Satélite Solar Espacial Modular de Enfoque Lineal
Autores: Yang, Yang; Fan, Guanheng; Ji, Xiangfei; Pei, Mengchen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Satélite Solar Espacial Modular de Enfoque Lineal
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Espacio
Satélite de energía solar
Diseño modular
Concentradores
Módulos fotovoltaicos
Optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
El satélite de energía solar espacial es una estructura espacial ultra grande que recoge la luz solar directamente en el espacio y luego la transmite a la Tierra. Desde que se inventó la idea en 1968, científicos de todo el mundo han propuesto varios modelos de diseño conceptual típicos. Sin embargo, los modelos conceptuales no se han implementado por razones tecnológicas, de fabricación y de costo. Este documento presenta un nuevo esquema de satélite de energía solar espacial con concentradores modulares de enfoque lineal y módulos fotovoltaicos de baja concentración. Primero, se analiza el modo de enfoque lineal y se evalúa el rendimiento óptico del concentrador de canal circular mediante la técnica de trazado de rayos. Luego, se lleva a cabo la optimización de la forma para la matriz de celdas basada en la curva de Bézier para mejorar la propiedad óptica. Ejemplos numéricos indican que la matriz de celdas optimizada podría obtener una alta eficiencia de recolección de energía y una distribución de energía adecuada. Además, se reduce el área de la matriz de celdas fotovoltaicas, lo que favorece la reducción de costos. Además, se realiza un diseño modular en el concentrador de canal circular. Finalmente, se diseña el esquema principal del nuevo satélite de energía solar espacial con el concentrador modular anterior y la matriz de celdas optimizada.
Descripción
El satélite de energía solar espacial es una estructura espacial ultra grande que recoge la luz solar directamente en el espacio y luego la transmite a la Tierra. Desde que se inventó la idea en 1968, científicos de todo el mundo han propuesto varios modelos de diseño conceptual típicos. Sin embargo, los modelos conceptuales no se han implementado por razones tecnológicas, de fabricación y de costo. Este documento presenta un nuevo esquema de satélite de energía solar espacial con concentradores modulares de enfoque lineal y módulos fotovoltaicos de baja concentración. Primero, se analiza el modo de enfoque lineal y se evalúa el rendimiento óptico del concentrador de canal circular mediante la técnica de trazado de rayos. Luego, se lleva a cabo la optimización de la forma para la matriz de celdas basada en la curva de Bézier para mejorar la propiedad óptica. Ejemplos numéricos indican que la matriz de celdas optimizada podría obtener una alta eficiencia de recolección de energía y una distribución de energía adecuada. Además, se reduce el área de la matriz de celdas fotovoltaicas, lo que favorece la reducción de costos. Además, se realiza un diseño modular en el concentrador de canal circular. Finalmente, se diseña el esquema principal del nuevo satélite de energía solar espacial con el concentrador modular anterior y la matriz de celdas optimizada.