一种临近空间飞艇用柔性太阳电池阵制造技术

本发明专利技术涉及一种临近空间飞艇用柔性太阳电池阵，包括薄膜太阳电池模块(1)、电源快速接头、引出电缆和半刚性紧固索(3)，所述的柔性太阳电池阵由多块薄膜太阳电池模块(1)拼接而成，拼接后的薄膜太阳电池模块(1)通过半刚性紧固索(3)固定于空间飞艇表面，所述的薄膜太阳电池模块(1)通过电源快速接头串联和并联形成柔性太阳电池阵，并通过引出电缆将柔性太阳电池阵的功率输出引出。与现有技术相比，本发明专利技术具有较好的曲面贴合效果、轻盈、储能效率高等优点。

A flexible solar cell array for airship in adjacent space

【技术实现步骤摘要】
一种临近空间飞艇用柔性太阳电池阵
本专利技术涉及太阳电池阵领域，尤其是涉及一种临近空间飞艇用柔性太阳电池阵。
技术介绍
临近空间在国际上一般指高于普通航空飞行器，低于轨道飞行器运行空间的空域，大约在地球表面上空20km～100km，最近几年来，由于临近空间巨大的战略价值，越来越受到国际上各个大国的重视，尤其是美国，以色列，欧洲，日本，俄罗斯等传统航空航天强国，我国近年来在临近空间的研究也逐渐受到重视，步入正轨。临近空间飞艇在未来的军事、通讯、对地观测等领域有着巨大的作用。对滞空时间比较长的临近空间飞艇，其能源系统的控制将是一个全新的课题，从太阳电池阵的大面积高可靠性控制到新型储能电源大电流充放电控制等等都处于研究阶段。临近空间飞艇白天依靠贴覆在其表面的薄膜太阳能电池提供动力，夜间则需要由锂离子蓄电池组供电，保持24小时工作。临近空间飞艇艇身表面大多为弧面结构，面积大、光照条件好，但要求太阳电池阵在复合时具备一定可弯曲度。目前传统太阳电池阵面积大，弯曲性能较差，大面积铺设时易造成电池的隐裂、碎片，从而造成临近空间飞艇电池阵整体电性能下降，碎裂的电池部分对于整机而言具有安全隐患，且大面积的太阳电池阵在组装以及飞艇充放气时易造成损伤。飞艇用柔性太阳电池阵，不仅需要与飞艇表面有良好的贴合度，而且还要能满足飞艇在飞行过程中抗风、轻质、临近空间环境温度变化的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种临近空间飞艇用柔性太阳电池阵。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种临近空间飞艇用柔性太阳电池阵，包括薄膜太阳电池模块、电源快速接头、引出电缆和半刚性紧固索，所述的柔性太阳电池阵由多块薄膜太阳电池模块拼接而成，拼接后的薄膜太阳电池模块通过半刚性紧固索固定于空间飞艇表面，所述的薄膜太阳电池模块通过电源快速接头串联和并联形成柔性太阳电池阵，并通过引出电缆将柔性太阳电池阵的功率输出引出。进一步地，所述的薄膜太阳电池模块通过电源快速接头串联成一列，然后将串联后的多列间进行并联形成柔性太阳电池阵。进一步地，串联后相邻两列薄膜太阳电池模块间设有缓冲带。进一步地，所述的缓冲带为由中部向两端宽度逐渐变窄的弹性橡胶材料，即柳叶形缓冲带，该柳叶形缓冲带的作用一方面为对薄膜太阳电池模块间的应力进行缓冲，另一方面为使得柔性太阳电池阵具有弧线，以此与弧面结构的临近空间飞艇艇身表面相适配。进一步地，所述的缓冲带通过胶粘或缝合或热合的方式与相邻两列薄膜太阳电池模块连接。所述的薄膜太阳电池模块由多块薄化晶体硅太阳电池拼接组成。所述的半刚性紧固索包括刚性绳、弹性绳、挂环a，挂环b、刚性连接绳a和刚性连接绳b，所述的刚性绳和弹性绳并排设置于挂环a与挂环b之间，所述的临近空间飞艇外表面的两侧设有多个抓手，所述的刚性连接绳a的一端连接于挂环b上，另一端连接于抓手上，所述的刚性连接绳b的一端连接于挂环a上，另一端连接于拼接后的薄膜太阳电池模块的侧面边缘上。进一步地，所述的弹性绳自然状态时的长度是刚性绳长度的2/3，其中弹性绳用于对柔性太阳电池阵受到应力的缓冲，刚性绳用于当弹性绳达到弹性极限时对柔性太阳电池阵进行限位固定。进一步地，所述的弹性绳为氨纶材料。进一步地，所述的刚性绳为PBO纤维材料，即聚对苯撑苯并二噁唑纤维，使得刚性绳的模量为280GPa。与现有技术相比，本专利技术具有以下有优点：1、临近空间飞艇艇身表面大多为弧面结构，本专利技术采用多块薄膜太阳电池模块的拼接技术，使得其以弧面的形式布置于飞艇艇身表面上，与飞艇表面有良好的贴合度，而且接受的太阳光面积大、光照效果好，而且该太阳电池阵在复合时具备一定可弯曲度，弧面弯曲角度可达120度，使得大面积的太阳电池阵在组装以及飞艇充放气时不易造成损伤。2、每列薄膜太阳电池模块间采用了柳叶形缓冲带，对薄膜太阳电池模块进行了良好的保护。3、本专利技术中的太阳电池阵轻薄、输出功率大，太阳电池阵面密度为500g/m2，太阳电池阵比功率为195W/m2～250W/m2。4、采用半刚性紧固索来将整个太阳电池阵固定于飞艇艇身表面，固定可靠，且通过弹性绳的缓冲作用对太阳电池阵起到了充分的保护。附图说明图1为本专利技术中临近空间飞艇用柔性太阳电池阵的使用状态结构示意图；图2为本专利技术中临近空间飞艇用柔性太阳电池阵的平面结构示意图；图3为本专利技术中临近空间飞艇用柔性太阳电池阵的挂装结构示意图；图4为本专利技术中半刚性紧固索的结构示意图。图中：1、薄膜太阳电池模块，2、柳叶形缓冲带为，3、半刚性紧固索，31、刚性绳，32、弹性绳，33、挂环a，34、刚性连接绳a，35、刚性连接绳b，36、挂环b。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例临近空间飞艇用柔性太阳电池阵包括薄膜太阳电池模块1、电源快速接头、引出电缆和半刚性紧固索3，所述的柔性太阳电池阵由多块薄膜太阳电池模块1拼接而成，参见图1与图2，拼接后的薄膜太阳电池模块1通过半刚性紧固索3固定于空间飞艇表面，所述的薄膜太阳电池模块1通过电源快速接头串联和并联形成柔性太阳电池阵，并通过引出电缆将柔性太阳电池阵的功率输出引出。然后将串联后的多列间进行并联形成柔性太阳电池阵。串联后相邻两列薄膜太阳电池模块1间设有缓冲带2。所述的缓冲带为2由中部向两端宽度逐渐变窄的弹性橡胶材料。所述的缓冲带2通过的方式与相邻两列薄膜太阳电池模块1连接。所述的薄膜太阳电池模块1由多块薄化晶体硅太阳电池拼接组成。所述的半刚性紧固索3包括刚性绳31、弹性绳32、挂环a33，挂环b36、刚性连接绳a34和刚性连接绳b35，参见图3。临近空间飞艇外表面的两侧设有多个抓手5，所述的弹性绳32的长度是刚性绳31长度的2/3，所述的弹性绳32为氨纶材料，所述的刚性绳31为PBO纤维材料。在具体拼接过程中，首先将薄膜太阳电池模块1通过电源快速接头串联成多列，再将这多列薄膜太阳电池模块1间加入缓冲带2，并通过胶粘或缝合或热合的方式将相邻的两列薄膜太阳电池模块1连接，之后通过引出电缆将柔性太阳电池阵的功率输出引出并与载荷相连。之后通过半刚性紧固索3进行固定，具体参见图3和图4，将刚性绳31和弹性绳32并排设置于挂环a33与挂环b36之间，临近空间飞艇外表面的两侧设有多个抓手5，将刚性连接绳a34的一端连接于挂环b36上，另一端连接于抓手5上，之后将刚性连接绳b35的一端连接于挂环a33上，另一端连接于拼接后的薄膜太阳电池模块1的侧面边缘上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种临近空间飞艇用柔性太阳电池阵，其特征在于，包括薄膜太阳电池模块(1)、电源快速接头、引出电缆和半刚性紧固索(3)，所述的柔性太阳电池阵由多块薄膜太阳电池模块(1)拼接而成，拼接后的薄膜太阳电池模块(1)通过半刚性紧固索(3)固定于空间飞艇表面，所述的薄膜太阳电池模块(1)通过电源快速接头串联和并联形成柔性太阳电池阵，并通过引出电缆将柔性太阳电池阵的功率输出引出。/n

【技术特征摘要】
1.一种临近空间飞艇用柔性太阳电池阵，其特征在于，包括薄膜太阳电池模块(1)、电源快速接头、引出电缆和半刚性紧固索(3)，所述的柔性太阳电池阵由多块薄膜太阳电池模块(1)拼接而成，拼接后的薄膜太阳电池模块(1)通过半刚性紧固索(3)固定于空间飞艇表面，所述的薄膜太阳电池模块(1)通过电源快速接头串联和并联形成柔性太阳电池阵，并通过引出电缆将柔性太阳电池阵的功率输出引出。


2.根据权利要求1所述的一种临近空间飞艇用柔性太阳电池阵，其特征在于，所述的薄膜太阳电池模块(1)通过电源快速接头串联成一列，然后将串联后的多列间进行并联形成柔性太阳电池阵。


3.根据权利要求2所述的一种临近空间飞艇用柔性太阳电池阵，其特征在于，串联后相邻两列薄膜太阳电池模块(1)间设有缓冲带(2)。


4.根据权利要求3所述的一种临近空间飞艇用柔性太阳电池阵，其特征在于，所述的缓冲带为(2)由中部向两端宽度逐渐变窄的弹性橡胶材料。


5.根据权利要求4所述的一种临近空间飞艇用柔性太阳电池阵，其特征在于，所述的缓冲带(2)通过胶粘或缝合或热合的方式与相邻两列薄膜太阳电池模块(1)连接。


6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王顺，魏敬华，贾巍，钱峰伟，
申请(专利权)人：上海太阳能工程技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31