В этом документе представлено всестороннее сравнение систем фотоэлектрического производства электроэнергии на международной космической станции (ISS) и китайской космической станции (CSS). Ключевые параметры, включая спецификации фотоэлектрического массива, выходной сигнал системы, структурные конфигурации, клеточные технологии, хранение энергии и возможности источника питания, анализируются, чтобы выделить технологические характеристики и эксплуатационные различия между двумя космическими станциями.

1. Фотоволтовая мощность массива, напряжение и ток

1,1 Винтернациональная космическая станция (ISS)

ISS имеет четыре крупных солнечных крылья, каждый из которых первоначально способен генерировать более 30 кВт, что приводит к общей номинальной выходной мощности 124 кВт (обычно работает около 80 кВт в стандартных условиях)¹Полем Эти массивы работают при напряжении постоянного тока приблизительно 160 В, которое уходит вниз до 124 В через DC - единицы преобразователя DC (DDCU) для станции - широкое распределение¹Полем Текущие уровни варьируются в зависимости от потребности в мощности, но пиковой ток на массив может превышать 187 A (рассчитывается по 30 кВт / 160 В).

Источник изображения: Sohu News. «Есть ли у международной космической станции электростанции или другую мощность - генерирование оборудования?»

https://m.sohu.com/a/374148541_120085179/

В 2021 году НАСА инициировало обновление с новым рулоном - из солнечных батарей (ROSA), увеличив общую мощность до 215 кВт²Полем Эти модернизированные массивы поддерживают совместимость с существующей системой распределения 124 В, одновременно повышая эффективность при низких углах солнца².

Источник изображения: Китайский офис космической инженерии. «НАСА для обновления солнечных батарей международных космических станций».

https://www.cmse.gov.cn/hqsy/lydt/gjkjz/202101/t20210128_47565.html

Первоначальные солнечные панели МКС, вероятно, были получены от нескольких производителей. Например, TECSTAR предоставил солнечные батареи для программы промежуточного управления ISS (ICM) в прошлом³Полем Компоненты модернизированного массива Rosa поступают из SpectroLab⁴.

1,2 Китайская космическая станция (CSS)

CSS включает в себя шесть групп солнечных крыльев с комбинированной мощностью дизайна, превышающей 100 кВт⁵Полем Каждое солнечное крыло работает при напряжении постоянного тока, оптимизированного для системы управления питанием станции (конкретные значения не раскрыты публично). С общей развернутой площадью 138 м² на крупнейших четырех крылах (27 мкм × 4 м каждый), CSS достигает высокой плотности мощности с помощью технологии передовых клеток⁵Полем Рейтинги тока пропорциональны выходной мощности, при этом оценки превышают 800 А при напряжении в основном шине (получено из предположения 100 кВт / 125 В).

Источник изображения: Netease News. «Устаревший дизайн? Космическая станция Китая« легкая »с 300-тонной разрывом?» https://www.163.com/dy/article/k00llu9705538jem.html

Что касается производителей фотоэлектрических компонентов CSS, в то время как конкретные детали не широко публикуются, в Китае есть несколько ведущих производителей солнечных панелей. Например, такие компании, как Solarspace, китайский производитель солнечных батарей Tier-1, основанный в 2011 году, потенциально могут быть вовлечены. К концу 2023 года он имел производственные мощности, достигнутые 60 гигаватт клеток и 7,2 гигаватта модулей, с основаниями в Камбодже, Лаосе и Китае⁶Полем Другим возможным кандидатом является XPower Solar Energy Co., Ltd, поставщик чистой энергии, специализирующийся на PV -модулях High - с глобальными производственными мощными мощными модулями 1 ГВт и двух производственными предприятиями в Китае⁷.

2. Структурные конфигурации: Упавшие и развернутые состояния

2.1iss

Уточненная конфигурация: исходные солнечные батареи были сложены в компактные секции для запуска, в то время как новые массивы Rosa хранятся в цилиндрических канистрах (диаметр ≈1 м × 6 м)².

Развернутая конфигурация: каждое массивное крыло охватывает 73 метра (240 футов) с общей площадью 2500 м² (27 000 кв. Футов)⁸Полем Восемь массивов распределены по всему орбитальному сегменту США, установленные на вращающихся карлах для отслеживания солнца¹.
 

Распространение: четыре пары массивов простираются от структуры фермы станции, с российскими модулями (Zvezda, Zarya) с небольшими вспомогательными массивами (массивы Zarya в настоящее время отображаются)¹.

Источник изображения: НАСА. «Солнечные батареи на международной космической станции».

https://www.nasa.gov/image___2008Article/SolarmaRAY

2.2CSS

Уточненная конфигурация: Солнечные крылья сложены на стадии Multi -, аккордеон -, подобной структуре, чтобы соответствовать общеизму, используя легкие композитные материалы для компактного хранения.

Развернутая конфигурация: каждое крыло развертывается до 27M × 4M, с многочисленной - системой артикуляции, позволяющей вращать ± 180 градусов для оптимального отслеживания солнца⁵Полем Распределены шесть крыльев: у Tianhe, Mengtian и Wondian есть пара⁵.

Распределение: симметричное размещение сводит к минимуму затенение между модулями, причем крылья, простирающиеся перпендикулярной продольной оси станции.

3. Фотоволтовые клеточные технологии

3.1iss

Оригинальные массивы (1998) Используйте солнечные элементы на основе кремния - с эффективностью конверсии ≈14%⁵.

Модернизированные массивы Rosa включают в себя advanced Triple - соединительные ячейки (вероятно, GAAS -), чтобы повысить эффективность, хотя конкретные материалы остаются нераскрытыми².

3.2CSS

Employs triple-junction gallium arsenide (GaAs) cells with >30% эффективность конверсии^5,9.

Эти клетки используют слои фосфида индиевого галлия (IngAP), арсенид галлия (GAAS) и германии (GE) для захвата множественных спектра света, критических для низких условий- земных орбит.

Источник изображения: Netease News. «Устаревший дизайн? Космическая станция Китая« легкая »с 300-тонной разрывом?» https://www.163.com/dy/article/k00llu9705538jem.html

4. Баттерские системы хранения

4.1iss

Оригинальная батарея представляла собой никель - металлический гидрид -аккумулятор (ni - h₂), состоящий из 48 независимых модулей батареи (ORU), с общей доступной энергией 96 км. Для всей системы хранения энергии. В 2017 году он был обновлен до ионной батареи лития - с каждым никелем - металлической гидридной батареи или заменена литийной - ионной батареей или ионной батареи, удвоив емкость и энергию. Общая доступная энергия всей системы хранения энергии ISS была увеличена до приблизительно 192 кВтч.¹⁰.

Эти батареи хранят ≈60% генерируемой мощности в течение дневного света для поддержки операций во время тени Земли (≈35 минут на орбиту)⁸.

Никель - водородные батареи на МКС были получены от нескольких поставщиков. По мере того, как МКС движется к более продвинутому литийному - ионным батареям, GS Yuasa Corporation Company, GS Yuasa Technology Ltd. (GYT) производит литий- ионные ячейки для ISS с 2012 года.¹¹.

4.2CSS

Каждый модуль космической станции Китая (модуль Tianhe, Wondian Module и Mengtian Module) имеет свои фотоэлектрические крылья и независимые системы хранения энергии. Системы используют литий - ионные батареи. Модуль Core Tianhe оснащен шестью наборами лития - ионных батарей, лабораторным модулем Вендского с четырьмя наборами и лабораторным модулем Mengtian с четырьмя наборами. Чиновник не раскрыл конкретную емкость батареи. Однако, согласно общественным отчетам и экспертным спекуляциям, ожидается, что емкость каждой группы аккумуляторов будет находиться на уровне 100-200 AH, а общая доступная энергия всей системы космической станции оценивается в более чем 100 кВтч.¹².

Для CSS возможные производители лития - ионных батарей включают CATL (современная Amperex Technology Co., Limited), мировой лидер в литие - ионный производство батареи и мощность космического полета, который имеет опыт работы в различных типах аккумуляторов.^5,13.

5. Возможности поставки силы

5.1iss

Поддерживает максимальную нагрузку 124 кВт (обновляемое до 215 кВт), поддержка жизнеобеспечения, системы связи и более 50 научных экспериментов².

5,2CSS

Генерирует ≈1000 кВтч в день, достаточное для десятков экспериментальных шкафов и потребностей экипажа⁵.

100+ кВт допускает будущее расширение, включая дополнительные модули и высокий - Power Scientific Instruments.

Фотоэлектрические системы МКС и CSS отражают их соответствующие проектные эры и эксплуатационные требования. МКС, с его большей площадью массива и инкрементными обновлениями, приоритет устаревшей совместимости, в то время как CSS использует усовершенствованные ячейки GAAS и модульную конструкцию для повышения эффективности. Обе системы демонстрируют надежные решения для поддержания человеческого присутствия на низкой - орбите Земли.

Источники:

1. НОВОСТИ. «Есть ли у международной космической станции электростанции или другую мощность - генерирование оборудования?» https://m.sohu.com/a/374148541_120085179/

2. Китай по укомплектованию космической инженерии. «НАСА для обновления солнечных батарей международных космических станций». https://www.cmse.gov.cn/hqsy/lydt/gjkjz/202101/t20210128_47565.html

3. Всёркий. «Корабли Tecstar Solar Panels». https://www.spedaily.com/reports/tecstar_ships_iss_solar_panels.html

4. «Боинг, чтобы предоставить еще шесть солнечных батарей для международной космической станции». https://boeing.mediaroom.com/newsmabereasesesessesesesesesesesesesesesesesesesesesesesseSeSeSeSeSeSeSeSeseSeseSeSeSeseSeSeSeSeSeSeseSeSes

5. Wang Yanan (аэрокосмическая знания). «Китайская космическая станция« энергетическая банк »: 1 миллион юаней на квадратный метр, генерируя 1000 кВтч в день». http://m.toutiao.com/Group/7161312038013190656/?

6.a1solarstore. «Solarspace Solar Panels Review 2025: в - глубинный вид». https://a1solarstore.com/blog/solarspace_____8/Solarmolas

7.xpower Solar. «Ведущие солнечные фотоэлектрические модули производитель|о XPower». https://www.xpowersolar.com/about/

8.Наса. «Солнечные батареи на международной космической станции». https://www.nasa.gov/image______recticle/solarbe

9.netease News. «Устаревший дизайн? Космическая станция Китая« легкая »с 300-тонной разрывом?» https://www.163.com/dy/article/k00llu9705538jem.html

10. Eugene Schwanbeck; Пенни Далтон. «Международная космическая станция литий - Ионные батареи для первичной электроэнергии».

11.gs Yuasa. «Литий GS Yuasa - ионные ячейки будут доставлены на международную космическую станцию ​​в четвертый раз». https://www.gs - yuasa.com/en/newsrelease/article.php?ucode=GS200509534828_785

12. Китайская космическая программа. «Энергетическая система космической станции Китая».

13.solarfeeds. «Космическая полета Power 65 AH, 100 AH, 150 AH, 250 AH свинцовая кислота (AGM), цены, цены, обзоры». https://www.solarfeeds.com/battery/long__mbembermalife?