[实用新型]一种可扩展的空间太阳能电池板结构

说明书

本发明公开了一种可扩展的空间太阳能电池板结构，包括空心桁架结构、折叠式太阳能电池板子阵、连接关节、推动轨道装置和控制电路，所述空心桁架结构由圆柱面构成；所述连接关节在空心桁架结构两端；所述折叠式太阳能电池板子阵在空心桁架结构的左右两侧，所述电磁力推动轨道在空心桁架结构的上侧；所述电枢在空心桁架结构的下侧，所述电生磁模块和控制电路在空心桁架结构的内部。本发明可以随着空间太阳能电站供电功率的提升而增加太阳能电池板的数量，提高了空间太阳能电池板结构的灵活性，具有稳定、安全和方便等优点。

技术领域

本发明涉及空间太阳能电站技术领域，提供一种可扩展的空间太阳能电池板结构。

背景技术

随着社会的快速发展，我们所需要的电能量也会越来越大。而我们发电所需要的煤炭、石油、天然气等能源是有限的，加之燃烧这些能源对环境危害很大，所以在未来淘汰旧的发电方式发展清洁的新能源发电站是历史必然的。太空中的太阳光不会因大气衰减，也不受季节、昼夜变化的影响，太阳辐照强度稳定，约为，是地面太阳平均辐照强度的5倍以上，因此人们在探索中发现在空间中建设空间太阳能发电站是理想的新式发电方式之一。

空间太阳能电站(SSPS，Space solarpower station)以其独特的优势吸引越来越多的国内外专家的研究。国际上已提出几十种空间太阳能电站概念构想。美国、日本、欧盟等已开展了多年的研究，分别提出了1979 SPS 基准系统、集成对称聚光系统、分布式绳系太阳能电站和太阳帆塔等空间太阳能发电站方案。国内在也提出了多旋转关节空间太阳能电站和OMEGA型空间太阳能电站概念等概念。

收集太阳能是空间太阳能电站的第一步，空间太阳能电池板结构是空间太阳能电站的重要组成部分。假设要建一个供电功率为1GW的空间太阳能电站。在这种情况下，考虑硅整流天线效率80%。因此，在地面整流天线位置需要1.25千兆瓦的微波功率来产生如此多的电输出。空间卫星发射天线发射的地面1.25 GW的微波功率。假设波束效率为87%，发射天线所需微波功率为1.44千兆瓦。在太空卫星上，有DC微波转换装置可将DC的能量转换成微波。因此，DC至微波转换效率70%所需的DC功率为2GW。光伏发电用于在太空中将太阳能转换成DC能量。光伏发电有20%的太阳能到DC的电力转换效率。因此，在空间端需要10千兆瓦的太阳能来提供地球上1千兆瓦的可用电能。产生2千兆瓦DC功率输出所需的光伏阵列大小约为10平方公里(2千米×5千米)。如此庞大的光伏阵列不可能一次发射到太空，必须分批发射上去。但是，上述空间太阳能电站的太阳能电池板结构灵活性不足，不满足实际要求，且不能随着空间太阳能电站供电功率的提升增加太阳能电池板的数量。

发明内容

本发明的目的在于克服已有空间太阳能电站方案中太阳能电池板结构的灵活性不足、不满足实际要求、且不能随着空间太阳能电站供电功率的提升增加太阳能电池板的数量等缺点，提供一种灵活性好，满足实际要求的空间太阳能电池板结构。

本发明的技术方案是：本发明公开了一种可扩展的空间太阳能电池板结构，包括空心桁架结构、折叠式太阳能电池板子阵、连接关节、推动轨道装置和控制电路等组成部分，其特征在于，所述空心桁架结构由内外两个圆筒、导电旋转结构和电机四构成，外圆筒是由绝缘型材料构成的绝缘外筒，与连接关节、控制电路连接，内圆筒为导电型材料构成的导电内筒，与折叠式太阳能电池板子阵相连向外输出电能；所述连接关节在空心桁架结构两端，由连接关节一和连接关节二组成。连接关节一有旋转关节1、旋转关节2和引出线分别与电机一、电机二和电机三连接，连接关节二上有圆孔。连接关节一和连接关节二通过连接固定结构相连；引出线和连接关节二上安装红外线校正器，用来校正引出线，使引出线刚好进入圆孔；所述推动轨道装置由电磁力推动轨道、电枢、电生磁模块构成。本发明提升了空间太阳能电池板结构的灵活性，可以随着空间太阳能电站供电功率的提升增加太阳能电池板的数量，具有良好的经济性与灵活性。

所述折叠式太阳能电池板子阵在空心桁架结构的左右两侧，太阳能电池板子阵的太阳能电池为三结砷化镓电池，其电能通过经导电旋转结构和导电内筒向外输出。