一种基于柔性材料的共享太阳能充电站及其电能共享方法技术

本发明专利技术公开了一种基于柔性材料的共享太阳能充电站及其电能共享方法，基于一太阳能充电站，太阳能充电站具有伸缩式太阳能电池板，所述太阳能充电站还包括控制中心、推进系统和电能传输装置。方法包括以下内容：太阳能充电站位于太阳同步轨道，用于将太阳能转换为电能储存；需要充电航天器向控制中心发出供电需求，控制中心接收到供电需求后，控制推进系统、将太阳能充电站转移至需要充电航天器的轨道；到达需要充电航天器的轨道后，通过推进系统使太阳能充电站与需要充电航天器保持相对静止；通过电能传输装置，利用微波向需要充电航天器传输电能。本发明专利技术解决了在未来航天器用电需求增加的背景下，传统的太阳能板无法提供足够电能的问题。能的问题。能的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于柔性材料的共享太阳能充电站及其电能共享方法


[0001]本专利技术属于航天器
，具体涉及一种基于柔性材料的共享太阳能充电站及其电能共享方法。

技术介绍

[0002]随着航天技术的发展，航天器的发展有三种趋势：其一微小卫星以其高可靠性和低成本性在商业领域有着广阔的应用前景，其二空间站规模不断扩大，常驻航天员增多，驻留时间增长，空间站总体耗电增多；其三普通科学卫星用途增多，内部结构复杂化，在轨消耗能源增大。
[0003]上述航天器的电能来源为传统太阳能板发电，用电需求增加必然导致太阳能板的增大，这会增大航天器的质量并提高航天器发射对运载火箭的要求，同时大太阳能板也会提高大型航天器结构设计的难度，从而提高航天器设计和发射成本。在太空中，巨大的太阳能板会对航天器的轨道机动带来影响，同时会对出仓航天员带来危险；并且随着太空垃圾的增多，巨大的太阳能板会提高航天器与太空垃圾碰撞的机率。此外，现有航天器在运行到地球阴影时接收不到太阳光无法进行发电，存在发电的空白区域，不利于航天器的在轨运行。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于柔性材料的共享太阳能充电站及其电能共享方法，以解决在未来航天器用电需求增加的背景下，传统的太阳能板无法提供足够电能的问题。
[0005]本专利技术采用以下技术方案：一种电能共享方法，太阳能充电站具有伸缩式太阳能电池板，所述太阳能充电站还包括控制中心、推进系统和电能传输装置；
[0006]方法包括以下内容：
[0007]太阳能充电站位于太阳同步轨道，用于将太阳能转换为电能储存；
[0008]需要充电航天器向控制中心发出供电需求，控制中心接收到供电需求后，控制推进系统、将太阳能充电站转移至需要充电航天器的轨道；
[0009]到达需要充电航天器的轨道后，通过推进系统使太阳能充电站与需要充电航天器保持相对静止；通过电能传输装置，利用微波向需要充电航天器传输电能；
[0010]传输电能完成后，根据太阳能充电站剩余电能判断能否继续给其它航天器充电：
[0011]如果电量充足，则继续根据其他航天器的指令机动到对应的航天器轨道、进行充电；
[0012]如果电量不充足，则返回太阳同步轨道、对太阳能充电站进行充电。
[0013]进一步的，太阳能充电站在储存电能和传输电能时，其上的伸缩式太阳能电池板保持展开状态；太阳能充电站在向航天器轨道转移过程中，伸缩式太阳能电池板保持收缩状态。
[0014]进一步的，共享方法还包括多个太阳能充电站，用于为多个航天器传输电能。
[0015]本专利技术采用的技术方案还有：一种基于柔性材料的共享太阳能充电站，其特征在于，使用上述电能共享方法，其包括一控制中心，控制中心内设置有控制器、用于储存电能的蓄电池、电能传输装置和电火箭发动机；以控制中心为中心向其外围延伸设置有四个伸缩支架，相邻伸缩支架之间连接铺设有用于收集太阳能的聚酰亚胺柔性太阳能电池板；电能传输装置中设置有整流电路5，通过整流电路5可以以微波方式为航天器充电。
[0016]其中，每个所示伸缩支架，用于通过其自身的展开或收缩、带动聚酰亚胺柔性太阳能电池板同步撑开或收缩；电能传输装置，用于通过微波向需要充电航天器输送电能；电火箭发动机，用于为太阳能充电站的位置转移或运动状态的保持提供动力支持。
[0017]进一步的，伸缩支架包括若干个平行设置的拉杆，每个拉杆的底部可沿其下方的拉杆往复平移；各个拉杆呈层叠并列形式布置即为收缩状态，各个拉杆呈首尾相接形式即为展开状态。
[0018]进一步的，每个拉杆的两端设置有限位结构，其用于限制每个拉杆的极限平移范围；即展开状态时，各个拉杆相互分离、且不脱离；收缩状态时，各个拉杆相向移动至呈层叠并列形式。
[0019]本专利技术的有益效果是：本专利技术专门设置为航天器充电的共享太阳能充电站，其功能单一，结构设计难度较低；共享太阳能充电站充电时运行在太阳同步轨道，可以实现实时充电，无充电空白区；在航天器需要充电时，共享太阳能充电站可以转移至航天器轨道，对航天器进行充电，充电完成后可继续返回太阳轨道进行充电，充电完成后可继续对其他航天器进行充电服务。本专利技术通过共享的理念解决了现有技术中传统的太阳能板无法提供足够电能的问题，结构简单，充电效率高。
【附图说明】
[0020]图1为本专利技术的一种电能共享方法的流程示意图；
[0021]图2为本专利技术一种基于柔性材料的共享太阳能充电站的结构示意图；
[0022]图3为本专利技术一种基于柔性材料的共享太阳能充电站展开状态下的立体示意图；
[0023]图4为本专利技术一种基于柔性材料的共享太阳能充电站收缩状态下的立体示意图；
[0024]图5为本专利技术一种基于柔性材料的共享太阳能充电站中各个拉杆收缩状态示意图；
[0025]图6为本专利技术一种基于柔性材料的共享太阳能充电站中各个拉杆展开状态示意图。
[0026]其中，1.聚酰亚胺柔性太阳能电池板,2.伸缩支架,3.控制中心,4.电火箭发动机,5.整流电路,6.蓄电池，7.拉杆。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0028]本专利技术提供了一种电能共享方法，如图1所示，其基于一太阳能充电站，太阳能充电站具有伸缩式太阳能电池板，所述太阳能充电站还包括控制中心、推进系统和电能传输装置；
[0029]所述电能共享方法包括以下内容：
[0030]所述太阳能充电站位于太阳同步轨道，并将伸缩式太阳能电池板展开，此时可以将太阳能转换为电能并进行储存。
[0031]当需要充电的航天器向所述太阳能充电站的控制中心发出供电需求，所述控制中心接收到所述供电需求后，控制所述推进系统动作、并将所述太阳能充电站转移至所述需要充电航天器的轨道。
[0032]到达所述需要充电航天器的轨道后，通过所述推进系统使所述太阳能充电站与所述需要充电航天器保持相对静止；然后通过电能传输装置，利用微波向所述需要充电航天器传输电能。
[0033]当传输电能完成后，根据所述太阳能充电站剩余的电能多少来判断能否继续给其它航天器充电：
[0034]如果电量充足，则继续根据其他航天器的供电需求机动到对应的航天器轨道、对其进行充电；
[0035]如果电量不充足，则返回太阳同步轨道对所述太阳能充电站进行充电。
[0036]在一些实施例中，太阳能充电站在储存电能过程中、以及传输电能时，其上的所述伸缩式太阳能电池板均保持展开状态；当太阳能充电站将向所述航天器轨道转移时，首先要将所述伸缩式太阳能电池板收缩，并在转移过程中一直保持收缩状态。
[0037]在一些实施例中，共享方法还包括多个所述太阳能充电站，用于为多个航天器传输电能。多个太阳能充电站均位于太阳同步轨道充电，使用时，可以根据控制中心接收到的供电需求、以及自身的电量，统筹安排充电方案。供电需求可以是一架航天器发出的，也可是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电能共享方法，其特征在于，基于一太阳能充电站，所述太阳能充电站具有伸缩式太阳能电池板，所述太阳能充电站还包括控制中心、推进系统和电能传输装置；所述电能共享方法包括以下内容：所述太阳能充电站位于太阳同步轨道，用于将太阳能转换为电能储存；需要充电航天器向控制中心发出供电需求，所述控制中心接收到所述供电需求后，控制所述推进系统、将所述太阳能充电站转移至所述需要充电航天器的轨道；到达所述需要充电航天器的轨道后，通过所述推进系统使所述太阳能充电站与所述需要充电航天器保持相对静止；通过电能传输装置，利用微波向所述需要充电航天器传输电能；传输电能完成后，根据所述太阳能充电站剩余电能判断能否继续给其它航天器充电：如果电量充足，则继续根据其他航天器的指令机动到对应的航天器轨道、进行充电；如果电量不充足，则返回太阳同步轨道、对所述太阳能充电站进行充电。2.如权利要求1所述的一种电能共享方法，其特征在于，所述太阳能充电站在储存电能和传输电能时，其上的所述伸缩式太阳能电池板保持展开状态；所述太阳能充电站在向所述航天器轨道转移过程中，所述伸缩式太阳能电池板保持收缩状态。3.如权利要求1或2所述的一种电能共享方法，其特征在于，所述共享方法还包括多个所述太阳能充电站，用于为多个航天器传输电能。4.一种基于柔性材料的共享太阳能充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙星，栾晓宁，刘若愚，景婷婷，秦飞，赵征，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：