No padrão "AIAA S-111A-2014 Qualificação e requisitos de qualidade para células solares espaciais" publicado em conjunto pelo American National Standards Institute (ANSI) e pelo American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA), silício cristalino e único baseado em arsenieto de gálio e múltiplas junções para aplicações espaciais são descritas. Requisitos de qualificação e qualidade para tipos de células solares são descritos. Isto inclui sistemas de qualidade dos fabricantes de células solares e requisitos para a caracterização de células solares.
Os requisitos para testes de aceitação de lotes não estão definidos na versão atual desta norma. É necessária competência ao introduzir um novo design de célula solar. A qualificação Delta é necessária ao fazer alterações nos materiais e processos usados para produzir uma célula qualificada. Se as alterações de materiais e processos forem limitadas, estas poderão ser consideradas e avaliadas para o escopo de uma qualificação delta.
A qualificação Delta deve basear-se em como as alterações podem afetar o desempenho e a confiabilidade da célula. A justificativa para a qualificação Delta e uma descrição detalhada das alterações devem ser documentadas no relatório de qualificação Delta. Uma alteração nas dimensões laterais de um tipo de célula qualificado não requer qualificação ou requalificação delta.
Uma postagem anterior focou no padrão AIAA S-117-2010, que recomenda um programa de verificação específico para qualquer sistema espacial. O padrão AIAA S-111A padroniza protocolos de teste na indústria espacial que interagem com essas células solares. A energia solar, que aproveita a energia natural irradiada do sol para a terra, é uma fonte muito popular de geração de eletricidade.
O método mais utilizado de coleta de energia do sol é a energia solar fotovoltaica (PV). Isso geralmente requer painéis feitos de silício que absorvem fótons para alimentar o semicondutor e produzir energia. Os conjuntos fotovoltaicos são colocados nos telhados dos edifícios e, por vezes, em espaços vazios no solo. A eficiência média desses painéis de silício é de cerca de 15%. Vários outros materiais de painéis solares estão atualmente em pesquisa e desenvolvimento. A principal delas é a perovskita, que tem uma alta eficiência de aproximadamente 20%.
No entanto, o Sol está muito mais avançado em espaçonaves. Em vez de usar silício, as organizações espaciais preferem usar arsenieto de gálio como principal componente dos painéis solares. O Laboratório Nacional de Energia Renovável confirmou que o arsenieto de gálio tem uma eficiência superior a 30%. Esses painéis solares são geralmente limitados para uso no espaço devido ao seu alto custo.
O padrão AIAA S-111A é um padrão que fornece requisitos para verificar se as células solares baseadas no espaço funcionarão de maneira previsível. Esta norma leva em consideração os cuidados especiais exigidos para os painéis solares no espaço, que são muito difíceis de acessar e gerenciar.
Devido à degradação, a eficiência do sistema diminui com o tempo. A deterioração pode ocorrer em taxas diferentes dependendo da localização do sistema. Esta norma recomenda vários métodos de teste para compreender o estado do sistema solar e sua suscetibilidade a danos. O mais básico desses métodos é uma inspeção visual para avaliar o sistema em busca de irregularidades visíveis. Outro método de teste importante é o teste elétrico, que deve ser usado em cada sequência ou conjunto de células solares conectadas em série para compreender as capacidades elétricas. Como esses painéis solares estão no espaço, eles estão expostos a condições muito adversas. Isso torna os testes de calor e frio extremos, flexão e exposição a prótons e elétrons extremamente importantes.
Estas diretrizes ajudam a determinar as operações e manutenção que serão necessárias para os painéis e fornecem uma estimativa da vida útil do sistema. As diretrizes para painéis solares espaciais também são abordadas na norma “AIAAS-112A-2013 Qualificação e requisitos de qualidade para componentes elétricos em painéis solares espaciais”.
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