配置され
ている。太陽電池12は、上部グループ12aと下部グ
ループ12bに分けられ、各グループ12a、12bと
もダイオードD1、D2を介してシャントデシペータ1
3に接続されている。
【0019】なお、太陽電池12で発生される電力は衛
星本体14に送られる。衛星本体14に送られる電力
は、パドル駆動装置15を経て電力制御装置16に供給
される。その後、電力分配装置17で電力は複数に分割
され、負荷(図示せず)に供給される。なお、電力制御
装置16にはバッテリBが接続されている。そして、衛
星自身が地球の影に入り太陽電池12が電力を発生でき
ない場合に、バッテリBから供給される電力が負荷に与
えられる。
【0020】また、パドル駆動装置15は、姿勢制御装
置18から制御信号が供給され、太陽光の照射方向に対
する太陽電池パドルの向きを制御している。また、電力
制御装置16はバス電圧をモニターし、余剰電力の増減
でバス電圧が上下した場合に、バス電圧の大きさに対応
するシャントドライブ信号Sを生成している。なお、シ
ャントドライブ信号Sはシャントデシペータ13に送ら
れ、シャントデシペータ13で消費される電力の余剰分
を調整している。
【0021】なお、電力制御装置16で生成されるシャ
ントドライブ信号Sは姿勢制御装置18にも送られる。
シャントドライブ信号Sは電力の余剰分に対応する信号
であり、姿勢制御装置18は、シャントドライブ信号S
の大小から電力の余剰分を検出している。
【0022】ところで、太陽電池パドル11を駆動する
動作モードには、クロックモードや自動追尾モード、マ
ニュアルモードの3つがあり、例えば、自動追尾モード
では、太陽センサの信号を利用して、太陽光の照射方向
に対し太陽電池12面が垂直になるように太陽電池パド
ル11の向きを制御している。
【0023】しかし、太陽電池12面に太陽光が垂直に
照射すると、太陽電池12の発電能力が増大し電力の余
剰分が増える。したがって、姿勢制御装置18では、シ
ャントドライブ信号Sから余剰電力の増減を検出し、シ
ャントドライブ信号Sが規定値以上になった場合に太陽
光の照射方向に対する太陽電池パドル11の向きをより
大きく傾け、太陽電池12の発生電力を小さくし、余剰
電力が少なくなるようにしている。
【0024】なお、期間の経過などにより太陽電池12
の劣化で発生電力が低下し、余剰電力が少なくなった場
合は、太陽光の照射方向に対する太陽電池パドル11面
の向きを垂直に近づけ、太陽電池12の発生電力が大き
くなるようにする。
【0025】上記したように、太陽電池の発生電力に余
剰分がある場合、太陽光の照射方向に対する太陽電池パ
ドル面の向きを垂直方向からずらし余剰電力を小さくし
ている。この際、太陽電池パドル面が傾くことにより、
太陽電池パドル面に太陽から照射される放射線が少なく
なる。
【0026】したがって、打ち上げ直後など余剰電力が
大きい時期は、太陽電池パドル面の傾きが大きく、太陽
による放射線の照射量も少なくなり、太陽電池の劣化が
抑制される。
【0027】ここで、打ち上げ後の期間の経過と発生電
力の関係について図2で説明する。図2で横軸は期間
(年)で、縦軸は発生電力(W)である。10年後に必
要な電力がW1とすると、従来の装置では太陽電池の劣
化を見込み、人工衛星の打ち上げ直後の発生電力はW2
(W1の約1.25倍)にされている。しかし、本実施
例の場合は、放射線による太陽電池の劣化が小さいた
め、人工衛星の打ち上げ直後の発生電力はW2より小さ
い例えばW0に設定できる。このため、太陽電池の発電
能力を小さく設計でき、太陽電池パドルの大きさや重量
を小さくできる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、太陽電池パドルの発生
電力やサイズ、重量を小さくできる太陽電池パドルの制
御装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路構成図である。
【図2】本発明の一実施例を説明する図である。
【図3】従来例を示す回路構成図である。
【図4】従来例を説明する図である。
【符号の説明】
11…太陽電池パドル 12…太陽電池 13…シャントデシペータ 14…衛星本体 15…パドル駆動装置 16…電力制御装置 17…電力分配装置 18…姿勢制御装置 B…バッテリ S…シャントドライブ信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽電池パドルに設けられる太陽電池
    と、この太陽電池で発生される電力の余剰分を消費する
    シャントデシペータと、前記太陽電池で発生される電力
    の余剰分を検出する電力制御装置と、この電力制御装置
    で検出される前記電力の余剰分が小さくなるように、前
    記太陽電池パドルの向きを調整するパドル駆動装置とを
    具備する太陽電池パドル制御装置。
JP5250883A 1993-10-07 1993-10-07 太陽電池パドル制御装置 Pending JPH07101400A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5250883A JPH07101400A (ja) 1993-10-07 1993-10-07 太陽電池パドル制御装置

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JP5250883A JPH07101400A (ja) 1993-10-07 1993-10-07 太陽電池パドル制御装置

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JPH07101400A true JPH07101400A (ja) 1995-04-18

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ID=17214441

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JP5250883A Pending JPH07101400A (ja) 1993-10-07 1993-10-07 太陽電池パドル制御装置

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JP (1) JPH07101400A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2621816C1 (ru) * 2016-02-29 2017-06-07 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Способ определения выходной мощности солнечной батареи космического аппарата
RU2665145C1 (ru) * 2017-05-31 2018-08-28 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Способ контроля системы энергопитания снабженного солнечными батареями космического аппарата
JP2019176687A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 電力制御システム

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RU2621816C1 (ru) * 2016-02-29 2017-06-07 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Способ определения выходной мощности солнечной батареи космического аппарата
RU2665145C1 (ru) * 2017-05-31 2018-08-28 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Способ контроля системы энергопитания снабженного солнечными батареями космического аппарата
JP2019176687A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 電力制御システム
JP2023106511A (ja) * 2018-03-29 2023-08-01 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 電力制御システム

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