ПАНЕЛЬ СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕИ Российский патент 2003 года по МПК H01L31/42 

Изобретение относится к устройствам спутника, служащим для преобразования солнечной энергии в электрическую.

Наиболее близким аналогом изобретения является патент SU 206734, 19.06.1995, согласно которому панель солнечной батареи содержит раму и сетеполотно для размещения и крепления фотоэлектрических преобразователей, которое в упруго натянутом состоянии закреплено на раме.

Сетеполотно обеспечивает легкость монтажа и ремонта фотоэлектрических преобразователей, улучшает тепловой режим их работы, улучшает удельные весовые характеристики панели, однако не решает задачу минимизации веса панели, т. к. известные конструкции сетеполотна имеют сетчатую структуру, которая не согласуется с расположением элементов крепления и размерами фотоэлектрических преобразователей и носит избыточный характер.

Задачей изобретения является уменьшение веса панели солнечной батареи.

Поставленная задача решается за счет того, что в панели солнечной батареи, содержащей раму и сетеполотно для размещения и закрепления фотоэлектрических преобразователей, которое в упруго натянутом состоянии закреплено на раме, сетеполотно выполнено из струн, пересекающихся в ортогональных направлениях, поверх которых, в узлах их пересечения, прикреплена подложка с наклеенными на нее фотоэлектрическими преобразователями, причем шаг расположения струн в каждом из направлений не меньше фактических размеров фотоэлектрических преобразователей, при этом подложка прикреплена к струнам через перфорационные отверстия с помощью застежек из двух частей, входящих одна в другую, обеспечивающих контакт струн и подложки, например, так, что одна из частей застежки выполнена в виде шайбы, а другая, входящая внутрь отверстия шайбы, выполнена в виде кнопки, имеющей в ножке ортогонально пересекающиеся прорези, равные ширине струны, в которых располагаются струны, а сами струны облегают стержни периметра рамы поверх бобышек, прилегающих к стержням рамы и приподнимающих уровень сетеполотна над рамой, для увеличения зоны установки фотоэлектрических преобразователей на панели.

В качестве примера использования изобретения рассмотрим панель СБ, представленную на фиг. 1-4. На фиг.1 показан фрагмент панели без фотоэлектрических преобразователей, на фиг.2-4 показаны виды, иллюстрирующие возможные конструктивные исполнения панели.

Трубы периметра рамы 1 соединены между собой и с трубами внутреннего стержневого набора рамы 2 при помощи фитингов 3, образуя несущую конструкцию, воспринимающую натяжение струн 4 и суммарные инерционные нагрузки от струн 4 и фотоэлектрических преобразователей 5, возникающие при старте ракеты.

Струны 4 являются опорной поверхностью для размещения фотоэлектрическими преобразователями 5, причем для удобства монтажа и крепления фотоэлектрических преобразователей, а также исключения избыточности узлов пересечения струн струны пересекаются в ортогональных направлениях с шагом, в каждом из направлений, не меньше фактических размеров фотоэлектрических преобразователей. Струны 4 упруго растянуты поверх рамы и в растянутом состоянии приклеены к трубам периметра рамы 1. Приклейка осуществлена, например, компаудным клеем в зоне 6. Угол и положение зоны приклейки струн 4 относительно сечения труб 1 определяются прочностью приклеивания струн 4 к трубам 1, стойкостью струн к истиранию, например, при стартовых вибрациях, а также конструктивными особенностями вариантного исполнения панели. Струны 4 прикреплены к трубам внутреннего набора рамы 2 с помощью нитяных бандажей. Прикрепление струн к внутреннему стержневому набору ограничивает линейные перемещения струн из плоскости. Количество бандажей для подвязки струн определяется критичностью амплитуд перемещения струн при стартовых вибрациях по условию прочности, либо условием предотвращения соударения фотоэлектрических преобразователей с элементами конструкции. Усилие натяжения струн выбирают так, чтобы сочетанием парциальных частот несущей конструкции рамы и натянутых струн, с размещенными на ее поверхности фотоэлектрическими преобразователями, добиться минимального уровня динамических нагрузок на фотоэлектрические преобразователи при старте ракеты в низкочастотном спектре.

Для обеспечения монтажа и крепления на струны фотоэлектрических преобразователей последние приклеивают на подложку 7, в качестве которой используется пленка типа КАПТОН. Пленка, по условиям крепления к струнам, имеет перфорацию. Перфорационные отверстия расположены в узлах пересечения струн для организации крепления струн и подложки с приклеенными на нее фотоэлектрическими преобразователями, а также - по полю размещения фотоэлектрических преобразователей для улучшения их теплового режима работы и снижения веса панели. Крепление подложки с приклеенными на нее фотоэлектрическими преобразователями осуществляют поверх струн через перфорационные отверстия застежками, состоящими из шайбы 8 и кнопки 9, в ножке которой выполнены прорези, равные ширине струн 4. Крепление подложки 7 с приклеенными на нее фотоэлектрическими преобразователями 5 и струн 4 производят, заводя в прорези ножек кнопки 9 струны 4, затем пропуская кнопку 9 через перфорационные отверстия подложки 7 и защелкивая ножки кнопок в отверстиях шайб 8.

На фиг. 3-4 показаны варианты приклейки струн 4 к трубам периметра рамы 1. Из чертежей видно, что зона 11 установки фотоэлектрических преобразователей 5 может варьироваться путем введения бобышек 10, прилегающих к трубам 1 и приподнимающих уровень струн 4 над рамой. Уровень расположения струн выбирают из условия компоновки панелей СБ, например, в пакете панелей на спутнике, увеличивая максимально зону размещения фотоэлектрических преобразователей на панели, что позволяет обеспечить максимальную мощность СБ.

Изготовленная таким образом панель СБ, сохраняя преимущества прототипа, позволяет минимизировать вес панели за счет исключения избыточности сетчатой структуры и согласования последней с размерами и приемами крепления фотоэлектрических преобразователей.

Изобретение относится к устройствам спутника, служащим для преобразования солнечной энергии в электрическую. Техническим результатом изобретения является упрощение крепления сетки к стержням рамы и уменьшение веса панели солнечной батареи. Панель солнечной батареи содержит раму и сетеполотно для размещения и закрепления фотоэлектрических преобразователей, которое в упругонатянутом состоянии закреплено на раме. Сетеполотно выполнено из струн, пересекающихся в ортогональных направлениях, поверх которых в узлах их пересечения прикреплена подложка с наклеенными на нее фотоэлектрическими преобразователями. Шаг расположения струн в каждом из направлений не меньше фактических размеров фотоэлектрических преобразователей. Подложка прикреплена к струнам через перфорационные отверстия с помощью застежек из двух частей, входящих одна в другую, обеспечивающих контакт струн и подложки. Одна из частей застежки выполнена в виде шайбы, а другая, входящая внутрь отверстия шайбы, выполнена в виде кнопки, имеющей в ножке ортогонально пересекающиеся прорези, равные ширине струны, в которых располагаются струны. Сами струны облегают стержни периметра рамы поверх бобышек, прилегающих к стержням рамы и приподнимающих уровень сетеполотна над рамой, для увеличения зоны установки фотоэлектрических преобразователей на панели. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Панель солнечной батареи, содержащая раму и сетеполотно, для размещения и крепления фотоэлектрических преобразователей, которое в упруго натянутом состоянии закреплено на раме, отличающаяся тем, что сетеполотно выполнено из струн, пересекающихся в ортогональных направлениях, поверх которых, в узлах их пересечения, прикреплена подложка с наклеенными на нее фотоэлектрическими преобразователями, причем шаг расположения струн в каждом из направлений не меньше фактических размеров фотоэлектрических преобразователей.2. Панель солнечной батареи по п.1, отличающаяся тем, что подложка прикреплена к струнам через перфорационные отверстия с помощью застежек из двух частей, входящих одна в другую, обеспечивающих контакт струн и подложки, например, так, что одна из частей застежки выполнена в виде шайбы, а другая, входящая внутрь отверстия шайбы, выполнена в виде кнопки, имеющей в ножке ортогонально пересекающиеся прорези, равные ширине струны, в которых располагаются струны.3. Панель солнечной батареи по п.1, отличающаяся тем, что струны облегчают стержни периметра рамы поверх бобышек, прилегающих к стержням рамы и приподнимающих уровень сетеполотна над рамой, для увеличения зоны установки фотоэлектрических преобразователей на панели.