Napkollektor (űrberendezés)

A napenergia -érzékelő vagy a napenergia -érzékelő (az angol napérzékelőt ) egy navigációs eszköz , amely felvértezi a platformok az űrjárművek , mint a mesterséges holdak és űrszondák . A modellek szerint lehetővé teszi a nap jelenlétének vagy helyzetének detektálását .

használat

A szenzorokat az űrhajó attitűdszabályozó rendszere arra használja, hogy napelemeit a Nap felé irányítsa, vagy az adott helyzetben tartsa tájékozódását tudományos műszerek és telekommunikációs antennák irányítása érdekében. Egyszerűbb a tervezés, mint a csillagkereső , ennek ellenére kevésbé pontos.

Működés elve

A legegyszerűbb formájában a napkollektor egy egyszerű fotovoltaikus cella, amely ugyanúgy érzékeli a fény jelenlétét vagy hiányát (elég magas érzékelési küszöbértékkel, hogy az egyetlen észlelt fény a napfény), akárcsak az eszközök. ), ha a fény túl alacsony. Az érzékelők ezen formája azonban csak nagyon pontatlanul jelzi a nap helyzetét, és számos torzításnak van kitéve (különösen másodlagos fényforrások, például a Föld miatt).
A bonyolultabb érzékelők egy vagy több fényérzékeny cellából állnak, amelyek egy nyílás előtt vannak elrendezve, amely lehetővé teszi a napfény áthaladását oly módon, hogy az érzékelőnek a Naphoz viszonyított dőlésétől függően a cella megvilágított területe eltér (területen és / vagy helyzetben).

Analóg napkollektor

Lineáris érzékelő

A naphoz viszonyított szöget, ha ez utóbbi látható, úgy mérjük, hogy összehasonlítjuk a két fotovoltaikus cella által generált áramok intenzitását, amelyek egymás mellett helyezkednek el, egy nyílással szemben, egy zárt rekesz belsejében. Ha a két sejt azonos mennyiségű fényt kap, a nap az érzékelő felé néz. Egyébként a legfényesebb sejt a "legtávolabb" a naptól.

A fenti diagramban az 1. cella kivezetéseinél mért áram és a 2. cella pólusain mért áram mellett az f olyan funkció, amely a szög majdnem lineáris függvénye , mindaddig, amíg az intervallumban megmarad . Ezt a mérési amplitúdót finom mérésnek mondják . Időközben a két áram egyike nulla. A szögmérés még mindig lehetséges, de kevésbé pontos, durva mérésről beszélünk . $i_ {1}$ $i_ {2}$ $f (\ alpha) = {\ frac {i_ {1} -i_ {2}} {i_ {1} + i_ {2}}}$ $\ alfa$ $\ alfa$ $[- \ beta; \ beta]$ $[- \ gamma; - \ beta] \ csésze [\ beta; \ gamma]$

Két egymásra merőlegesen orientált sejtpár használatával meg lehet szerezni a nap helyzetét az érzékelők síkjához viszonyítva.

Nemlineáris érzékelő

A nemlineáris napkollektorok általános elve megegyezik a lineáris kollektorokéval, azzal az eltéréssel, hogy a fényérzékeny cellák már nem ugyanazon a síkon vannak. Például lehetnek egy piramis vagy egy kocka ellentétes oldalán, nagyobb arányban, mint a lineáris érzékelők esetében. Ez a fajta szerelvény lehetővé teszi, hogy nagyobb durva mérési amplitúdó legyen (csak egy megvilágított felület) (180 ° -ig) a meglehetősen alacsony finom mérési amplitúdó rovására (egy piramis esetében a piramis dőlésétől függően) érzékelő). ${\ frac {nyitási \ méret} {távolság \ nyitás \ és \ cellák}}$

Azt is lehetővé teszi, hogy megkapjuk az irányt a nap a két tengely ugyanazon a ponton (a Apex a piramis) alá helyezzük két pár napelemek (egy sejt arc) a piramis.

Az érzékelési mező maximalizálása érdekében a rekesz (és ezért a nyílás) megszüntethető, esetleg megtartva az éleit, hogy kiszűrje az érzékelőt támogató űrjármű visszaverődő fényét. Az érzékelő így képessé válik a nap félgömb alakú detektálására, alacsonyabb pontosság és nagyobb interferencia-érzékenység (visszaverődések, másodlagos fényforrások) árán.

Digitális napkollektor

A digitális napkollektorok már nem két fotovoltaikus cella közötti áramkülönbség elvét alkalmazzák, hanem néhány pixel digitális érzékelő ( CCD vagy CMOS ) megvilágítását a Nap által . A nyílás keskeny rés, és esetleg a korábban leszűrt napfény, hogy ne sértse meg a túl érzékeny érzékelőket. A megvilágított pixel (ek) helyzete lehetővé teszi a napsugár beesési szögének meghatározását. Az elvet 2 tengelyre lehet általánosítani.

Megjegyzések és hivatkozások

Jean-Pierre Krebs, „ Attitűd-érzékelők és képalkotó eszközök műholdak számára ”, A mérnök Optronic rendszereinek technikái , vol. TIB453DUO, n o e4140,1997. május 10( online olvasás , konzultáció 2015. augusztus 6-án )
AFP : " Három űrhajós érkezett az ISS-be, a Szojuz-hajójuk meghibásodása ellenére ", Liberation ,2015. július 23( online olvasás , konzultáció 2015. augusztus 6-án )
távú használat a francia nyelvű szakirodalom iparosok és űrügynökségei beleértve CNES, a példa a DEMETER platform „ A DEMETER platform ” , a CNES ,2014. október 17(hozzáférés : 2015. augusztus 6. ) , ahol a cannes-i űrközpont történelmi enciklopédiájából - Mandelieu CASPWiki
(in) " Liass lineáris pontos napérzékelő " az Airbus D & S-n ,2014(megtekintve 2015. augusztus 3-án )
(in) " Basszus: Két tengelyes durva napérzékelő " az Airbus D & S-n ,2014(megtekintve 2015. augusztus 3-án )
(in) " NWT durva napérzékelő, európai cellákat használva " az ESA-n ,2012. február 28(megtekintve 2015. augusztus 3-án )
(en) Jaroslav CHUM Jaroslav VOJTA Jiri Frantisek BASE and HRUSKA, " SINGLE LOW COST DIGITAL SUN SENSOR FORMICRO-SATELLITE " on the German Aerospace Center (megtekintve 2015. augusztus 3-án )

Lásd is

Kapcsolódó cikkek