Солнечные батареи

РАЗРАБОТКА И ИЗГОТОВЛЕНИЕ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ

• 2015 г. – ОКР «Разработка проектных материалов на батарею солнечную Січ-2М».
• 2016 г. – ОКР «Выпуск ТЗ на панели БС. Разработка технического проекта на БС и КПА БС Січ-2М. Изготовление и первоочередные испытания макетных образцов БС».
• 2017 г. – ОКР «Разработка пояснительной записки к эскизному проекту на БС и КПА БС геостационарной платформы спутника связи».
• 2018 г. – ОКР «Разработка пояснительной записки к техническому проекту на БС и КПА БС геостационарной платформы спутника связи».
• 2017 г. – 2018 г. ‑ ОКР «Разработка и изготовление летного комплекта солнечных батарей для КА «YuzhSat» класса Микроспутники».
• 2017 г. – 2018 г. ‑ ОКР «Разработка и изготовление летного комплекта солнечных батарей для КА «GS-1» класса CubeSat».

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗРАБОТОК:

1. В компании ООО «НПП «ЛТУ» при проектировании впервые в Украине в БС применены высокоэффективные ячейки ФП компании AZUR SPACE (Германия) с КПД 30%. Ячейка ФП типа 3G30А компании АZUR SPACE, представляет собой трехпереходный арсенид-галлиевый фотопреобразователь с установленным внешним защитным диодом с приваренными выводами из коваровой фольги с серебряным покрытием и с приклеенным защитным стеклом.

Межсоединения из коваровой фольги с серебряным покрытием обладают большей стойкостью к воздействию термоциклов по сравнению с межсоединениями из чистой серебряной фольги. Такие межэлементные соединения особенно необходимы для БС со сроком активного существования 5-7 лет на малых орбитах, где БС испытывает десятки тысяч термоциклических воздействий.

2. Обобщены рекомендации международных стандартов и собственные экспериментальные и теоретические результаты работ по обоснованию выбора материалов, комплектующих и электрорадиоизделий, предназначенных для изготовления современных батарей солнечных космических аппаратов разработки, а также определена оптимальная кооперация их изготовителей и поставщиков.

3. Разработаны новые конструктивно-технологические и компоновочные решения БС больших размеров для КА «Січ-2М» и КА «ГСС», которые позволили существенно упростить процесс сборки отдельных секций БС, состоящих из параллельных стрингов ячеек ФП, и сборки БС в целом. При этом по сравнению с параллельно-последовательным способом соединения ФП в группах, который применялся в компании ранее, при новых решениях сборки БС значительно упрощается конструкция технологической оснастки, уменьшается трудоемкость и существенно снижается (на 24%) время необходимое на сборочные операции из — за уменьшения количества сварных соединений. Также повышается надежность и качество изготовления групп ФП (100% контроль качества сборки и фотоэлектрических характеристик групп ячеек ФП).

4. В 2018г. разработаны конструктивно-технологические решения и созданы солнечные батареи для КА «YuzhSat» класса Микроспутник и КА «GS-1» класса CubeSat в рамках работ по реализации «Программы развития спутниковых технологий ГП «КБ «Южное» на период с 2015 по 2023 годы».

Базовые положения исследований, разработки и изготовления батарей солнечных основаны на углубленном анализе существующих конструктивно-технологических решений БС ведущих мировых производителей для малых и сверхмалых спутников. В процессе разработки БС выбраны материалы и комплектующие имеющие успешную и многолетнюю летную историю, полностью соответствующие требованиям ЕСSS-Е-CT 20-08C и ECSS-Q-70-71A и прошедшие глубокую сертификацию на Земле и в космосе. Отработана технология их изготовления.

На основании полученных положительных результатов автономной экспериментальной отработки опытных образцов БС изготовлены и переданы заказчику три штатные образцы БС для КА»YuzhSat», в том числе БС1 – 2шт, БС2 – 1шт. Изготовлены и переданы заказчику четыре штатные образцы БС для КА «GS-1», в том числе БС1 – 2шт., БС2 – 2шт. Передан полный комплект рабочей и эксплуатационной документации.

В итоге выполненных проектно-расчетных работ и примененных новых технических решений получены улучшенные технико-экономические результаты создания современных БС по сравнению с существовавшими ранее технологиями изготовления отечественных БС космического назначения.

Преимущества процессов сборки БС на основе промышленно изготовленных ячеек ФП 3G30A по сравнению с процессами сборки БС на основе незащищенных ФП:

• не требуется дополнительная отдельная закупка, входной контроль и монтаж с сопутствующим входным контролем диодов, защитных стекол, адгезива для приклейки стекол и межсоединений для ФП;
• сокращение в три раза операций технологического контроля и проверок фотоэлектрических параметров ФП в процессе сборки;
• обеспечение оптимальной компоновки и процессов сборки идентичных по конфигурации секций БС;
• каждая секция БС собирается в виде параллельно соединенных стрингов ячеек ФП в соответствии с требуемой конфигурацией электрической схемы. Каждый стринг в свою очередь состоит из нескольких групп ячеек ФП соединенных последовательно с помощью переходных токоведущих шин с оптимальной для сборки конфигурацией электрической схемы групп ячеек ФП от 5S1P до 7S1P;
• используемая новая технология существенно упрощает процессы сборки БС и обеспечивает 100% контроль качества сборки и 100% контроль фотоэлектрических параметров групп ячеек ФП;
• конструкция БС и технология изготовления БС обеспечивает высокую технологичность при изготовлении, не требует больших затрат труда, материалов и времени на подготовку производства и изготовление комплекта БС.

1. Удельная мощность по площади новых БС по сравнению с БС на существовавших ранее технологиях увеличена на 25%.
2. Трудоемкость изготовления новых БС по сравнению с БС на существовавших ранее технологиях уменьшена на 30%.

Основные электроэнергетические характеристики новых вариантов БС для КА разработки ГП «КБ «Южное»

Таблица 1 — Сопоставление электрических параметров вариантов БС на конец САС

Параметр	Вариант БС
Конфигурация электрической схемы	43S5P «МС-2-8»	18S4P* «Січ-2М»	19S8P* «ГСС»	<7S8P* БС1 «YuzhSat»	7S1P* БС1 «CubeSat»
I  раб, А	2,25	15,36	44,73	4,06	0,51
Uраб, В	34,0	33,8	35,7	14,0	14,2
Pраб, Вт	76,5	519,2	1598	56,7	7,25
Pуд. раб, Вт/м2<	191,0	236,7	233,6	270,0	278,0

* На основе применения высокоэффективных ячеек ФП 3G30А компании AZUR SPACE (Германия) с КПД 30%.

ОПИСАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ (ИМЕЮЩИХСЯ УСЛУГ)

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ КОСМИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ НА ЖЕСТКИХ ПАНЕЛЯХ ДЛЯ МАЛЫХ И СВЕРХМАЛЫХ КА