Το παρόν έγγραφο παρουσιάζει μια ολοκληρωμένη σύγκριση των συστημάτων φωτοβολταϊκής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στο Διεθνές Διαστημικό Σταθμό (ISS) και στον Κινέζικο Διαστημικό Σταθμό (CSS). Οι βασικές παράμετροι, συμπεριλαμβανομένων των προδιαγραφών φωτοβολταϊκών συστοιχιών, της εξόδου του συστήματος ισχύος, των διαρθρωτικών διαμορφώσεων, των τεχνολογιών των κυττάρων, της αποθήκευσης ενέργειας και των δυνατοτήτων τροφοδοσίας, αναλύονται για να επισημανθούν τα τεχνολογικά χαρακτηριστικά και οι επιχειρησιακές διαφορές μεταξύ των δύο διαστημικών σταθμών.

1. Φωτοτοβολταϊκή ισχύς συστοιχίας, τάση και ρεύμα

1.1 International Space Station (ISS)

Το ISS διαθέτει τέσσερα μεγάλα πτερύγια ηλιακής συστοιχίας, με κάθε πτέρυγα να είναι αρχικά ικανή να παράγει πάνω από 30 kW, με αποτέλεσμα συνολική ονομαστική ισχύς 124 kW (συνήθως λειτουργεί σε περίπου 80 kW υπό τυποποιημένες συνθήκες)¹. Αυτές οι συστοιχίες λειτουργούν σε τάση DC περίπου 160 V, η οποία παραιτείται σε 124 V μέσω DC - μονάδες μετατροπέα DC (DDCU) για σταθμό - ευρεία διανομή¹. Τα επίπεδα ρεύματος ποικίλλουν ανάλογα με τη ζήτηση ισχύος, αλλά το ρεύμα αιχμής ανά συστοιχία μπορεί να υπερβαίνει το 187 Α (υπολογιζόμενο από 30 kW / 160 V).

Πηγή εικόνας: Sohu News. "Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός διαθέτει σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής ή άλλη δύναμη - εξοπλισμό δημιουργίας;"

https://m.sohu.com/a/374148541_120085179/

Το 2021, η NASA ξεκίνησε μια αναβάθμιση με το New Roll - Out Solar Arrays (ROSA), αυξάνοντας τη συνολική ικανότητα ισχύος στα 215 kW². Αυτές οι αναβαθμισμένες συστοιχίες διατηρούν τη συμβατότητα με το υπάρχον σύστημα διανομής 124 V, βελτιώνοντας παράλληλα την αποτελεσματικότητα κατά τη διάρκεια των χαμηλών γωνιών ηλίου².

Πηγή εικόνας: Γραφείο διαστημικής μηχανικής της Κίνας. "NASA για την αναβάθμιση των διεθνών διαστημικών σταθμών."

https://www.cmse.gov.cn/hqsy/lydt/gjkjz/202101/t20210128_47565.html

Τα αρχικά ηλιακά πάνελ του ISS πιθανότατα προέρχονταν από πολλούς κατασκευαστές. Το TECSTAR, για παράδειγμα, παρείχε ηλιακούς συλλέκτες για το πρόγραμμα ενδιάμεσης μονάδας ελέγχου (ICM) του ISS στο παρελθόν³. Τα συστατικά της αναβαθμισμένης συστοιχίας Rosa προέρχονται από το Spectrolab⁴.

1,2 Χινών Διαστημικού Σταθμού (CSS)

Το CSS ενσωματώνει έξι ομάδες ηλιακών πτερυγίων με συνδυασμένη δύναμη σχεδιασμού που υπερβαίνει τα 100 kW⁵. Κάθε ηλιακή πτέρυγα λειτουργεί σε τάση DC βελτιστοποιημένη για το σύστημα διαχείρισης ενέργειας του σταθμού (συγκεκριμένες τιμές που δεν αποκαλύπτονται δημόσια). Με συνολική αναπτυγμένη περιοχή των 138 m² στα μεγαλύτερα τέσσερα φτερά (27m × 4m το καθένα), το CSS επιτυγχάνει υψηλής πυκνότητας ισχύος μέσω της προηγμένης τεχνολογίας κυττάρων⁵. Οι τρέχουσες αξιολογήσεις είναι ανάλογες με την ισχύ εξόδου, με εκτιμήσεις που υπερβαίνουν τα 800 Α στην κύρια τάση του διαύλου (που προέρχεται από υπόθεση 100 kW / 125 V).

Πηγή εικόνας: Netease News. "Ο ξεπερασμένος σχεδιασμός; Ο διαστημικός σταθμός της Κίνας" ελαφρύς "με κενό 300 τόνων;" https://www.163.com/dy/article/k00llu9705538jem.html

Όσον αφορά τους κατασκευαστές των φωτοβολταϊκών εξαρτημάτων του CSS, ενώ συγκεκριμένες λεπτομέρειες δεν δημοσιοποιούνται εκτενώς, η Κίνα διαθέτει αρκετούς κορυφαίους κατασκευαστές εγχώριων ηλιακών πάνελ. Για παράδειγμα, εταιρείες όπως το Solarspace, ένας κατασκευαστής ηλιακών πάνελ της κινεζικής βαθμίδας-1 που ιδρύθηκε το 2011, θα μπορούσε ενδεχομένως να συμμετάσχει. Μέχρι το τέλος του 2023, είχε παραγωγικές ικανότητες που έφθασαν στα 60 gigawatts κυττάρων και 7,2 gigawatts μονάδων, με βάσεις στην Καμπότζη, το Λάος και την Κίνα⁶. Ένας άλλος πιθανός υποψήφιος είναι η XPower Solar Energy Co., Ltd, ένας πάροχος καθαρής ενέργειας που ειδικεύεται σε High - μονάδες PV απόδοσης με παγκόσμια παραγωγική ικανότητα 1 GW modules και δύο μονάδες παραγωγής στην Κίνα⁷.

2. Διαμορφώσεις διαμόρφωσης: Stowed and Deployed States

2.1iss

Διαμόρφωση στο στοιβάζονται: Οι αρχικές ηλιακές συστοιχίες διπλώθηκαν σε συμπαγή τμήματα για εκτόξευση, ενώ οι νεότερες συστοιχίες Rosa αποθηκεύονται σε κυλινδρικά δοχεία (μήκος ≈ 1m διαμέτρου × 6m)².

Αναπτυγμένη διαμόρφωση: Κάθε πτέρυγα συστοιχίας εκτείνεται σε 73 μέτρα (240 πόδια) με συνολική έκταση 2.500 m² (27.000 τετραγωνικά πόδια)⁸. Οι οκτώ συστοιχίες κατανέμονται σε ολόκληρο τον τροχιακό τμήμα των ΗΠΑ, τοποθετημένες σε περιστρεφόμενα gimbals για να εντοπίσουν τον ήλιο¹.
 

Διανομή: Τέσσερα ζεύγη συστοιχιών εκτείνονται από τη δομή του σταθμού, με ρωσικές ενότητες (Zvezda, Zarya) με μικρότερες βοηθητικές συστοιχίες (οι συστοιχίες της Zarya αποσύρονται επί του παρόντος)¹.

Πηγή εικόνας: NASA. "Οι ηλιακές συστοιχίες στον διεθνή διαστημικό σταθμό."

https://www.nasa.gov/image {2

2.2CSS

Στις διαμόρφωσης: Η ηλιακή φτερά είναι διπλωμένα σε ένα στάδιο πολλαπλών -, ακορντεόν - σαν δομή που ταιριάζει μέσα σε εκτόξευση Fairings, χρησιμοποιώντας ελαφριά σύνθετα υλικά για συμπαγή αποθήκευση.

Αναπτυγμένη διαμόρφωση: Κάθε πτέρυγα αναπτύσσεται σε 27m × 4m, με ένα σύστημα πολλαπλών - διαστάσεων που επιτρέπει την περιστροφή ± 180 μοιρών για βέλτιστη παρακολούθηση του ήλιου⁵. Τα έξι φτερά διανέμονται: ο Tianhe, ο Mengtian και ο Wentian έχουν ένα ζευγάρι⁵.

Διανομή: Η συμμετρική τοποθέτηση ελαχιστοποιεί τη σκίαση μεταξύ των μονάδων, με τα φτερά που εκτείνονται κάθετα στον διαμήκη άξονα του σταθμού.

3. Φοτροοβοσιακές τεχνολογίες κυττάρων

3.1iss

Οι πρωτότυπες συστοιχίες (1998) χρησιμοποιούν ηλιακά κύτταρα βασισμένα σε πυρίτιο - με ≈14% απόδοση μετατροπής⁵.

Οι αναβαθμισμένες συστοιχίες ROSA ενσωματώνουν προηγμένα κύτταρα διασταύρωσης (πιθανώς GaAs -) για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας, αν και συγκεκριμένα υλικά παραμένουν μη ανακοινωθέντα².

3.2CSS

Employs triple-junction gallium arsenide (GaAs) cells with >30% απόδοση μετατροπής^5,9.

Αυτά τα κύτταρα χρησιμοποιούν στρώματα ινδίου γαλλίου (INGAP), αρσενίδιο γαλλίου (GAAS) και στρώματα γερμανίου (GE) για να συλλάβουν φάσματα πολλαπλών φωτός, κρίσιμα για τις συνθήκες της τροχιάς της γης.

Πηγή εικόνας: Netease News. "Ο ξεπερασμένος σχεδιασμός; Ο διαστημικός σταθμός της Κίνας" ελαφρύς "με κενό 300 τόνων;" https://www.163.com/dy/article/k00llu9705538jem.html

4. Συστήματα αποθήκευσης

4.1iss

Η αρχική μπαταρία ήταν ένα νικέλιο - μεταλλική μπαταρία υδριδίου (Ni - h₂), που αποτελείται από 48 ανεξάρτητες μονάδες μπαταρίας (ORU), με συνολική διαθέσιμη ενέργεια 96kWh για ολόκληρο το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας. Το 2017, αναβαθμίστηκε σε μπαταρία ιόντων λιθίου -}, με κάθε νικέλιο - μεταλλική μπαταρία υδριδίου Oru να αντικατασταθεί από ένα λίθιο - μπαταρία ιόντων, διπλασιάζοντας την ικανότητα και την ενέργεια. Η συνολική διαθέσιμη ενέργεια του συνόλου του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας ISS έχει αυξηθεί σε περίπου 192 kWh¹⁰.

Αυτές οι μπαταρίες αποθηκεύουν ≈60% της παραγόμενης ισχύος κατά τη διάρκεια περιόδων ημέρας για να υποστηρίξουν τις εργασίες κατά τη διάρκεια της σκιάς γης (≈35 λεπτά ανά τροχιά)⁸.

Το νικέλιο - μπαταρίες υδρογόνου στο ISS προέρχονταν από πολλούς προμηθευτές. Καθώς το ISS μετακινείται προς πιο προηγμένες μπαταρίες λιθίου - ιόντων, η Group Company της GS Yuasa Corporation, η GS Yuasa Technology Ltd.¹¹.

4.2CSS

Κάθε μονάδα του διαστημικού σταθμού της Κίνας (η μονάδα Tianhe, η μονάδα Wentian και η μονάδα Mengtian) έχει τα δικά της φωτοβολταϊκά φτερά και ανεξάρτητα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Τα συστήματα χρησιμοποιούν λιθίου - μπαταρίες ιόντων. Η μονάδα Core Tianhe είναι εξοπλισμένη με έξι σετ λιθίου - μπαταρίες ιόντων, το Wentian Laboratory Module με τέσσερα σύνολα και την εργαστηριακή μονάδα Mengtian με τέσσερα σύνολα. Ο υπάλληλος δεν έχει αποκαλύψει τη συγκεκριμένη χωρητικότητα της μπαταρίας. Ωστόσο, σύμφωνα με δημόσιες εκθέσεις και εικασίες εμπειρογνωμόνων, η ικανότητα κάθε ομάδας μπαταριών αναμένεται να είναι στο επίπεδο 100-200 AH και η συνολική διαθέσιμη ενέργεια ολόκληρου του συστήματος διαστημικών σταθμών εκτιμάται ότι είναι πάνω από 100 kWh¹².

Για το CSS, οι πιθανοί κατασκευαστές του λιθίου - μπαταρίες ιόντων περιλαμβάνουν CATL (Contemporary Amperex Technology Co., Limited), παγκόσμιο ηγέτη στο λίθιο {{2} on -ion Battery Production και SpaceFlight Power, η οποία έχει εμπειρία στην κατασκευή διαφόρων τύπων μπαταριών^5,13.

5. Ισχύς δυνατοτήτων εφοδιασμού

5.1iss

Υποστηρίζει ένα μέγιστο φορτίο 124 kW (αναβαθμίσιμο σε 215 kW), υποστηρίζοντας την υποστήριξη ζωής, τα συστήματα επικοινωνίας και πάνω από 50 επιστημονικά πειράματα².

5.2CSS

Δημιουργεί ≈ 1,000 kWh ημερησίως, επαρκή για δεκάδες ντουλάπια πειράματος και ανάγκες πληρώματος⁵.

Η χωρητικότητα 100+ KW επιτρέπει τη μελλοντική επέκταση, συμπεριλαμβανομένων των πρόσθετων μονάδων και των υψηλών - Power Scientific Instruments.

Τα φωτοβολταϊκά συστήματα ISS και CSS αντικατοπτρίζουν τις αντίστοιχες εποχές σχεδιασμού και τις επιχειρησιακές απαιτήσεις τους. Το ISS, με την μεγαλύτερη περιοχή της συστοιχίας και τις αυξητικές αναβαθμίσεις, δίνει προτεραιότητα στη συμβατότητα της κληρονομιάς, ενώ το CSS αξιοποιεί τα προχωρημένα κύτταρα GAAS και τον αρθρωτό σχεδιασμό για υψηλότερη απόδοση. Και τα δύο συστήματα επιδεικνύουν ισχυρές λύσεις για τη διατήρηση της ανθρώπινης παρουσίας σε χαμηλή τροχιά -.

Πηγές:

1.Sohu News. "Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός διαθέτει σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής ή άλλη δύναμη - δημιουργία εξοπλισμού;" https://m.sohu.com/a/374148541_120085179/

2. China Cenned Space Engineering Office. "NASA για την αναβάθμιση των διεθνών διαστημικών σταθμών." https://www.cmse.gov.cn/hqsy/lydt/gjkjz/202101/t20210128_47565.html

3. -spaceDaily. "Το Tecstar Ships ISS Solar Ploens." https://www.spacealy.com/reports/tecstar_ships_iss_solar_panels.html

4. "Boeing για την παροχή έξι ακόμα ηλιακών συστοιχιών για τον διεθνή διαστημικό σταθμό." https:

5.Wang Yanan (Γνώση της Αεροδιαστημικής). "China Space Station" Power Bank ": 1 εκατομμύριο γιουάν ανά τετραγωνικό μέτρο, δημιουργώντας 1000 kWh ημερησίως." http://m.toutiao.com/group/7161312038013190656/?upstream_biz {{9]

6.A1Solarstore. "Solarspace Solar Planels Review 2025: Στο - εμφάνιση βάθους." https:

7.XPower Solar. "Κορυφαίος κατασκευαστής μονάδων ηλιακών φωτοβολταϊκών μονάδων|περίπου XPower." https://www.xpowersolar.com/about/

8.NASA. "Οι ηλιακές συστοιχίες στον διεθνή διαστημικό σταθμό." https://www.nasa.gov/image {{5 }Article/Solar {6 }Arrays {{7} international {{8 }space

9. ΝΕΑ ΝΕΑ. "Ο ξεπερασμένος σχεδιασμός; Ο διαστημικός σταθμός της Κίνας" ελαφρύς "με κενό 300 τόνων;" https://www.163.com/dy/article/k00llu9705538jem.html

10.Eugene Schwanbeck; Penni Dalton. "Διεθνής διαστημικός σταθμός λιθίου - μπαταρίες ιόντων για πρωτεύον σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας."

11.gs yuasa. "Τα κύτταρα ιόντων της GS Yuasa - θα παραδοθούν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό για τέταρτη φορά." https://www.gs - yuasa.com/en/newsrelease/article.php?ucode=GS200509534828_785

12. Κοινοβόλο διαστημικό πρόγραμμα. "Ενεργειακό σύστημα του διαστημικού σταθμού της Κίνας."

13.Solarfeeds. "Powerflight Power 65 Ah, 100 AH, 150 AH, 250 AH μολύβδου οξέος (AGM) Χωρητικότητα μπαταρίας, τιμές, κριτικές." https: