[发明专利]一种用于人造卫星的太阳能发电和温差发电一体化系统

说明书

本发明公开了一种用于人造卫星的太阳能发电和温差发电一体化系统，包括：设置在太阳翼基板上的两块以上太阳能电池板，用于利用太阳能发电，还包括：设置在太阳翼基板和太阳能电池板之间的两个以上温差发电片，两个以上所述温差发电片与两块以上太阳能电池板一一对应，用于利用温差发电，所述温差发电片热端朝向太阳能电池板，冷端朝向太阳翼基板；每个所述温差发电片的热端涂覆导热膜。

技术领域

本发明涉及航天器能源技术领域，具体涉及一种用于人造卫星的太阳能发电和温差发电一体化系统。

背景技术

随着太阳能能源技术的发展，目前太阳能作为人造卫星最主要的能量来源，得到了广泛的应用。根据现有太阳能电池板的结构，人造卫星在造型设计上有体装式太阳能电池阵、太阳桨和太阳翼这三种结构。比较常见的是太阳翼结构，即在卫星发射时处于收拢状态，升空后逐渐展开并锁定，最后进入在轨展开工作状态。

由于人造卫星在宇宙中飞行时直接接受太阳光的照射，因此向阳面的温度可以达到100℃以上，而背阳面的温度则非常低。

现有技术中，有学者设计出利用卫星外表面温度梯度进行发电的装置，将温差发电片嵌在隔热层中，安装在太阳能电池板的背面，并且附加了多层导热层和隔热层来达到降温和保温的目的。该装置虽然能够实现温差发电，但仍存在一定的技术缺陷：首先，该装置采用的温差发电片利用陶瓷板作为基底，柔性受限，无法适应不同卫星的多种造型；其次，增加的多层隔热层和导热层无疑增加了人造卫星的重量，这对人造卫星来说将是很大的挑战；然后，该装置只能依靠导热层来降低温差发电片的冷端温度，如果想要达到很好的导热效果，对导热材料的性能要求极高，容易产生昂贵的费用；最后，温差发电片热端吸收太阳能电池板中的温度作为其热端的温度，隔热层的使用虽然具有一定的保温效果，但是还使得温差发电片热端吸收的温度受到限制，间接降低了温差发电片热端和冷端之间的温差，进而降低了温差发电片的发电效率。

现有技术中的多数人造卫星上的太阳翼结构都存在自动捕获太阳光的结构，即可以自动旋转太阳翼角度，使太阳能电池板始终处于向阳面。在这样的结构下，太阳翼的向阳面和背阳面的相对位置恒定，两面的温度也能始终维持在一定温差范围。因此，可以考虑在人造卫星太阳翼设计温差发电系统。

发明内容

有鉴于此，考虑到人造卫星太阳翼的太阳能电池板的温度过高会影响其发电效率，本发明提供了一种用于人造卫星的太阳能发电和温差发电一体化系统，通过在人造卫星太阳翼的太阳能电池板背阳面设置温差发电片，能够充分利用太阳能电池板的多余热量，既有利于提高太阳能电池板的发电效率，又能够利用多余的热量形成温差进行二次发电。

本发明的技术方案为：一种用于人造卫星的太阳能发电和温差发电一体化系统，包括：设置在太阳翼基板上的两块以上太阳能电池板，用于利用太阳能发电，还包括：设置在太阳翼基板和太阳能电池板之间的两个以上温差发电片，两个以上所述温差发电片与两块以上太阳能电池板一一对应，用于利用温差发电，所述温差发电片热端朝向太阳能电池板，冷端朝向太阳翼基板；每个所述温差发电片的热端涂覆导热膜。

优选地，每个所述温差发电片的冷端涂覆导热膜。

优选地，所述太阳翼基板中布设两个以上热管，热管内装有导热介质。

优选地，所述太阳翼基板采用导热性材料。

优选地，所述温差发电片采用薄膜温差发电片。

优选地，所述热管采用导热性材料。

有益效果：

(1)本发明通过在设置于太阳翼基板上的太阳能电池板背阳面设置温差发电片，在太阳能电池板和温差发电片之间设置导热膜，将太阳能电池板的热量充分传导至温差发电片的热端，增加温差发电片热端和冷端的温差，能够充分利用太阳能电池板的多余热量，既有利于提高太阳能电池板的发电效率，又能够利用温差进行二次发电。