JPS641360B2 - - Google Patents

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JPS641360B2
JPS641360B2 JP58068741A JP6874183A JPS641360B2 JP S641360 B2 JPS641360 B2 JP S641360B2 JP 58068741 A JP58068741 A JP 58068741A JP 6874183 A JP6874183 A JP 6874183A JP S641360 B2 JPS641360 B2 JP S641360B2
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JP
Japan
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solar
paddle
solar battery
satellite
paddles
Prior art date
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Application number
JP58068741A
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Japanese (ja)
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JPS59195500A (en
Inventor
Mitsuharu Suzuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPS59195500A publication Critical patent/JPS59195500A/en
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、宇宙空間において太陽光から電気エ
ネルギーを取得するための太陽電池パドルを太陽
に追尾させる太陽追尾装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a solar tracking device for tracking the sun with a solar battery paddle for acquiring electrical energy from sunlight in outer space.

衛星本体に対し独立した構成の太陽電池パドル
の太陽電池面を太陽方向に指向させる方法とし
て、パドルに取りつけられた二系統の太陽センサ
から太陽入射角度信号を検出し、その角度差によ
つてパドル駆動信号の制御を行い、パドルを駆動
する方法が一般的である。
As a method of directing the solar cell surface of the solar cell paddle, which is configured independently from the satellite body, toward the sun, the solar incident angle signal is detected from two systems of solar sensors attached to the paddle, and the paddle A common method is to control a drive signal to drive the paddle.

第1図はそのような方式で構成された太陽追尾
装置の構成を示す図である。太陽センサ3より出
力される太陽入射角度信号はパドル駆動信号制御
装置4に入力し、パドル駆動信号制御装置4から
前記太陽入射角度信号に制御された駆動信号が出
力される。駆動装置5はこの駆動信号により太陽
電池パドル2を所定量だけ回転させる。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a solar tracking device configured in such a manner. The sun incidence angle signal output from the sun sensor 3 is input to a paddle drive signal control device 4, and a drive signal controlled by the sun incidence angle signal is output from the paddle drive signal control device 4. The drive device 5 rotates the solar battery paddle 2 by a predetermined amount based on this drive signal.

通常、この種の追尾装置に使用されている各装
置は信頼性を確保するためそれぞれ冗長構成とな
つている。
Usually, each device used in this type of tracking device has a redundant configuration to ensure reliability.

また、宇宙空間において太陽電池パドルに効率
的に太陽エネルギーを取得させるために各装置毎
に所定性能の発揮と、所定のインタフエース条件
の遵守が要求され、そのために各装置は勿論、総
合的にも高度の制御が要求されている。本装置に
おいて、主系に故障が発生した場合は上述の冗長
系に切り換えられる。しかしながらその切換の間
は一定時間、太陽電池パドルの非追尾状態が起き
るため発生電力が減少するという欠点があつた。
In addition, in order for solar array paddles to efficiently acquire solar energy in outer space, each device is required to exhibit specified performance and comply with specified interface conditions. A high level of control is also required. In this device, if a failure occurs in the main system, the system is switched to the above-mentioned redundant system. However, during the switching, the solar array paddles are not tracked for a certain period of time, resulting in a decrease in the generated power.

本発明の目的は装置の構成を簡易にすることに
より故障の発生する確率を下げるとともに追尾動
作に電力を必要としない太陽電池パドルの太陽追
尾装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a solar array paddle solar tracking device that reduces the probability of failure by simplifying the configuration of the device and does not require electric power for tracking operation.

前記目的を達成するために本発明による太陽電
池パドルの太陽追尾装置は人工衛星に搭載される
太陽電池パドルの太陽追尾装置において、太陽電
池素子を平板状に張り詰めてなる複数の太陽電池
パドルと前記複数の太陽電池パドルを一体的に結
合する構造物とからなるパドル系と、棒状の矢状
構造物とこの矢状構造物の端部に結合され、両面
が太陽光の反射率の高い平板状の羽根状構造物と
からなる太陽追尾部と、前記人工衛星本体に対し
回転自由で、前記パドル系と太陽追尾部を一体的
に結合するための軸とからなり、衛星の打ち上げ
時は前記複数の太陽電池パドルと前記太陽追尾部
とを折り畳み、太陽エネルギー取得時は前記複数
の太陽電池パドルを前記軸中心に左右対称に展開
し、かつ前記太陽追尾部の矢状構造物は前記太陽
電池パドルの展開面に対し直角に、前記羽根状構
造物の面は前記太陽電池パドルの展開面に対し直
角、かつ前記軸に対し平行になるように展開して
前記軸中心に前記展開した太陽電池パドルと太陽
追尾部が一体的に回転するように構成してある。
In order to achieve the above object, the solar array paddle solar tracking device according to the present invention is a solar array paddle solar tracking device mounted on an artificial satellite. a paddle system consisting of a structure that integrally connects the plurality of solar cell paddles, a bar-shaped sagittal structure, and a flat plate that is connected to the end of the sagittal structure and has both surfaces with high solar reflectance. It consists of a sun tracking section consisting of a wing-like structure, and a shaft that is rotatable relative to the satellite body and integrally connects the paddle system and the sun tracking section, and when the satellite is launched. A plurality of solar battery paddles and the solar tracking section are folded, and when acquiring solar energy, the plurality of solar battery paddles are unfolded symmetrically about the axis, and the sagittal structure of the solar tracking section The surface of the wing-like structure is expanded perpendicularly to the expanded surface of the paddle, and parallel to the axis, and the expanded solar cell is centered on the axis. The paddle and the sun tracking unit are configured to rotate together.

前記構成によれば太陽追尾部の羽根構造物の両
面に衝突する太陽光のフオトンにより与えられる
回転力によつてパドル系を太陽に追尾させること
ができるので、太陽追尾のための電力は不要とな
り、装置自体の信頼性が向上し、本発明の目的は
完全に達成される。
According to the above configuration, the paddle system can be made to track the sun by the rotational force given by the photons of sunlight colliding with both sides of the blade structure of the sun tracking unit, so no electric power is required for solar tracking. , the reliability of the device itself is improved and the object of the invention is fully achieved.

以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説
明する。第2図は本発明による太陽電池パドルの
太陽追尾装置を搭載した人工衛星の概略斜視図
で、太陽追尾装置が人工衛星本体1より展開され
た状態を示すものである。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic perspective view of an artificial satellite equipped with a solar tracking device for a solar array paddle according to the present invention, showing the state in which the solar tracking device is deployed from the main body 1 of the artificial satellite.

2つの太陽電池パドル2は互にリジツトな構造
物2aによつて結合されている。この互に結合さ
れた2つのパドル(以下パドル系と呼ぶ)は衛星
本体1の中心を軸に自由に回転できる。太陽追尾
部6は矢状構造物7と羽根状構造物8とによつて
構成され、それらは互に一体化されている。この
太陽追尾部6はパドル系のパドル面に対して直角
になるように衛星の中心を通る軸9(リジツトな
構造物)によつてパドル系と一体的に結合されて
いる。このときの矢状構造物7は太陽電池面側
に、また羽根状構造物8は太陽電池面と反対側
に、かつその面が軸9に対し平行になるような位
置関係に、また太陽電池パドルにより太陽光を遮
られないような位置となつている。この太陽追尾
部6の形状は地球上における風向計の構造に近似
するものである。風向計は矢の部分と羽根の部分
に加わる風合による回転軸回りの回転トルクの差
により矢の部分が常に風上に指向する。本発明に
よる太陽追尾装置は上記風向計と同じ原理で動作
するもので、この場合、回転力を与えるものは太
陽光のフオトンである。フオトンが羽根の部分に
衝突するとその反作用によつて回転トルクが発生
し、そのトルク差によつて矢の部分が常時、太陽
の方向(正確には太陽方向の内の衛星中心に対す
る直角方向と平行な成分)に位置付けされる。こ
れにより太陽追尾部とリジツトに結合されている
太陽電池パドルの太陽電池面は常に太陽方向(正
確には太陽方向のうち太陽電池面に垂直方向と平
行な成分)を指向することになる。この結果、太
陽電池パドルは常に最も高い効率で太陽光から電
気エネルギーを取得することができる。
The two solar cell paddles 2 are connected to each other by a rigid structure 2a. These two mutually coupled paddles (hereinafter referred to as paddle system) can freely rotate around the center of the satellite body 1. The solar tracking section 6 is composed of a sagittal structure 7 and a wing-like structure 8, which are integrated with each other. This solar tracking section 6 is integrally connected to the paddle system by an axis 9 (rigid structure) passing through the center of the satellite so as to be perpendicular to the paddle surface of the paddle system. At this time, the sagittal structure 7 is on the side of the solar cell surface, the wing-like structure 8 is on the side opposite to the solar cell surface, and the surface is parallel to the axis 9, and the solar cell The paddle is positioned so that sunlight is not blocked. The shape of the sun tracking section 6 approximates the structure of a wind vane on Earth. In a wind vane, the arrow part always points upwind due to the difference in rotational torque around the rotational axis due to the texture applied to the arrow part and the blade part. The solar tracking device according to the present invention operates on the same principle as the wind vane described above, and in this case, it is photons of sunlight that provide the rotational force. When the photon collides with the blade, the reaction generates rotational torque, and the difference in torque causes the arrow part to always move in the direction of the sun (more precisely, parallel to the direction perpendicular to the satellite center within the sun direction). It is positioned as a component (component). As a result, the solar cell surface of the solar cell paddle that is rigidly coupled to the solar tracking section is always oriented in the solar direction (more precisely, the component of the solar direction that is perpendicular and parallel to the solar cell surface). As a result, the solar array can always obtain electrical energy from sunlight with the highest efficiency.

太陽追尾部6の羽根状構造物8は一定の面積と
高い太陽光反射率を有している。この羽根状構造
物8より得られるフオトンの衝突による回転トル
ク差は太陽電池パドルの回転部分と衛星本体との
摩擦による回転に対する抵抗力より打ち勝つてい
る。宇宙空間においては重力が働かないため、回
転部分に発生する摩擦力は非常に小さなもので、
フオトンの衝突によつて得られる回転トルクによ
つて太陽電池パドルの向きを変えることは可能で
ある。太陽電池パドルはその表面が太陽電池セル
であることから太陽光に対し反射率は低いが、さ
らに反射率を低くするための表面処理が施こされ
ている。
The wing-like structure 8 of the solar tracking unit 6 has a constant area and high sunlight reflectance. The rotational torque difference due to the collision of photons obtained from this wing-like structure 8 overcomes the resistance to rotation due to friction between the rotating portion of the solar array paddle and the satellite body. Since gravity does not work in outer space, the frictional force generated on rotating parts is very small.
It is possible to change the direction of the solar array paddle by the rotational torque obtained by the photon collision. Since the surface of the solar battery paddle is a solar battery cell, its reflectance to sunlight is low, but the surface is treated to further reduce the reflectance.

太陽追尾装置は打ち上げ時は折り畳まれて衛星
本体に保持され、所定の軌道上に衛星が達した
後、展開される。
The solar tracking device is folded and held on the satellite body during launch, and is unfolded after the satellite reaches a predetermined orbit.

以上、詳しく説明したように本発明によれば従
来の装置と異なり、太陽センサ、パドル駆動信号
制御装置および太陽電池パドル駆動装置はすべて
不要となるので衛星の消費電力は大幅に減少し、
重量的にも軽減化される。
As explained in detail above, according to the present invention, unlike conventional devices, the solar sensor, paddle drive signal control device, and solar paddle drive device are all unnecessary, so the power consumption of the satellite is significantly reduced.
The weight is also reduced.

また、構造的に非常に単純な構成であるので故
障の発生の確率が非常に少なく、宇宙空間の太陽
光においては地球上の風のようにフオトンの力、
光線の方向が変化することはあり得ないことから
きわめて安定した制御能力を発揮する。本発明に
よる太陽追尾装置はその機能が受動的機能である
ため機能の維持のためのエネルギーを一切必要と
しない。
In addition, since it has a very simple structure, the probability of failure is extremely low.
Since it is impossible for the direction of the light beam to change, it exhibits extremely stable control ability. Since the solar tracking device according to the present invention is a passive function, it does not require any energy to maintain its function.

太陽追尾装置の応用の対象としての衛星の範囲
はパドル系が衛星回りの回転方向に対して力学的
に自由であれば衛星の軌道、衛星姿勢制御方式等
によつて限定されない。
The range of satellites to which the solar tracking device can be applied is not limited by the orbit of the satellite, the satellite attitude control method, etc., as long as the paddle system is dynamically free in the direction of rotation around the satellite.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の太陽電池パドルの太陽追尾方式
を系統的に示すブロツク図、第2図は本発明によ
る太陽追尾装置の概略図である。 1……衛星本体、2……太陽電池パドル、3…
…太陽センサ、4……パドル駆動信号制御装置、
5……太陽電池パドル駆動装置、6……太陽追尾
部、7……矢状構造物、8……羽根状構造物、9
……軸。
FIG. 1 is a block diagram systematically illustrating a conventional solar array solar tracking system, and FIG. 2 is a schematic diagram of a solar tracking device according to the present invention. 1...Satellite main body, 2...Solar battery paddle, 3...
...sun sensor, 4...paddle drive signal control device,
5... Solar battery paddle drive device, 6... Sun tracking unit, 7... Sagittal structure, 8... Wing-like structure, 9
……shaft.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 人工衛星に搭載される太陽電池パドルの太陽
追尾装置において、太陽電池素子を平板状に張り
詰めてなる複数の太陽電池パドルと前記複数の太
陽電池パドルを一体的に結合する構造物2aとか
らなるパドル系と、棒状の矢状構造物とこの矢状
構造物の端部に結合され、両面が太陽光の反射率
の高い平板状の羽根状構造物とからなる太陽追尾
部と、前記人工衛星本体に対し回転自由で、前記
パドル系と太陽追尾部を一体的に結合するための
軸9とからなり、衛星の打ち上げ時は前記複数の
太陽電池パドルと前記太陽追尾部とを折り畳み、
太陽エネルギー取得時は前記複数の太陽電池パド
ルを前記軸9中心に左右対称に展開し、かつ前記
太陽追尾部の矢状構造物は前記太陽電池パドルの
展開面に対し直角に、前記羽根状構造物の面は前
記太陽電池パドルの展開面に対し直角、かつ前記
軸9に対し平行になるように展開して前記軸9中
心に前記展開した太陽電池パドルと太陽追尾部が
一体的に回転するように構成したことを特徴とす
る太陽電池パドルの太陽追尾装置。
1. A solar tracking device for solar battery paddles mounted on an artificial satellite, consisting of a plurality of solar battery paddles made of solar battery elements stretched in a flat plate shape, and a structure 2a that integrally connects the plurality of solar battery paddles. a solar tracking section consisting of a rod-shaped sagittal structure and a flat blade-like structure that is connected to the end of the sagittal structure and has both surfaces with high solar reflectance; It consists of a shaft 9 that is free to rotate relative to the satellite body and that integrally connects the paddle system and the solar tracking unit, and when the satellite is launched, the plurality of solar battery paddles and the solar tracking unit are folded,
When acquiring solar energy, the plurality of solar battery paddles are deployed symmetrically about the axis 9, and the sagittal structure of the solar tracking section is arranged perpendicularly to the deployment surface of the solar battery paddle, and the wing-shaped structure The surface of the object is developed so as to be perpendicular to the development surface of the solar cell paddle and parallel to the axis 9, and the developed solar cell paddle and the solar tracking unit rotate integrally about the axis 9. A solar tracking device for a solar array paddle, characterized in that it is configured as follows.
JP58068741A 1983-04-19 1983-04-19 Solar tracking device for solar cell paddle Granted JPS59195500A (en)

Priority Applications (1)

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JP58068741A JPS59195500A (en) 1983-04-19 1983-04-19 Solar tracking device for solar cell paddle

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JP58068741A JPS59195500A (en) 1983-04-19 1983-04-19 Solar tracking device for solar cell paddle

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JPS59195500A JPS59195500A (en) 1984-11-06
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2941283B2 (en) * 1988-03-31 1999-08-25 株式会社東芝 Attitude control device

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US3173626A (en) * 1962-07-30 1965-03-16 Thompson Ramo Wooldridge Inc Attitude stabilization of spacecraft
JPS5924040B2 (en) * 1979-01-09 1984-06-06 三菱電機株式会社 Torque generator for controlling artificial satellites, etc.

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JPS59195500A (en) 1984-11-06

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