Сонячні батареї

РОЗРОБКА І ВИГОТОВЛЕННЯ СОНЯЧНИХ БАТАРЕЙ

• 2015 р. – ДКР «Розробка проектних матеріалів на батарею сонячну Січ-2М».
• 2016 р. – ДКР «Випуск ТЗ на панелі БС. Розробка технічного проекту на БС та КПА БС Січ-2М. Виготовлення та першочергові випробування макетних зразків БС».
• 2017 р. – ДКР «Розробка пояснювальної записки до ескізного проекту на БС та КПА БС геостаціонарної платформи супутника зв’язку».
• 2018 р. – ДКР «Розробка пояснювальної записки до технічного проекту на БС та КПА БС геостаціонарної платформи супутника зв’язку».
• 2017 р. – 2018 р. ‑ ДКР «Розробка та виготовлення льотного комплекту сонячних батарей для КА “YuzhSat” класу Мікросупутники».
• 2017 р. – 2018 р. ‑ ДКР «Розробка та виготовлення льотного комплекту сонячних батарей для КА «GS-1» класу CubeSat».

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ РОЗРОБОК:

1. У компанії ТОВ «НВП «ЛТУ» при проектуванні вперше в Україні в БС застосовані високоефективні осередки ФП компанії AZUR SPACE (Німеччина) із ККД 30%. Осередок ФП типу 3G30А компанії АZUR SPACE, є трьохперехідним арсенід-галієвим фотоперетворювачем із встановленим зовнішнім захисним діодом з привареними виводами з коваровой фольги зі срібним покриттям і з приклеєним захисним склом.

Міжз’єднання з коваровой фольги зі срібним покриттям мають більшу стійкість до дії термоциклів у порівнянні з міжз’єднаннями з чистої срібної фольги. Такі міжелементні сполуки особливо необхідні для БС із терміном активного існування 5-7 років на малих орбітах, де БС зазнає десятків тисяч термоциклічних впливів.

2. Узагальнено рекомендації міжнародних стандартів та власні експериментальні та теоретичні результати робіт з обґрунтування вибору матеріалів, комплектуючих та електрорадіовиробів, призначених для виготовлення сучасних батарей сонячних космічних апаратів розробки, а також визначено оптимальну кооперацію їх виробників та постачальників.

3. Розроблено нові конструктивно-технологічні та компонувальні рішення БС великих розмірів для КА «Січ-2М» та КА «ГСС», які дозволили суттєво спростити процес складання окремих секцій БС, що складаються з паралельних стрингів осередків ФП, та складання БС загалом. При цьому порівняно з паралельно-послідовним способом з’єднання ФП у групах, який застосовувався в компанії раніше, при нових рішеннях складання БС значно спрощується конструкція технологічного оснащення, зменшується трудомісткість і суттєво знижується (на 24%) час необхідний на складальні операції через зменшення кількості зварних з’єднань. Також підвищується надійність та якість виготовлення груп ФП (100% контроль якості складання та фотоелектричних характеристик груп осередків ФП).

4. У 2018р. розроблено конструктивно-технологічні рішення та створено сонячні батареї для КА «YuzhSat» класу Мікросупутник та КА «GS-1» класу CubeSat у рамках робіт з реалізації «Програми розвитку супутникових технологій ДП «КБ «Південне» на період з 2015 по 2023 роки».

Базові положення досліджень, розробки та виготовлення сонячних батарей засновані на поглибленому аналізі існуючих конструктивно-технологічних рішень БС провідних світових виробників для малих і надмалих супутників. У процесі розробки БС обрані матеріали та комплектуючі, що мають успішну та багаторічну льотну історію, повністю відповідають вимогам ЕСSS-Е-CT 20-08C та ECSS-Q-70-71A та пройшли глибоку сертифікацію на Землі та в космосі. Відпрацьовано технологію їх виготовлення.

На підставі отриманих позитивних результатів автономного експериментального відпрацювання дослідних зразків БС виготовлені та передані замовнику три штатні зразки БС для КА “YuzhSat”, у тому числі БС1 – 2шт, БС2 – 1шт. Виготовлено та передано замовнику чотири штатні зразки БС для КА «GS-1», у тому числі БС1 – 2шт., БС2 – 2шт. Передано повний комплект робочої та експлуатаційної документації.

У результаті виконаних проектно-розрахункових робіт і застосованих нових технічних рішень отримано покращені техніко-економічні результати створення сучасних БС порівняно з технологіями виготовлення вітчизняних БС космічного призначення, що існували раніше.

Переваги процесів складання БС на основі промислово виготовлених осередків ФП 3G30A в порівнянні з процесами складання БС на основі незахищених ФП:

• не потрібна додаткова окрема закупівля, вхідний контроль та монтаж із супутнім вхідним контролем діодів, захисних склом, адгезиву для приклеювання скла та міжз’єднань для ФП;
• скорочення втричі операцій технологічного контролю та перевірок фотоелектричних параметрів ФП у процесі збирання;
• забезпечення оптимального компонування та процесів складання ідентичних за конфігурацією секцій БС;
• кожна секція БС збирається у вигляді паралельно з’єднаних стрінгів осередків ФП відповідно до необхідної конфігурації електричної схеми. Кожен стринг у свою чергу складається з декількох груп осередків ФП, з’єднаних послідовно за допомогою перехідних струмоведучих шин з оптимальною для складання конфігурацією електричної схеми груп осередків ФП від 5S1P до 7S1P;
• використовується нова технологія суттєво спрощує процеси складання БС та забезпечує 100% контроль якості складання та 100% контроль фотоелектричних параметрів груп осередків ФП;
• конструкція БС та технологія виготовлення БС забезпечує високу технологічність при виготовленні, не вимагає великих витрат праці, матеріалів та часу на підготовку виробництва та виготовлення комплекту БС.

1. Питома потужність за площею нових БС проти БС на існуючих раніше технологіях збільшено на 25%.
2. Трудомісткість виготовлення нових БС проти БС на існуючих раніше технологіях зменшено на 30%.

Основні електроенергетичні характеристики нових варіантів БС для КА розробки ДП «КБ «Південне»

Таблиця 1 – Зіставлення електричних параметрів варіантів БС на кінець ТАІ

Параметр	Варіант БС
Конфігурація електричної схеми	43S5P «МС-2-8»	18S4P* «Січ-2М»	19S8P* «ГСС»	<7S8P* БС1 «YuzhSat»	7S1P* БС1 «CubeSat»
I  роб, А	2,25	15,36	44,73	4,06	0,51
Uроб, В	34,0	33,8	35,7	14,0	14,2
Pроб, Вт	76,5	519,2	1598	56,7	7,25
Pпит. роб, Вт/м2<	191,0	236,7	233,6	270,0	278,0

* На основі застосування високоефективних осередків ФП 3G30А компанії AZUR SPACE (Німеччина) з ККД 30%.

ОПИС МОЖЛИВОСТЕЙ (МАЮЧИХ ПОСЛУГ)

СОНЯЧНІ БАТАРЕЇ КОСМІЧНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ НА ЖОРСТКИХ ПАНЕЛЯХ ДЛЯ МАЛИХ І НАДМАЛИХ КА