Ovaj rad predstavlja sveobuhvatnu usporedbu sustava za proizvodnju fotonaponskih energija na Međunarodnoj svemirskoj stanici (ISS) i kineske svemirske stanice (CSS). Ključni parametri, uključujući specifikacije fotonaponskih niza, izlaz elektroenergetskog sustava, strukturne konfiguracije, stanične tehnologije, mogućnosti skladištenja energije i napajanja napajanja kako bi se istaknule tehnološke karakteristike i operativne razlike između dvije svemirske stanice.

1.fotovoltaična snaga, napon i struja

1.1Nernacionalna svemirska stanica (ISS)

ISS ima četiri velika krila solarnog niza, pri čemu je svako krilo prvobitno moglo stvoriti preko 30 kW, što rezultira ukupnom nominalnom izlazom snage od 124 kW (obično djeluje na oko 80 kW u standardnim uvjetima)¹. Ovi nizovi djeluju na istosmjerni napon od približno 160 V, koji se spušta na 124 V putem DC - DC Converter jedinice (DDCU) za stanicu - široku distribuciju¹. Trenutne razine variraju ovisno o potražnji snage, ali vršna struja po poljani može prelaziti 187 A (izračunato od 30 kW / 160 V).

Izvor slike: Sohu News. "Ima li Međunarodna svemirska stanica elektrane ili drugu energiju - generiranje opreme?"

https://m.sohu.com/a/374148541_120085179/

2021. godine NASA je pokrenula nadogradnju s novim kolu - Out Solarni nizovi (ROSA), povećavajući ukupni kapacitet napajanja na 215 kW². Ovi nadograđeni nizovi održavaju kompatibilnost s postojećim distribucijskim sustavom od 124 V, istovremeno poboljšavajući učinkovitost tijekom niskih kutova sunca².

Izvor slike: Ured za svemirsku inženjersku inženjersku inženjersku kinu. "NASA za nadogradnju International Space Station Solar Arrays."

https://www.cmse.gov.cn/hqsy/lydt/gjkjz/202101/t20210128_47565.html

Izvorni solarni paneli ISS -a vjerojatno su dobili od više proizvođača. Tecstar, na primjer, pružio je solarne ploče za program ISS -ovog privremenog upravljačkog modula (ICM) u prošlosti³. Komponente nadograđenog Rosa Array -a dobivaju se iz Spectrolab⁴.

1.2Chinese svemirska stanica (CSS)

CSS uključuje šest skupina solarnih krila s kombiniranom snagom dizajna veće od 100 kW⁵. Svako solarno krilo djeluje pri istosmjernom naponu optimiziran za sustav upravljanja napajanjem stanice (specifične vrijednosti koje nisu javno objavljene). S ukupnom raspoređenom površinom od 138 m² na svoja najveća četiri krila (svaka 27 m × 4m), CSS postiže veliku gustoću snage kroz naprednu staničnu tehnologiju⁵. Trenutna ocjena proporcionalne su izlazu snage, pri čemu procjene prelaze 800 A pri glavnom naponu sabirnice (izvedene iz pretpostavke od 100 kW / 125 V).

Izvor slike: NetEase News. "Zastavljeni dizajn? Kineska svemirska stanica 'lagana' s 300 tonom?" https://www.163.com/dy/article/k00llu970538JEM.html

Što se tiče proizvođača fotonaponskih komponenti CSS -a, dok se određeni detalji ne objavljuju, Kina ima nekoliko vodećih domaćih proizvođača solarnih panela. Na primjer, tvrtke poput Solarpacea, kineskog proizvođača solarnih panela Tier-1 osnovan 2011. godine, mogle bi biti uključene. Do kraja 2023. godine imao je proizvodne kapacitete dosežući 60 gigavata stanica i 7,2 gigavata modula, s bazama u Kambodži, Laosu i Kini⁶. Drugi mogući kandidat je Xpower Solar Energy Co., Ltd, davatelj čiste energije specijaliziran za visoke - PV module performansi s globalnim proizvodnim kapacitetom od 1 GW modula i dva proizvodna pogona u Kini⁷.

2.STRUCTURU KONFIGURACIJE: Spremljene i raspoređene države

2.1SS

Skladena konfiguracija: Izvorni solarni nizovi presavijeni su u kompaktne dijelove za pokretanje, dok se noviji ROSA nizovi pohranjuju u cilindrične kanistere (≈1m promjera × 6m duljine)².

Umještena konfiguracija: Svako krilo niza traje 73 metra (240 stopa) s ukupnom površinom od 2.500 m² (27 000 četvornih metara)⁸. Osam nizova raspoređeno je po američkom orbitalnom segmentu, montiranim na rotirajuće gimbale za praćenje sunca¹.
 

Distribucija: Četiri para nizova protežu se od strukture stanice, s ruskim modulima (Zvezda, Zarya) s manjim pomoćnim nizovima (Zaryevi nizovi su trenutno uvučeni)¹.

Izvor slike: NASA. "Solarni nizovi na međunarodnoj svemirskoj stanici."

https://www.nasa.gov/image [(22} Aarticle/SOlar ((33 ,Arrays ({4} }International [[5 je to

2.2css

Spremljena konfiguracija: Solarna krila presavijena su u više -, harmonika - poput strukture koja se uklapa u pokretanje saobira, koristeći lagane kompozitne materijale za kompaktno skladištenje.

Uložena konfiguracija: svako krilo se raspoređuje na 27m × 4m, s multi - dimenzionalnim sustavom artikulacije koji omogućuje rotaciju ± 180 stupnjeva za optimalno praćenje sunca⁵. Šest krila je raspodijeljeno: Tianhe, Mengtian i Wetian imaju par⁵.

Distribucija: Simetrično postavljanje minimizira zasjenjenje između modula, a krila se protežu okomito na uzdužnu osi stanice.

3.fotovoltaične stanične tehnologije

3.1SS

Originalni nizovi (1998) Koristite solarne ćelije utemeljene na silicijumu - s ≈14% učinkovitosti pretvorbe⁵.

Nadograđeni ROSA nizovi uključuju napredne trostruke - stanice spajanja (vjerojatno GAAS - utemeljene) za poboljšanje učinkovitosti, iako specifični materijali ostaju neotkriveni².

3.2css

Employs triple-junction gallium arsenide (GaAs) cells with >30% učinkovitost pretvorbe^5,9.

Ove stanice koriste Indium Galium fosfid (Ingap), Galium arsenid (GAAS) i germanij (GE) slojeve za snimanje više svjetlosnih spektra, kritičnih za uvjetima - Zemljine orbite.

Izvor slike: NetEase News. "Zastavljeni dizajn? Kineska svemirska stanica 'lagana' s 300 tonom?" https://www.163.com/dy/article/k00llu970538JEM.html

4.Battery Sustavi za pohranu

4.1iss

Izvorna baterija bila je nikl - metalna hidridna baterija (ni - h₂), koji se sastoji od 48 neovisnih modula baterija (ORU), s ukupnom dostupnom energijom od 96kWh za cijeli sustav za skladištenje energije. U 2017. godini nadograđen je na litij - ionsku bateriju, pri čemu je svaki nikl - metalni hidrid baterija ORU zamijenjen litijem - ion baterijom ORU, udvostručujući kapacitet i energiju. Ukupna dostupna energija cijelog sustava za skladištenje energije ISS povećana je na oko 192 kWh¹⁰.

Ove baterije pohranjuju ≈60% generirane snage tijekom dnevnog svjetla kako bi podržale operacije tijekom sjene Zemlje (≈35 minuta po orbiti)⁸.

Nikal - vodikove baterije na ISS -u dobivene su od više dobavljača. Kako se ISS kreće prema naprednijim litijevim - ionskim baterijama, grupa grupe GS Yuasa Corporation, GS Yuasa Technology Ltd. (GYT), proizvodi litij - ionske ćelije od 2012. godine¹¹.

4.2css

Svaki modul kineske svemirske stanice (Tianhe modul, dinijski modul i mengtijski modul) ima vlastita fotonaponska krila i neovisne sustave za pohranu energije. Sustavi koriste litij - ionske baterije. Modul jezgre Tianhe opremljen je sa šest setova litij - ionskih baterija, dinijski laboratorijski modul s četiri seta i mengtijski laboratorijski modul s četiri seta. Dužnosnik nije otkrio specifični kapacitet baterije. Međutim, prema javnim izvješćima i stručnim nagađanjima, očekuje se da će kapacitet svake grupe baterije biti na razini 100-200 AH, a ukupna dostupna energija cijelog sustava svemirske stanice procjenjuje se na više od 100 kWh¹².

Za CSS, mogući proizvođači litija - ionske baterije uključuju CATL (suvremena amperex tehnologija Co., Limited), globalni lider u litiju - ionske baterije i svemirski flight, koji ima iskustva u izradi različitih vrsta baterija^5,13.

5. Omogućavanje mogućnosti opskrbe

5.1SS

Podržava maksimalno opterećenje od 124 kW (nadogradivo na 215 kW), pokretanje životne podrške, komunikacijskih sustava i više od 50 znanstvenih eksperimenata².

5,2css

Generira ≈1 000 kWh dnevno, dovoljno za desetine ormara za eksperimente i potrebe posade⁵.

Kapacitet 100+ kW omogućava buduće širenje, uključujući dodatne module i visoke - znanstvene instrumente snage.

ISS i CSS fotonaponski sustavi odražavaju njihove ere i operativne zahtjeve dizajna. ISS, sa svojim većim područjem niza i inkrementalnim nadogradnjama, daje prioritet naslijeđenoj kompatibilnosti, dok CSS koristi napredne Gaas ćelije i modularni dizajn za veću učinkovitost. Oba sustava pokazuju robusna rješenja za održavanje ljudske prisutnosti u niskoj - Zemljinoj orbiti.

Izvori:

1.OHU VIJESTI. "Ima li Međunarodna svemirska stanica elektrane ili drugu energiju - generiranje opreme?" https://m.sohu.com/a/374148541_120085179/

2.China Ured za svemirsku inženjersku inženjersku. "NASA za nadogradnju International Space Station Solar Arrays." https://www.cmse.gov.cn/hqsy/lydt/gjkjz/202101/t20210128_47565.html

3.SpaideAily. "Tecstar isporučuje ISS solarne ploče." https://www.spaIdaily.com/reports/tecstar_ships_iss_solar_panels.html

4. "Boeing osigurati još šest solarnih nizova za međunarodnu svemirsku stanicu." https://boeing.mediarooma.com/news ((44 }Releases ((

5.Wang Yanan (zrakoplovno znanje). "Kina svemirska stanica 'Power Bank': 1 milijuna juana po četvornom metru, generirajući 1000 kWh dnevno." http://m.toutiao.com/group/7161312038013190656/?upStream_biz ((

6.A1SOLARSTORE. "Solarpace Solar Panels Pregled 2025: U - dubinski izgled." https://a1solarstore.com/blog/solarspace ({8}Solar ([9 je to9}.

7.xpower Solar. "Vodeći solarni PV moduli Proizvođač|O XPOWER -u." https://www.xpowersolar.com/about/

8.nasa. "Solarni nizovi na međunarodnoj svemirskoj stanici." https://www.nasa.gov/image ((5 jel.

9.NETEASE VIJESTI. "Zastavljeni dizajn? Kineska svemirska stanica 'lagana' s 300 tonom?" https://www.163.com/dy/article/k00llu970538JEM.html

10.Eugene Schwanbeck; Penni Dalton. "Litij međunarodne svemirske stanice - ionske baterije za primarni električni sustav."

11.gs Yuasa. "Litij GS Yuasa - ionske ćelije koje će se četvrti put isporučiti u Međunarodnu svemirsku stanicu." https://www.gs - yuasa.com/en/newsrelease/article.php?code=gs200509534828_785

12.Chinin svemirski program. "Energetski sustav kineske svemirske stanice."

13.solarfeeds. "SpaceFlight Power 65 AH, 100 AH, 150 AH, 250 AH Olovna kiselina (AGM) Kapacitet baterije, cijene, recenzije." https://www.solarfeeds.com/battery/long ({9 bled