AIAA S-111A-2014 Wymagania kwalifikacyjne i jakościowe dla kosmicznych ogniw słonecznych

W normie „AIAA S-111A-2014 Kwalifikacja i wymagania jakościowe dla kosmicznych ogniw słonecznych” opublikowanej wspólnie przez Amerykański Narodowy Instytut Normalizacyjny (ANSI) i Amerykański Instytut Aeronautyki i Astronautyki (AIAA) pojedyncze ogniwa na bazie krzemu krystalicznego i arsenku galu i wiele złączy do zastosowań kosmicznych. Opisano wymagania kwalifikacyjne i jakościowe dla typów ogniw słonecznych. Obejmuje to systemy jakości producentów ogniw słonecznych i wymagania dotyczące charakteryzowania ogniw słonecznych.

Wymagania dotyczące badań akceptacyjnych partii nie są zdefiniowane w aktualnej wersji niniejszej normy. Przy wprowadzaniu nowego projektu ogniw słonecznych wymagane są kompetencje. Kwalifikacja Delta jest wymagana przy wprowadzaniu zmian w materiałach i procesach stosowanych do produkcji kwalifikowanego ogniwa. Jeśli zmiany w materiałach i procesach są ograniczone, można je rozważyć i ocenić w ramach kwalifikacji delta.

Kwalifikacja Delta powinna opierać się na tym, jak zmiany mogą wpłynąć na wydajność i niezawodność ogniwa. Uzasadnienie kwalifikacji Delta oraz szczegółowy opis zmian należy udokumentować w protokole kwalifikacji Delta. Zmiana wymiarów bocznych kwalifikowanego typu ogniwa nie wymaga kwalifikacji delta ani ponownej kwalifikacji.

Poprzedni post dotyczył normy AIAA S-117-2010, która zaleca konkretny program weryfikacji dla każdego systemu kosmicznego. Standard AIAA S-111A standaryzuje protokoły testów w przemyśle kosmicznym, które oddziałują z tymi ogniwami słonecznymi. Energia słoneczna, która wykorzystuje naturalną energię wypromieniowaną ze Słońca na ziemię, jest bardzo popularnym źródłem wytwarzania energii elektrycznej.

Najczęściej stosowaną metodą pozyskiwania energii ze słońca jest fotowoltaika słoneczna (PV). Zwykle wymaga to paneli wykonanych z krzemu, które pochłaniają fotony w celu zasilania półprzewodnika i wytwarzania energii. Panele fotowoltaiczne umieszczane są na dachach budynków, a czasami w pustych przestrzeniach na ziemi. Średnia wydajność tych paneli krzemowych wynosi około 15 procent. Obecnie w badaniach i rozwoju znajduje się kilka innych materiałów na panele słoneczne. Najważniejszym z nich jest perowskit, który ma wysoką wydajność wynoszącą około 20 procent.

Jednak Słońce jest znacznie bardziej zaawansowane w statkach kosmicznych. Zamiast używać krzemu, organizacje kosmiczne wolą używać arsenku galu jako głównego składnika paneli słonecznych. Krajowe Laboratorium Energii Odnawialnej potwierdziło, że arsenek galu ma wydajność przekraczającą 30 proc. Zastosowanie tych paneli słonecznych w przestrzeni kosmicznej jest zwykle ograniczone ze względu na ich wysoki koszt.

Standard AIAA S-111A to standard określający wymagania dotyczące sprawdzania, czy kosmiczne ogniwa słoneczne będą działać w przewidywalny sposób. Norma ta uwzględnia szczególną ostrożność wymaganą w przypadku paneli słonecznych w przestrzeni kosmicznej, do których dostęp i zarządzanie są bardzo trudne.

Z powodu degradacji wydajność systemu maleje z biegiem czasu. Pogorszenie stanu może następować z różną szybkością, w zależności od lokalizacji systemu. Norma ta zaleca kilka metod testowania w celu zrozumienia stanu układu słonecznego i jego podatności na uszkodzenia. Najbardziej podstawową z tych metod jest inspekcja wzrokowa mająca na celu ocenę systemu pod kątem widocznych nieprawidłowości. Inną ważną metodą testowania jest testowanie elektryczne, które należy zastosować na każdym ciągu lub zestawie połączonych szeregowo ogniw słonecznych, aby poznać pojemność elektryczną. Ponieważ te panele słoneczne znajdują się w kosmosie, są narażone na bardzo trudne warunki. To sprawia, że ​​testy na ekstremalne temperatury i zimno, zginanie oraz ekspozycję na protony i elektrony są niezwykle ważne.

Wytyczne te pomagają określić operacje i konserwację, które będą wymagane w przypadku paneli, a także pozwalają oszacować żywotność systemu. Wytyczne dotyczące kosmicznych paneli słonecznych są również uwzględnione w normie „AIAAS-112A-2013 Wymagania dotyczące kwalifikacji i jakości dotyczące komponentów elektrycznych w kosmicznych panelach słonecznych”.

Wśród licznych badań testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych, które świadczy dla przedsiębiorstw z różnych sektorów, nasza organizacja, dzięki przeszkolonemu i eksperckiemu personelowi oraz zaawansowanemu sprzętowi technologicznemu, świadczy również usługi testowania określone w „AIAA S-111A-2014 Kwalifikacja i jakość wymagania dotyczące kosmicznych ogniw słonecznych” podaje norma.