18、太空能源系统：太阳能电池阵列与热光伏系统解析

太空能源系统：太阳能电池阵列与热光伏系统解析

一、太空太阳能电池阵列的发展与类型

1.1 太空太阳能阵列的演变

太空太阳能阵列的发展受到卫星不断增长的电力需求以及提高效率、可靠性和减轻重量的需求所推动。早期的阵列简单且效率相对较低，但为更先进技术的发展提供了起点。多年来，在电池效率、阵列设计和结构材料方面都取得了显著改进。使用更大的电池、更高效的电池设计和先进的制造技术，提高了功率输出并减轻了重量。此外，新型结构材料（如碳纤维复合材料）的发展，使得能够建造更轻、更坚固的阵列。

1.2 刚性面板平面太阳能阵列

刚性面板平面太阳能阵列是最常见的太空太阳能阵列类型。它们由一系列安装在刚性基板（如铝或碳纤维复合材料）上的太阳能电池组成。电池通常串联和并联连接，以提供所需的电压和电流。刚性面板阵列相对易于设计和制造，具有高可靠性和耐用性。然而，它们相对较重，并且适应航天器形状的能力有限。

1.3 柔性平板阵列

柔性平板阵列是一种较新的太空太阳能阵列，相比刚性面板阵列具有多个优势。它们由一系列安装在柔性基板（如聚酰亚胺或聚酰亚胺薄膜）上的太阳能电池组成。电池同样串联和并联连接以提供所需的电压和电流。柔性平板阵列重量轻、可弯曲，能适应航天器的形状，并且比刚性面板阵列更容易展开和收纳。不过，它们更容易受到辐射、微流星体和热循环的损坏。

1.4 聚光器阵列

聚光器阵列是一种利用光学元件（如透镜或镜子）将阳光聚集到一小片太阳能电池上的太空太阳能阵列。这使得可以使用更小、更高效的电池，并显著提高阵列的功率输出。聚光器阵列通常比平面阵列更复杂、更昂贵，但它们具有更高的效率和更低的重量。然而