출처 : solar.com
우리는 모두 주거용 및 상업용 태양 전지판에 익숙합니다. 캘리포니아, 뉴욕, 매사추세츠 등과 같은 주 전역에서 찾을 수 있습니다. 파란색과 검정색 패널은 매우 잘 인식되며 전통적인 옥상이있는 가정이나 건물에서 튀어 나옵니다.
반면 우주 기반 태양은 가정 및 상업용 태양에 대한 지식이있는 사람들조차도 잘 모르는 주제입니다. 그렇다면 우주와 같은 태양은 무엇이며 기존 태양 기술과 어떻게 다른가요?
우주선에서 태양 광 발전 사용
태양 전지는 1958 년 미국에서 출시 된 Vanguard 1 위성 에서 처음으로 사용 되었습니다. 그 이후로 태양 기술은 우주 조건에 맞게 크게 조정되고 최적화되었습니다.
Vanguard 1 위성과 작은 PV 셀
주거 및 상업용 환경에서 사용되는 기존의 단결정 또는 다결정 태양 전지판은 과도한 열과 냉기와 같은 공간의 극한 조건을 견딜 수있을만큼 내구성이 떨어지며 일정한 태양 복사 샤워가 가능합니다. 이러한 고유 한 환경 요인으로 인해 우주에서 사용되는 태양 전지판 기술은 기존 패널과는 상당히 다릅니다.
위성에 태양열이 필요한 이유는 무엇입니까?
우주에서 우주선과 위성은 작동하기 위해 엄청난 양의 에너지가 필요합니다. 태양열이이 전력을 공급하기위한 실용적인 솔루션이되기 전에 배터리가 사용되었습니다. 유일한 문제는 배터리 용량이 설정되어 있고 배터리를 재충전 할 수단이 없으면 에너지가 부족 해지면 쓸모가 없다는 것입니다.
배터리와 쌍을 이루는 태양 전지판은 지속적인 재생 가능한 에너지 흐름을 제공하기 때문에 훨씬 더 나은 옵션입니다. 현재 태양은 우주선의 다양한 부분을 모니터링하고 제어하는 데 사용되는 컴퓨터 시스템 및 기타 시스템에 전기를 공급하는 데 사용됩니다.
그러나 궁극적 인 목표는 태양 에너지 를 사용 하여 우주선을 추진하고 다른 연료 원의 필요성을 최소화하거나 완전히 제거하는 것입니다. 이것은 우주 여행에 매우 긍정적 인 영향을 미칩니다.
우주선은 어떤 태양 광 기술을 사용합니까?
우주선에서 흔히 볼 수있는 두 가지 유형의 태양 전지가 있습니다.
얇은 유리로 덮인 실리콘 셀
갈륨 비소 및 기타 유사한 물질로 구성된 다중 접합 전지.
유리로 덮인 실리콘 셀은 기존의 태양 전지판 과 매우 유사 하지만 복사 및 극한 온도를 처리하도록 더욱 개선되었습니다. 이 유형의 패널은 현재 우주 에서 발견 되는 대부분의 태양 전지판을 보유하고있는 국제 우주 정거장 에서 찾을 수 있습니다 .
갈륨 비소로 구성된 태양 전지는 훨씬 효율적이며, 결과적으로 물리적 공간이 중요한 경우 더 나은 옵션이 될 수 있습니다. 이 패널은 대부분의 상업용 태양 전지판이 도달 할 수있는 15-20 %에 비해 최대 34 %의 효율에 도달 할 수 있습니다.
Dawn 위성의 고효율 갈륨 비소 패널
우주 위성에는 태양의 방향을 따라 햇빛을 흡수 할 수있는 태양 전지판이 장착되어 있습니다. 우주의 태양 광선은 대기가 없기 때문에 지구보다 훨씬 풍부합니다. 태양 에너지의 약 55-60 %가 구름, 가스 및 먼지를 통해 지구 표면으로 반사되거나 흡수됩니다.
우주의 많은 위성에서 발견되는 태양 전지판에는 우주선이 궤도에있는 동안 판넬을 확장 할 수있는 접는 구조도 포함되어 있습니다. 이 형식은 국제 우주 정거장에서도 사용됩니다.
마지막으로, 우주의 태양 전지판은 DC 전기를 AC로 변환 할 필요가 없습니다. 지구상에서 전기는 모든 전자 장치에서 AC 전원으로 작동합니다. 따라서 패널의 기본 DC 전기를 AC로 변환하려면 태양 광 인버터 가 필요합니다 . AC 전원은 장거리 전기 전송에도 유용합니다.
우주 또는 다른 우주선의 위성이 이러한 거리를 이동할 필요가 없기 때문에 DC 형식으로 유지 될 수 있습니다. 또한 이러한 시스템에 필요한 하드웨어 양을 줄이는 데 도움이됩니다.
Space Solar Tech는 더욱 견고하고 효율적으로 제작되었습니다
전체적으로 공간 기반 태양 전지판과 기존 태양 전지판 사이에는 많은 유사점이 있습니다. 여기에는 전도성 물질 (일반적으로 실리콘)로 만들어지고 어레이에 맞는 셀이 포함됩니다. 가장 큰 차이점은 모듈의 전반적인 품질과 내구성과 관련이 있습니다.
우주에는 극심한 열, 추위 및 방사선이 있습니다. 이것은 공간 기반 태양 전지판에서 설명되며 자연스럽게 하드웨어 상태에 영향을 미칩니다. 또한 NASA는 우주를 위해 더 나은 태양 전지를 생산하기 위해 다양한 반도체 재료를 지속적으로 실험하고 있습니다. 갈륨 비소가 이것의 한 예이며, 새로운 혁신이 많이있을 것입니다!
