Панель солнечной батареи Российский патент 2019 года по МПК H01L31/42 B64G1/44 

Изобретение относится к области космической техники, а именно к устройствам, предназначенным для преобразования солнечной энергии в электрическую энергию.

Известно защищенное патентом изобретение - аналог: патент №2332750, МПК H01L 31/042, 2007 год «Панель солнечной батареи» (Гайдар М.И., Иванов В,Ф., Каган М.Б., Летин В.А., Матвеев В.П., Чеховйч В.Н.). Предложенная панель солнечной батареи (СБ) состоит из рамы, сетеполотна для размещения и крепления фотопреобразователей (ФП), ФП и подложки в виде модулей. Сетеполотно выполнено из струн, пересекающихся в ортогональных направлениях и закрепленных в упруго натянутом состоянии на раме. Модули установлены поверх струн и прикреплены к струнам в узлах пересечения их с помощью застежек. Размер шага расположения струн обеспечивает расположение узлов пересечения струн под ФП, застежка (держатель) выполнена в виде цельного диска. На диске выполнены углубления для струн на стороне, прилегающей к тыльной стороне модулей. Застежки (держатели) соединены (склеены) со струнами по поверхностям углублений, а с тыльной стороной модулей - по плоским поверхностям между углублениями. Технический результат: изобретение обеспечивает повышение удельной мощности СБ за счет минимизации промежутков между ФП и увеличения фотоактивной поверхности ФП, снижение трудоемкости и упрощение технологии изготовления панели СБ. Недостатком изобретения - аналога является отсутствие возможности трансформации формы панелей солнечных батарей при изменении режимов функционирования космического аппарата.

Известно защищенное патентом изобретение - аналог: патент №2575182, МПК H01L 31/042, 2014 год «Панель солнечной батареи» (Кузоро В.И., Халиманович В.И., Калиновский B.C., Васильева Т.С.). Предложенная панель солнечной батареи содержит верхнюю и нижнюю обшивки и элементы, соединяющие их на требуемом расстоянии друг от друга, обшивки выполнены с ячейками меньшего размера, чем фотоэлектрические преобразователи, на величину, обеспечивающую возможность их крепления к обшивке, и обшивки соединены между собой элементами, выполненными в виде ребер жесткости. Изобретение обеспечивает возможность улучшить тепловой режим фотоэлектрических преобразователей, уменьшить массу и толщину панели за счет перемещения фотоэлектрических преобразователей внутрь несущей конструкции. Недостатком изобретения - аналога является отсутствие возможности трансформации формы панелей солнечных батарей при изменении режимов функционирования космического аппарата.

Известно защищенное патентом изобретение - прототип: патент №2424956, МПК B64G 1/44, H01L 31/05, 2010 год «Панель солнечной батареи» (Городецкий В.М., Афанасьев А.П., Инин И.П.). Предложенная панель солнечной батареи содержит каркас с поперечными профилями, модули фотопреобразователей и несущую поверхность из упругих элементов, включающих продольно установленные струны, связанные с каркасом. Несущая поверхность из упругих элементов дополнительно снабжена перпендикулярно расположенными поперечными струнами, которые, как и продольные струны, связаны с каркасом с помощью втулок, установленных в конические отверстия каркаса, с возможностью регламентированного натяжения и фиксации струны в отверстии втулки. Поперечные струны расположены над продольными, которые, в свою очередь, закреплены в ложементах бобышек из диэлектрика, установленных на поперечных профилях каркаса. Недостатком изобретения - аналога является отсутствие возможности трансформации формы панелей солнечных батарей при изменении режимов функционирования космического аппарата.

Целью предлагаемого изобретения является снижение заметности космического аппарата, что достигается изменением площади отражающей поверхности панели солнечных батарей.

Указанная цель достигается в заявляемой панели солнечных батарей, содержащей модули фотопреобразователей, каркас из упругих элементов и механизм изменения формы каркаса панели для уменьшения отражающей поверхности, причем модули фотопреобразователей выполнены в виде раздвижных трапеций, основания которых подвижно закреплены между упругими элементами каркаса, изготовленного в виде равномерно расположенных концентрических колец различного диаметра. Форма трапеций и особенности их крепления на каркасе выбраны исходя из возможности трансформации каркаса от плоской поверхности в полусферу.

Обоснование реализуемости и практической значимости заявляемой панели солнечной батареи заключается в следующем. В основном рабочем состоянии космический аппарат функционирует с двумя или более панелями солнечных батарей, которые имеют плоскую форму. В случае сближения рассматриваемого космического аппарата с другим космическим аппаратом, предположительно с целью инспекции («Способ обнаружения инспекции космического аппарата», патент на изобретение от 09.10.2017 г. №2632792, Яковлев М.В., и др.), форма панелей солнечных батарей трансформируется от плоской поверхности к поверхности полусферы. Полусферы солнечных батарей экранируют космический аппарат, так что его отражательные характеристики по отношению к зондирующему лазерному излучению аппарата - инспектора снижаются. Сбой управления по курсу в ближней зоне поиска, в которой применяются технологии лидаров, уменьшает вероятность встречи космических аппаратов и, тем самым, противодействует проведению инспекции, тем самым, увеличивая живучесть защищаемого КА. В отсутствие угрозы инспекции форма панелей солнечных батарей трансформируется от поверхности полусферы к плоской поверхности, и обеспечивается штатный режим функционирования космического аппарата.

Таким образом, техническая возможность реализации и практическая значимость заявляемой панели солнечных батарей не вызывает сомнений.

Панель солнечной батареи содержащая каркас, выполненный из упругих элементов и фотопреобразователей, при этом согласно изобретению фотопреобразователи имеют форму трапеций, а каркас выполнен в виде упругих колец различного диаметра, расположенных концентрично и равномерно, каждый фотопреобразователь закреплен своим основанием на двух соседних кольцах каркаса, а размеры фотопреобразователей, форма трапеций и особенности их крепления на каркасе выбраны исходя из возможности трансформации каркаса от плоской поверхности в полусферу. Изобретение обеспечивает возможность снижения заметности космического аппарата за счет изменения площади отражающей поверхности панели солнечных батарей.

Панель солнечной батареи, содержащая каркас, выполненный из упругих элементов и фотопреобразователей, отличающийся тем, что фотопреобразователи имеют форму трапеций, а каркас выполнен в виде упругих колец различного диаметра, расположенных концентрично и равномерно, при этом каждый фотопреобразователь закреплен своим основанием на двух соседних кольцах каркаса, а размеры фотопреобразователей, форма трапеций и особенности их крепления на каркасе выбраны исходя из возможности трансформации каркаса от плоской поверхности в полусферу.