Автор: Дарков Д.С., Полковниченко Д.В.
Источник: XVI Міжнародна молодіжна науково – практична конференція Людина і космос
Збірник тез. / Дніпропетровськ, НЦАОМ — 2014.
На данный момент времени солнечные батареи (СБ) являются одним из самых надёжных и достаточно хорошо отработанных источников энергоснабжения космических аппаратов (КА). Но, как известно из литературных источников, эффективность СБ для обеспечения КА энергией невысока и составляет около 8–13 %. Поэтому ее повышение является весьма важной и актуальной задачей.
В представленной работе подвергались анализу два метода повышения эффективности СБ для КА.
Первым рассмотрен метод повышения эффективности путем выбора оптимальной схемы расположения солнечной батареи на базовой платформе КА. Было показано, что эффективность СБ существенно зависит от ее конфигурации (пространственного размещения панелей относительно КА) и может быть повышена путем изменения углов установки СБ по сравнению с базовым вариантом. В работе представлены результаты расчетов и графики, на основе которых доказана возможность повышения данным методом КПД солнечной батареи на 40 %.
Вторым методом повышения эффективности СБ является добавление флуоресцентного органического красителя в один из слоев батареи. Этот краситель позволяет повысить эффективность солнечной батареи путем повышения поглощения света и производства электронов, улучшив преобразование света в энергию. Данный краситель обладает высокой поглощающей способностью, расширяет спектральное поглощение солнечных элементов и улучшает передачу электроэнергии. При добавлении флуоресцентного красителя, который основан на биохимическом механизме – резонансном переносе энергии Фёрстера (FRET), расчетным путем было доказано, что КПД СБ повышается на 38 – 40 %.
Из вышеизложенного можно сделать вывод, что оба метода повышения эффективности СБ позволяют существенно (на 40 %) увеличить КПД СБ для КА. При комбинации данных методов, а также применении других различных материалов, каждый из которых обладает высоким коэффициентом преобразования света в энергию, можно добиться еще большей эффективности и повысить КПД СБ для КА. Решение данных вопросов является предметом дальнейших исследований.