晨昏轨道卫星硅太阳电池阵功率衰减估计

摘要

关于空间环境对近地卫星太阳电池阵输出功率衰减影响,以某晨昏轨道卫星的背场硅太阳电池阵为对象,在分析卫星轨道半长轴摄动、降交点地方时漂移、光照角变化、日地距离波动等因素的基础上,讨论电池阵工作温度和输出电流变化,建立电流与温度的拟合模型;同时以拟合电流归一化处理为重点,在光照角、功率温度系数归一化前提下,针对输入光源功率波动,提出利用温度进行归一化处理;最后利用实际在轨数据进行检验;结果表明,利用温度对光源功率进行归一化之后,太阳电池阵输出电流的数据一致性较好;在轨3年后,电流出现约2.35％的突降,推测电池阵串并联支路数目在40左右,且某个支路出现开路;功率变化具有季节性,冬至前后功率最强,夏至前后功率最弱;背场硅太阳电池阵功率衰减因子约为 1.034 (10-5/d,年均衰减约为0.377％;预测卫星在轨17年后,夏至时期的电池阵功率衰减不超过8.5％;电池阵抗辐照性较强,适宜于近地空间长寿命应用场合;该方法可应用于在轨卫星长期测控与管理中的能源管理、遥测诊断与器件健康状态评估等方面.