Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя
Как работают солнечные батареи в космосе?
Вопрос навеян одним из предыдущих вопросов о показаниях термометра в космосе, точнее ответами к нему. В ответах единодушно сошлись на значениях "около -260 С в тени и около +200-300 С "на солнышке". Но тут возникает небольшой нюанс. Дело в том, что эффективность солнечных батарей чрезвычайно зависит от температуры, и быстро снижается по мере её роста.
С превышением показателя +25°C монокристаллы Si начинают терять эффективность примерно на 0,5% с каждым градусом. Нагрев поверхностного слоя до 60-70°C, что часто бывает летом в жарких регионах, приводит к потере 20% номинальной производительности. У других типов батарей коэффициент несколько ниже, до 0.3%, но и первоначальное значение КПД тоже меньше. Что означает, что при указанных выше значениях температуры, КПД любых солнечных батарей будет уже далеко в отрицательной области. Ну и далее собственно вопрос из заголовка!
Гендерные исследования и научная журналистика · 17 нояб 2022
На МКС стоят солнечные панели, [которые охлаждаются жидкостной системой охлаждения, с аммиаком в качестве теплоносителя].
Уточненение к выделенному [] скобками выше: охлаждается не сама поверхность фотоэлементов, она как раз не очень нагревается - а силовая электроника. Сами фотоэлементы тонкие, фактически плёночные, их даже запускают в сложенном виде. А тонкая пластина под солнечными лучами в космосе не очень-то греется, ведь тепло с освещённой части без проблем уходит с находящейся в тени поверхностью. (добавлено на следующий день)
Вот, пожалуйста, соответствующий фрагмент из буклета миссии STS115, доставившей на станцию соответствующее оборудование:
Ну и в других ответах верно отметили, что до 260 градусов Цельсия нагреется скорее чёрное тело, а фотоэлементы всё-таки часть падающего излучения отражают. Кроме того, панели с фотоэлементами подвижны и могут разворачиваться так, чтобы уменьшать эффективную площадь в тех ситуациях, когда максимальная мощность не востребована.
Радиаторы же, сбрасывающие тепло, находятся в тени.
По моему скромному мнению, я бы как радиоинженер спроектировал бы систему космических солнечных батарей с принудительным жидкостным охлаждением (не обязательно водяным). Поскольку нужно не просто охлаждать солнечную батарею как... Читать далее
Температура поверхности в космосе "на солнышке" определяется ее излучательной и отражательной способностью. Например зеркало не нагреется до описанных выше температур, поскольку входящая мощность мала.
Интенсивность излучения... Читать далее
физика, астрофизика, естественные науки · 17 нояб 2022
Легко посчитать, что зачерненная металлическая пластинка, стоящая перпендикулярно направлению на Солнце на расстоянии 1 а.е. от него будет иметь температуру 66 градусов Цельсия, причем температура на разных ее сторонах будет... Читать далее
Профессиональный профессионал в своей профессии. · 19 сент 2022
Согласен с Олегом Абросимовым, основание солнечной батареи находится всегда в тени, имеет соответствующую температуру и рассеивает падающее на нее тепло. Поэтому тепловой баланс панели в целом остается нейтральным.
Теперь у... Читать далее