Проблемы проектирования и создания систем электроснабжения для крупных космических станций

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Проблемы выбора источников электрической энергии

2. Проблемы проектирования линий электропередач

3. Проблемы проектирования преобразователей и распределителей электрической энергии

Список литературы

Введение

Перспектива создания в будущем крупной космической станции во многом зависит от ее системы электроснабжения, которая существенно влияет на общую массу станции, надежность, управление и стоимость. Большие размеры, множество потребителей, обеспечение возможности дальнейшего совершенствования космической станции выдвигают требования, существенно отличающиеся от тех, которые предъявлялись к другим космическим системам энергоснабжения. Несмотря на то, что такая система может иметь большие размеры, она должна быть способна хорошо адаптироваться к постоянно меняющимся нагрузкам; что делает ее более похожей на автономную наземную энергетическую установку, чем на типичную систему электроснабжения космического аппарата, имеющую определенный, неменяющийся состав потребителей.

Проблемам проектирования и создания систем электроснабжения для крупных космических станций посвящено немало научных статей, в которых рассматриваются источники электрической энергии, линии электропередач, преобразователи и распределители электороэнергии.

1. Проблемы выбора источников электрической энергии.

В основном, в качестве возможных источников электрической энергии рассматривают следующие [1]: фотоэлектронные с электрохимическим накоплением энергии; источники построенные на динамическом преобразовании солнечной энергии с термическим накоплением энергии; атомные энергетические установки [2].

Для фотоэлектронного преобразования солнечной энергии используются большие (8×8 см) кремниевые элементы, которые устанавливаются на гибкие развертываемые панели.

Для накопления энергии применяют топливные элементы, никель- кадмиевые и никель-водородные батареи.

Топливные элементы накапливают избыточную электрическую энергию, получаемую от солнечных батарей, посредством генерации кислорода и водорода в процессе электролиза воды. Электроэнергия затем может быть получена из тепловой, которая выделяется при соединении накопленного кислорода и водорода. Такой метод накопления электрической энергии значительно гибок и топливные элементы значительно легче батарей, но имеет низкую эффективность и надежность.

Никель-кадмиевые батареи изготавливаются на основе хорошо отработанной технологии. Они уже давно успешно используются в космических аппаратах, хотя низкая глубина разряда приводит к значительному увеличению их массы.