Estudio de viabilidad del concepto de anclaje fotovoltaico desnudo: Prototipos y evaluación del rendimiento experimental del segmento de anclaje fotovoltaico
Autores: Peiffer, Leo; Perfler, Christian; Tajmar, Martin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio de viabilidad del concepto de anclaje fotovoltaico desnudo: Prototipos y evaluación del rendimiento experimental del segmento de anclaje fotovoltaico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Emisores de electrones
Dispositivos de desorbitación autónomos basados en cables
Concepto de cable fotovoltaico desnudo
Celdas solares de selenuro de cobre
indio y galio
Segmento de cable fotovoltaico
Entorno de órbita baja terrestre
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Los emisores de electrones sin consumibles no son actualmente viables para dispositivos de deorbitación autónomos basados en cables, como el E.T.PACK, debido a sus requisitos de energía. El concepto de cable fotovoltaico desnudo (BPT) combina la recolección de electrones del cable desnudo con un segmento de cable recubierto con células solares de película delgada de Selenio de Cobre Indio Galio para aprovechar energía adicional para el contacto catódico, lo que potencialmente permite una operación sin propulsante. Esta tesis presenta el primer prototipo del segmento de cable fotovoltaico, su arquitectura, sus características eléctricas, los principales desafíos del sistema y posibles soluciones. Se fabricaron segmentos de cable fotovoltaico de hasta 3 m de longitud, consistentes en submódulos paralelizados de 25 cm de longitud. Debido a limitaciones de espacio, solo se midieron las características I-V de estos submódulos bajo un simulador solar LED de Clase BCA autoconstruido dentro de una cámara de vacío y a temperaturas variables entre -100 grados C y 100 grados C. Además, se evaluó la idoneidad del concepto para un entorno de órbita baja terrestre realizando pruebas de exposición al oxígeno atómico utilizando una fuente de oxígeno atómico de plasma de baja presión basada en microondas. Basado en los datos experimentales, se proporciona un modelo para predecir el rendimiento del segmento fotovoltaico en órbita, destacando los principales problemas del BPT: temperatura, orientación y sombreado parcial.
Descripción
Los emisores de electrones sin consumibles no son actualmente viables para dispositivos de deorbitación autónomos basados en cables, como el E.T.PACK, debido a sus requisitos de energía. El concepto de cable fotovoltaico desnudo (BPT) combina la recolección de electrones del cable desnudo con un segmento de cable recubierto con células solares de película delgada de Selenio de Cobre Indio Galio para aprovechar energía adicional para el contacto catódico, lo que potencialmente permite una operación sin propulsante. Esta tesis presenta el primer prototipo del segmento de cable fotovoltaico, su arquitectura, sus características eléctricas, los principales desafíos del sistema y posibles soluciones. Se fabricaron segmentos de cable fotovoltaico de hasta 3 m de longitud, consistentes en submódulos paralelizados de 25 cm de longitud. Debido a limitaciones de espacio, solo se midieron las características I-V de estos submódulos bajo un simulador solar LED de Clase BCA autoconstruido dentro de una cámara de vacío y a temperaturas variables entre -100 grados C y 100 grados C. Además, se evaluó la idoneidad del concepto para un entorno de órbita baja terrestre realizando pruebas de exposición al oxígeno atómico utilizando una fuente de oxígeno atómico de plasma de baja presión basada en microondas. Basado en los datos experimentales, se proporciona un modelo para predecir el rendimiento del segmento fotovoltaico en órbita, destacando los principales problemas del BPT: temperatura, orientación y sombreado parcial.