Nedivulgarea panourilor solare pentru nave spațiale. Ecowatt: baterii și panouri solare în spațiu. Proiecte moderne ale NPP Kvant în domeniul fotovoltaicului spațial

Rețeaua solară pe ISS

Baterie solară - mai multe convertoare fotoelectrice combinate (fotocelule) - dispozitive semiconductoare care transformă direct energia solară în curent electric direct, spre deosebire de colectoarele solare care încălzesc materialul de transfer de căldură.

Diverse dispozitive care permit transformarea radiației solare în energie termică și electrică fac obiectul cercetărilor în domeniul energiei solare (din grecescul helios Ήλιος, Helios -). Producția de celule fotovoltaice și colectoare solare se dezvoltă în direcții diferite. Panourile solare vin într-o varietate de dimensiuni, de la cele încorporate în calculatoare până la care ocupă acoperișurile mașinilor și clădirilor.

Poveste

Primele prototipuri de celule solare au fost create de fotochimistul italian de origine armeană Giacomo Luigi Chamichan.

Pe 25 aprilie 1954, Bell Laboratories a anunțat crearea primelor celule solare pe bază de siliciu care generează curent electric. Această descoperire a fost făcută de trei angajați ai companiei - Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin și Gerald Pearson. Deja 4 ani mai târziu, pe 17 martie 1958, a fost lansat în SUA primul cu panouri solare, Vanguard 1. Doar câteva luni mai târziu, pe 15 mai 1958, Sputnik-3 a fost lansat în URSS, folosind totodată panouri solare.

Utilizați în spațiu

Panourile solare sunt una dintre principalele modalități de a genera energie electrică pentru: funcționează mult timp fără a consuma materiale și, în același timp, sunt prietenoase cu mediul, spre deosebire de nucleară și.

Cu toate acestea, atunci când zboară la o distanță mare de Soare (dincolo de orbită), utilizarea lor devine problematică, deoarece fluxul de energie solară este invers proporțional cu pătratul distanței de la Soare. Când zboară către și , dimpotrivă, puterea bateriilor solare crește semnificativ (în regiunea lui Venus de 2 ori, în regiunea Mercur de 6 ori).

Eficiența fotocelulelor și modulelor

Puterea fluxului de radiație solară la intrarea în atmosferă (AM0) este de aproximativ 1366 wați pe metru pătrat (vezi și AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D). În același timp, puterea specifică a radiației solare în Europa pe vreme foarte înnorată, chiar și în timpul zilei, poate fi mai mică de 100 W/m². Cu ajutorul panourilor solare comune produse comercial, este posibilă transformarea acestei energie în energie electrică cu o eficiență de 9-24%. În acest caz, prețul bateriei va fi de aproximativ 1-3 dolari SUA per watt de putere nominală. Odată cu generarea industrială a energiei electrice folosind celule fotovoltaice, prețul pe kWh va fi de 0,25 de dolari Potrivit Asociației Europene Fotovoltaice (EPIA), până în 2020 costul energiei electrice generate de sistemele „solare” va scădea la mai puțin de 0,10 € pe kWh. h pentru instalațiile industriale și mai puțin de 0,15 € pe kWh pentru instalațiile din clădirile rezidențiale.

În 2009, Spectrolab (o subsidiară a Boeing) a demonstrat o celulă solară cu o eficiență de 41,6%. În ianuarie 2011, această companie era de așteptat să intre pe piața celulelor solare cu o eficiență de 39%. În 2011, Solar Junction din California a atins o eficiență de 43,5% pentru o fotocelulă de 5,5x5,5 mm, în creștere cu 1,2% față de recordul anterior.

În 2012, Morgan Solar a creat sistemul Sun Simba din polimetil metacrilat (Plexiglas), germaniu și arseniură de galiu, combinând un concentrator cu un panou pe care este montată o fotocelulă. Eficiența sistemului la o poziție fixă ​​a panoului a fost de 26-30% (în funcție de anotimp și de unghiul în care se află Soarele), de două ori eficiența practică a celulelor solare pe bază de siliciu cristalin.

În 2013, Sharp a creat o fotocelulă cu trei straturi de 4x4 mm indiu-galiu-arseniură cu o eficiență de 44,4%, iar un grup de specialiști de la Institutul Fraunhofer pentru Sisteme de Energie Solară, Soitec, CEA-Leti și Centrul Helmholtz din Berlin a creat un fotocelulă, folosind lentile Fresnel cu o eficiență de 44,7%, depășind propria sa realizare de 43,6%. În 2014, Institutul Fraunhofer pentru Sisteme de Energie Solară a creat celule solare, în care, datorită focalizării luminii pe o fotocelulă foarte mică, eficiența a fost de 46%.

În 2014, oamenii de știință spanioli au dezvoltat o celulă fotovoltaică din siliciu capabilă să transforme radiația infraroșie de la Soare în energie electrică.

O direcție promițătoare este crearea de fotocelule bazate pe nanoantene care funcționează prin rectificarea directă a curenților induși într-o antenă mică (de ordinul a 200–300 nm) de lumină (adică, radiații electromagnetice cu o frecvență de aproximativ 500 THz). Nanoantenele nu necesită materii prime scumpe pentru producție și au o eficiență potențială de până la 85%.

Factori care afectează eficiența celulelor solare

Caracteristicile structurii fotocelulelor determină o scădere a performanței panourilor odată cu creșterea temperaturii.

Din curba de performanță a unui panou fotovoltaic se poate observa că pentru a obține cea mai mare eficiență este necesară selectarea corectă a rezistenței la sarcină. Pentru a face acest lucru, panourile fotovoltaice nu sunt conectate direct la sarcină, ci folosesc un controler de management al sistemului fotovoltaic care asigură funcționarea optimă a panourilor.

Productie

Foarte des, fotocelulele individuale nu produc suficientă putere. Prin urmare, un anumit număr de celule fotovoltaice sunt combinate în așa-numitele module solare fotovoltaice și se montează o armătură între plăcile de sticlă. Acest ansamblu poate fi complet automatizat.

Aceste dispozitive semiconductoare transformă energia solară în curent electric continuu. Mai simplu spus, acestea sunt principalele elemente ale dispozitivului pe care le numim „panouri solare”. Cu ajutorul unor astfel de baterii, sateliții artificiali ai Pământului operează pe orbite spațiale. Astfel de baterii sunt fabricate aici în Krasnodar - la uzina Saturn. Să mergem acolo pentru un tur.

Fotografii și text de Rustem Adagamov

Întreprinderea din Krasnodar face parte din structura Agenției Spațiale Federale, dar Saturn este deținut de compania Ochakovo, care a salvat literalmente această producție în anii '90. Proprietarii de la Ochakovo au cumpărat un pachet de control, care aproape a revenit americanilor.

Aici s-au investit mulți bani și s-au achiziționat echipamente moderne, iar acum Saturn este unul dintre cei doi lideri de pe piața rusă pentru producția de baterii solare și de stocare pentru nevoile industriei spațiale - civilă și militară. Tot profitul pe care îl primește Saturn rămâne aici în Krasnodar și merge către dezvoltarea bazei de producție.

Deci, totul începe aici - pe site-ul așa-numitului. epitaxie în fază gazoasă. În această cameră există un reactor cu gaz, în care un strat cristalin este crescut pe un substrat de germaniu timp de 3 ore, care va servi drept bază pentru o viitoare fotocelulă. Costul unei astfel de instalații este de aproximativ 3 milioane de euro:

După aceea, substratul mai are un drum lung de parcurs: contactele electrice vor fi aplicate pe ambele părți ale celulei foto (în plus, pe partea de lucru, contactul va avea un „model pieptene”, ale cărui dimensiuni sunt calculate cu atenție pentru a asigura trecerea maxima a razelor solare), va aparea un strat antireflex pe substrat si etc. - in total mai mult de doua duzini de operatii tehnologice la diverse instalatii inainte ca fotocelula sa devina baza unei baterii solare.

De exemplu, instalatie de fotolitografie. Aici, pe fotocelule, se formează „modele” de contacte electrice. Aparatul efectuează automat toate operațiunile, conform unui program dat. Aici, lumina este adecvată, ceea ce nu dăunează stratului sensibil la lumină al celulei foto - ca și înainte, în era fotografiei analogice, am folosit lămpi „roșii” ^

În vidul instalației de pulverizare, contactele electrice și dielectricii sunt depuse cu ajutorul unui fascicul de electroni, precum și se aplică acoperiri antireflex (acestea cresc curentul generat de fotocelula cu 30%):

Ei bine, fotocelula este gata și poți începe asamblarea bateriei solare. Anvelopele sunt lipite de suprafața fotocelulei pentru a le conecta apoi între ele, iar pe ele se lipește o sticlă de protecție, fără de care în spațiu, în condiții de radiație, fotocelula poate să nu reziste la sarcini. Și, deși grosimea sticlei este de doar 0,12 mm, o baterie cu astfel de fotocelule va funcționa mult timp pe orbită (mai mult de 15 ani pe orbite înalte).

Conexiunea electrică a fotocelulelor între ele se realizează prin contacte de argint (se numesc tijă) cu o grosime de numai 0,02 mm.

Pentru a obține tensiunea dorită în rețea, produsă de bateria solară, fotocelulele sunt conectate în serie. Așa arată o secțiune de fotocelule conectate în serie (convertoare fotovoltaice - așa este):

La final, panoul solar este asamblat. Doar o parte a bateriei este afișată aici - panoul în format de aspect. Pot exista până la opt astfel de panouri pe satelit, în funcție de cantitatea de energie necesară. Pe sateliții moderni de comunicații, atinge 10 kW. Panourile vor fi montate pe un satelit, se vor deschide în spațiu ca niște aripi și cu ajutorul lor ne vom uita la TV prin satelit, vom folosi internet prin satelit, sisteme de navigație (sateliții GLONASS folosesc panouri solare Krasnodar):

Când nava spațială este iluminată de Soare, electricitatea generată de bateria solară alimentează sistemele aparatului, iar energia în exces este stocată în baterie. Când nava spațială se află în umbra Pământului, nava spațială folosește electricitatea stocată în baterie. Baterie nichel hidrogen, având o intensitate energetică mare (60 Wh/kg) și o resursă aproape inepuizabilă, este utilizat pe scară largă pe nave spațiale. Producția de astfel de baterii este o altă parte a activității plantei Saturn.

În această imagine, asamblarea unei baterii cu nichel-hidrogen este efectuată de Anatoly Dmitrievich Panin, deținătorul medaliei Ordinului de Meritul pentru Patrie, gradul II:

Locul de asamblare a bateriilor nichel-hidrogen. Umplerea bateriei este în curs de pregătire pentru plasarea în carcasă. Umplerea este electrozi pozitivi și negativi separați de hârtie separatoare - în ei are loc transformarea și acumularea de energie:

Instalatie pentru sudarea cu fascicul de electroniîntr-un vid cu care carcasa bateriei este din metal subțire:

O secțiune a atelierului în care carcasele și părțile acumulatorilor sunt testate pentru efectul presiunii crescute. Datorită faptului că acumularea de energie în baterie este însoțită de formarea hidrogenului, iar presiunea din interiorul bateriei crește, testele de scurgere sunt o parte integrantă a procesului de fabricație a bateriei:

Corpul unei baterii nichel-hidrogen este o parte foarte importantă a întregului dispozitiv care funcționează în spațiu. Carcasa este proiectata pentru o presiune de 60 kg s/cm2, in timpul testelor ruptura a avut loc la o presiune de 148 kgs/cm2:

Bateriile testate pentru rezistență sunt umplute cu electrolit și hidrogen, după care sunt gata de utilizare:

Corpul unei baterii nichel-hidrogen este realizat dintr-un aliaj special de metale și trebuie să fie rezistent mecanic, ușor și să aibă o conductivitate termică ridicată. Bateriile sunt instalate în celule și nu se ating între ele:

Acumulatoarele și bateriile asamblate din acestea sunt supuse unor teste electrice la propriile noastre unități de producție. În spațiu, va fi imposibil să reparați sau să înlocuiți ceva, așa că fiecare produs este atent testat aici.

Toată tehnologia spațială este supusă unor teste pentru efecte mecanice folosind suporturi de vibrații care simulează sarcina în timpul lansării navei spațiale pe orbită.

În general, planta Saturn a făcut cea mai favorabilă impresie. Producția este bine organizată, atelierele curate și luminoase, oamenii calificați, este o plăcere și foarte interesant să comunici cu astfel de specialiști pentru o persoană care este cel puțin într-o oarecare măsură interesată de spațiul nostru. Am părăsit Saturn într-o dispoziție grozavă - este întotdeauna plăcut să vezi un loc în care nu se angajează în discuții goale și nu schimbă hârtiile, ci fac afaceri reale, serioase, concurează cu succes cu aceiași producători din alte țări. Ar fi mai multe din asta în Rusia.

In contact cu

Acestea sunt convertoare fotovoltaice - dispozitive semiconductoare care transformă energia solară în curent electric continuu. Mai simplu spus, acestea sunt principalele elemente ale dispozitivului pe care le numim „panouri solare”. Cu ajutorul unor astfel de baterii, sateliții artificiali ai Pământului operează pe orbite spațiale. Astfel de baterii sunt fabricate aici în Krasnodar - la uzina Saturn. Conducerea fabricii l-a invitat pe autorul acestui blog să se uite la procesul de producție și să scrie despre el în jurnalul său.

1. Întreprinderea din Krasnodar face parte din structura Agenției Spațiale Federale, dar Saturn este deținută de compania Ochakovo, care a salvat literalmente această producție în anii 90. Proprietarii de la Ochakovo au cumpărat un pachet de control, care aproape a revenit americanilor. Ochakovo a investit masiv aici, a achiziționat echipamente moderne, a reușit să rețină specialiști, iar acum Saturn este unul dintre cei doi lideri de pe piața rusă pentru producția de baterii solare și de acumulare pentru nevoile industriei spațiale - civilă și militară. Tot profitul pe care îl primește Saturn rămâne aici în Krasnodar și merge către dezvoltarea bazei de producție.

2. Deci, totul începe aici - pe site-ul așa-numitului. epitaxie în fază gazoasă. În această cameră există un reactor cu gaz, în care un strat cristalin este crescut pe un substrat de germaniu timp de trei ore, care va servi drept bază pentru o viitoare fotocelulă. Costul unei astfel de instalații este de aproximativ trei milioane de euro.

3. După aceea, substratul mai are un drum lung de parcurs: contactele electrice vor fi aplicate pe ambele părți ale fotocelulei (mai mult, pe partea de lucru, contactul va avea un „model pieptene”, ale cărui dimensiuni sunt atent calculat pentru a asigura trecerea maximă a razelor solare), va apărea un strat antireflex pe stratul de acoperire al substratului etc. - in total mai mult de doua duzini de operatii tehnologice la diverse instalatii inainte ca fotocelula sa devina baza unei baterii solare.

4. Iată, de exemplu, instalarea fotolitografiei. Aici, pe fotocelule, se formează „modele” de contacte electrice. Aparatul efectuează automat toate operațiunile, conform unui program dat. Aici, lumina este adecvată, ceea ce nu dăunează stratului sensibil la lumină al celulei foto - ca și înainte, în era fotografiei analogice, am folosit lămpi „roșii”.

5. În vidul instalației de pulverizare, se aplică contacte electrice și dielectrici cu ajutorul unui fascicul de electroni, precum și se aplică acoperiri antireflex (acestea cresc curentul generat de fotocelula cu 30%).

6. Ei bine, fotocelula este gata și poți începe asamblarea bateriei solare. Anvelopele sunt lipite de suprafața fotocelulei pentru a le conecta apoi între ele, iar pe ele se lipește o sticlă de protecție, fără de care în spațiu, în condiții de radiație, fotocelula poate să nu reziste la sarcini. Și, deși grosimea sticlei este de doar 0,12 mm, o baterie cu astfel de fotocelule va funcționa mult timp pe orbită (mai mult de cincisprezece ani pe orbite înalte).

6a

6b

7. Conexiunea electrică a fotocelulelor între ele se realizează prin contacte de argint (se numesc tijă) cu o grosime de numai 0,02 mm.

8. Pentru a obține tensiunea dorită în rețea, produsă de bateria solară, fotocelulele sunt conectate în serie. Așa arată o secțiune de fotocelule conectate în serie (convertoare fotoelectrice - așa e).

9. La final, panoul solar este asamblat. Doar o parte a bateriei este afișată aici - panoul în format de aspect. Pot exista până la opt astfel de panouri pe satelit, în funcție de cantitatea de energie necesară. Pe sateliții moderni de comunicații, atinge 10 kW. Astfel de panouri vor fi montate pe un satelit, în spațiu se vor deschide ca niște aripi și cu ajutorul lor ne vom uita la TV prin satelit, vom folosi internet prin satelit, sisteme de navigație (sateliții Glonass folosesc panouri solare Krasnodar).

9a

10. Când nava spațială este iluminată de Soare, electricitatea generată de bateria solară alimentează sistemele aparatului, iar energia în exces este stocată în baterie. Când nava spațială se află în umbra Pământului, nava spațială folosește electricitatea stocată în baterie. Bateria nichel-hidrogen, având o capacitate energetică mare (60 Wh/kg) și o resursă aproape inepuizabilă, este utilizată pe scară largă în navele spațiale. Producția de astfel de baterii este o altă parte a activității plantei Saturn.

În această imagine, Anatoly Dmitrievich Panin, deținătorul medaliei Ordinului de Meritul pentru Patrie, gradul II, montează o baterie cu nichel-hidrogen.

10a

11. Locul de asamblare a bateriilor nichel-hidrogen. Umplerea bateriei este în curs de pregătire pentru plasarea în carcasă. Umplerea este electrozi pozitivi și negativi separați de hârtie separatoare - în ei are loc transformarea și acumularea de energie.

12. Instalatie pentru sudare cu fascicul de electroni in vid, cu care carcasa bateriei este realizata din metal subtire.

13. O secțiune a atelierului în care carcasele și piesele bateriilor sunt testate pentru efectele presiunii înalte.
Datorită faptului că acumularea de energie în baterie este însoțită de formarea hidrogenului, iar presiunea din interiorul bateriei crește, testarea scurgerilor este o parte integrantă a procesului de fabricare a bateriei.

14. Carcasa unei baterii nichel-hidrogen este o parte foarte importantă a întregului dispozitiv care funcționează în spațiu. Corpul este proiectat pentru o presiune de 60 kg·s/cm2, în timpul testării ruptura survenită la o presiune de 148 kg·s/cm2.

15. Bateriile testate pentru rezistență sunt umplute cu electrolit și hidrogen, după care sunt gata de utilizare.

16. Corpul bateriei nichel-hidrogen este realizat dintr-un aliaj special de metale si trebuie sa fie rezistent mecanic, usor si sa aiba conductivitate termica ridicata. Bateriile sunt instalate în celule și nu se ating între ele.

17. Acumulatoarele și bateriile asamblate din acestea sunt supuse unor teste electrice în unitățile de producție proprii. În spațiu, va fi imposibil să reparați sau să înlocuiți ceva, așa că fiecare produs este atent testat aici.

17a

17b

18. Toată tehnologia spațială este supusă unor teste pentru efecte mecanice folosind suporturi de vibrații care simulează sarcina în timpul lansării navei spațiale pe orbită.

18a

19. În general, planta Saturn a făcut cea mai favorabilă impresie. Producția este bine organizată, atelierele curate și luminoase, oamenii calificați, este o plăcere și foarte interesant să comunici cu astfel de specialiști pentru o persoană care este cel puțin într-o oarecare măsură interesată de spațiul nostru. Am părăsit Saturn într-o dispoziție grozavă - este întotdeauna plăcut să vezi un loc în care nu se angajează în discuții goale și nu schimbă hârtiile, ci fac afaceri reale, serioase, concurează cu succes cu aceiași producători din alte țări. Ar fi mai multe din asta în Rusia.

Fotografii: © drugoi

P.S. Blogul vicepreședintelui pentru marketing al companiei Ochakovo

Baterii si panouri solare, panouri solare, energie alternativa, energie solara

Pe primii sateliți ai Pământului, echipamentul consuma puteri de curent relativ mici, iar timpul său de funcționare era foarte scurt. Prin urmare, ca primele surse de energie spațială, obișnuite acumulatoare.

După cum știți, pe un avion sau mașină, bateria este o sursă de curent auxiliară și funcționează împreună cu un generator de mașină electrică, de la care este reîncărcată periodic.

Principalele avantaje ale bateriilor sunt fiabilitatea lor ridicată și performanța excelentă. Un dezavantaj semnificativ al bateriilor reîncărcabile este greutatea lor mare cu consum redus de energie. De exemplu, o baterie argint-zinc cu o capacitate de 300 Ah cântărește aproximativ 100 kg. Aceasta înseamnă că, cu o putere curentă de 260 de wați (consum normal pe un satelit cu echipaj „Mercur”), o astfel de baterie va funcționa mai puțin de două zile. Greutatea specifică a bateriei, care caracterizează perfecțiunea în greutate a sursei de curent, va fi de aproximativ 450 kg/kW.

Prin urmare, bateria ca sursă de curent autonomă a fost folosită în spațiu până acum doar la un consum redus de energie (până la 100 W) cu o durată de viață de câteva zeci de ore.

Sateliții automati mari ai Pământului, saturati cu o varietate de echipamente, necesitau surse de curent mai puternice și mai ușoare, cu o durată foarte lungă - până la câteva săptămâni și chiar luni.

Astfel de surse de curent erau generatoare pur spațiale - celule fotovoltaice semiconductoare care funcționează pe principiul transformării energiei luminoase a radiației solare direct în electricitate. Aceste generatoare sunt numite panouri solare .

Am vorbit deja despre puterea radiației termice a Soarelui. Amintiți-vă că în afara atmosferei terestre, intensitatea radiației solare este destul de semnificativă: fluxul de energie incident pe suprafață perpendicular pe razele soarelui este de 1340 de wați la 1 mg. Această energie, sau mai degrabă, capacitatea radiației solare de a crea fotoelectrice. efecte, este folosit în bateriile solare. Principiul de funcționare al unei baterii solare cu siliciu este prezentat în fig. treizeci.

Placa subțire este formată din două straturi de siliciu cu proprietăți fizice diferite. Stratul interior este siliciu monocristalin pur. În exterior, este acoperit cu un strat foarte subțire de siliciu „contaminat”, de exemplu, cu un amestec de fosfor. După iradierea unei astfel de „plachete” cu lumina soarelui, are loc un flux de electroni între straturi și se formează o diferență de potențial, iar în circuitul extern care leagă straturile apare un curent electric.

Grosimea stratului de siliciu trebuie să fie neglijabilă, dar din cauza imperfecțiunii tehnologiei, aceasta variază de obicei între 0,5 și 1 mm, deși doar aproximativ 2% din grosimea acestui strat ia parte la crearea curentului. Din motive tehnologice, suprafața unui element de baterie solară se dovedește a fi foarte mică, ceea ce necesită conectarea în serie a unui număr mare de elemente într-un circuit.

O baterie solară cu siliciu dă curent doar atunci când razele soarelui cad pe suprafața sa, iar curentul maxim va fi îndepărtat atunci când planul bateriei este perpendicular pe razele soarelui. Aceasta înseamnă că în timpul deplasării unei nave spațiale sau a unei nave spațiale pe orbită, este necesară o orientare constantă a bateriilor către Soare. Bateriile nu vor furniza curent la umbră, așa că trebuie utilizate împreună cu o altă sursă de curent, cum ar fi o baterie. Acesta din urmă va servi nu numai ca dispozitiv de stocare, ci și ca amortizor pentru eventualele fluctuații ale cantității de energie necesară.

eficienţă panourile solare este mica, nu depaseste 11-13% pana acum. Aceasta înseamnă că din 1 m 2 de baterii solare moderne, puterea este de aproximativ 100-130 wați. Adevărat, există oportunități de creștere a eficienței. baterii solare (teoretic până la 25%) prin îmbunătățirea designului acestora și îmbunătățirea calității stratului semiconductor. Se propune, de exemplu, suprapunerea a două sau mai multe baterii una peste alta, astfel încât suprafața inferioară să folosească acea parte a spectrului de energie solară pe care stratul superior o trece fără a o absorbi.

eficienţă bateria depinde de temperatura suprafeței stratului semiconductor. Eficienta maxima se atinge la 25°C, iar odata cu cresterea temperaturii pana la 300C randamentul creste. este aproape la jumătate. Panourile solare sunt avantajoase de utilizat, la fel ca și bateriile, pentru un consum mic de curent datorită suprafeței lor mari și a greutății specifice ridicate. Pentru a obține, de exemplu, o putere de 3 kW, este necesară o baterie, formată din 100.000 de celule cu o greutate totală de aproximativ 300 kg, adică. cu o greutate specifică de 100 kg/kW. Astfel de baterii vor ocupa o suprafață mai mare de 30 m 2.

Cu toate acestea, bateriile solare s-au dovedit în spațiu ca o sursă de energie destul de fiabilă și stabilă, care poate funcționa foarte mult timp.

Principalul pericol pentru celulele solare din spațiu este radiația cosmică și praful de meteori, care provoacă erodarea suprafeței celulelor de siliciu și limitează durata de viață a bateriei.

Pentru stațiile locuite mici, această sursă de curent va rămâne aparent singura acceptabilă și suficient de eficientă, dar OCS mari va necesita alte surse de energie, mai puternice și cu o greutate specifică mai mică. În același timp, este necesar să se țină cont de dificultățile de obținere a curentului alternativ cu ajutorul bateriilor solare, care vor fi necesare pentru marile laboratoare spațiale științifice.

În 2016 (o divizie cheie a IPPT - ) a proiectat un panou solar ultra-ușor din plasă compozită pentru nave spațiale. Structura de susținere ușoară, dezvoltată în cadrul conceptului de IPPT SPbPU, este concepută pentru a înlocui panourile cu trei straturi cu miez de tip fagure. Produsul este fabricat la întreprinderea partenerului IPPT - Baltico (Germania).

Dezvoltarea a fost demonstrată în mod repetat la expoziții industriale, inclusiv la forum, unde, în special, a atras atenția prim-viceministrului industriei și comerțului al Rusiei G.S. Nikitin și alți oficiali guvernamentali, precum și șefii unui număr de întreprinderi industriale de top.

Innoprom-2016. Consilier științific al IPPT SPbPU, șeful Centrului de Inginerie al SPbPU A.I. Borovkov (dreapta) demonstrează un panou compozit pentru rețele solare spațiale, dezvoltat de IPPT SPbPU și Baltico GmbH, prim-adjunctului ministrului industriei și comerțului al Rusiei G.S. Nikitin (în centru) și directorul Departamentului Construcție de mașini-unelte și Construcție de mașini de investiții al Ministerului Industriei și Comerțului din Rusia M.I. Ivanov

Panoul compozit a fost demonstrat și ministrului Industriei și Comerțului D.V. Manturov, care a vizitat Universitatea Politehnică Petru cel Mare din Sankt Petersburg pe 7 noiembrie 2016.

A.I. Borovkov îi spune șefului Ministerului Industriei și Comerțului D.V. Manturov despre
Panou solar compozit ultraușor

Material: compozit - fibra de carbon / matrice epoxidica

Tehnologie: Fabricare aditivă digitală. Asezarea robotizata a fibrelor continue pe cadru.

Ciclul de productie: 15 minute

Cost de producție în serie: de la 6000 de ruble / mp. m.

Avantajele tehnologiei:

• utilizarea maximă a caracteristicilor unui material compozit unidirecțional de-a lungul fibrelor de armare;
• proces direct, folosirea materialelor primare (roving și liant);
• compatibilitate cu structurile metalice;
• consum redus de materiale și costuri ale structurilor;
• non-producție de deșeuri;
• posibilitatea de fabricare a formelor geometrice complexe, modularitate;
• reducerea greutății structurilor portante de 20-30 de ori;
• tehnologie complet automatizată;
• precizie de fabricație 0,1-1,0 mm;
• utilizarea materialelor casnice.