[發(fā)明專利]星用太陽電池在軌性能退化預(yù)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510408527.2
• 申請日: 2015-07-13
• 公開（公告）號: CN105045993A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張雷;廖明;曹敏;韋錫峰;吳東;岳赟
• 申請（專利權(quán)）人: 上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中;劉翠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天器技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種星用太陽電池在軌性能退化預(yù)測方法。

背景技術(shù)

隨著航天技術(shù)的迅速發(fā)展，人類對宇宙空間的探索日益頻繁、不斷深入，使航天器向多功能、多任務(wù)和多設(shè)備的方向發(fā)展，要求復(fù)雜化和多樣化程度越來越高，同時還要求實現(xiàn)長壽命、高可靠性和高精度。這需要不斷增加信號轉(zhuǎn)發(fā)器的功率和數(shù)量才能滿足需要，從而對電源系統(tǒng)的功率需求也相應(yīng)增加。太陽電池陣電源系統(tǒng)是目前國內(nèi)航天器主要采用的電源系統(tǒng)，它的性能決定著整個航天器的工作狀態(tài)，所以太陽電池陣需要具備更高的光電轉(zhuǎn)換效率、更高的可靠性及更長的使用壽命。

由于衛(wèi)星在空間環(huán)境中受到的影響比較復(fù)雜，一直處于帶電粒子構(gòu)成的輻射環(huán)境中，遭受帶電粒子的轟擊、紫外光線的照射和溫度交變的影響，使得在航天器上的太陽電池的特性發(fā)生衰降。所以國內(nèi)外對星用太陽能電池性能衰減的研究，主要是基于帶電粒子輻照、質(zhì)子和電子、紫外線等具體某一因素對它的影響。

目前在針對某一因素對星用太陽能電池性能的衰減影響上，比如空間粒子輻射對太陽電池的影響研究，國內(nèi)的研究較多，而沒有對綜合各種因素下的太陽電池在軌退化預(yù)測研究，也沒有綜合因素下太陽電池在軌退化模型的相關(guān)研究。

沒有發(fā)現(xiàn)同本方法類似的說明或報告，也尚未收集到國內(nèi)外類似的資料。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種星用太陽電池在軌性能退化預(yù)測方法，解決制約衛(wèi)星平臺壽命與可靠性的太陽電池在空間環(huán)境下的壽命和可靠性的問題，避免衛(wèi)星因太陽電池效率下降而導(dǎo)致衛(wèi)星失效。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種星用太陽電池在軌性能退化預(yù)測方法，包括如下步驟：

步驟1：根據(jù)太陽電池的結(jié)構(gòu)和布局，選取表征太陽電池性能衰減特征參數(shù)的電流值遙測數(shù)據(jù)原碼；

步驟2：原碼數(shù)據(jù)處理：將電流值遙測數(shù)據(jù)原碼轉(zhuǎn)化為物理量，分析整理轉(zhuǎn)化后數(shù)據(jù)，對于缺失的數(shù)據(jù)采用均值插補的方法進(jìn)行補充，形成電流值遙測數(shù)據(jù)和；

步驟3：遙測數(shù)據(jù)分析：引入太陽入射角，當(dāng)太陽光與太陽電池所在平面不垂直時，太陽電池的電路發(fā)生變化，具有如下關(guān)系：

I_max＝I/cosθ

式中，I_max為垂直光照角下的電流，I為實際測得的標(biāo)準(zhǔn)片電流，即電流值遙測數(shù)據(jù)，θ為太陽入射角，即太陽入射方向與太陽電池表面法向的夾角；

取至少一年內(nèi)電流值遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計算等效垂直光照角下的電流值；

步驟4：選取冪函數(shù)模型作退化建模分析：冪函數(shù)模型如下：

D(t)=Imax=(a+b·tc)·(S0+d·cos(α+2·πTt)S0)+ϵ]]>