Estimation of power delivered by photovoltaic cells of a cubesat

• González Llorente, Jesús D. ^[1] ; Puerto Leguizamón, Gustavo A. ^[2]
  1. [1] Universidad Sergio Arboleda

     Universidad Sergio Arboleda

     Colombia

     
  2. [2] Universidad Distrital Francisco José de Caldas

     Universidad Distrital Francisco José de Caldas

     Colombia

     
• Localización: Tecnura: Tecnología y Cultura Afirmando el Conocimiento, ISSN-e 2248-7638, ISSN 0123-921X, Vol. 18, Nº. 41, 2014, págs. 53-63
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Estimación de la cantidad de potencia suministrada por las celdas fotovoltaicas de un cubesat
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• Resumen
  • español

    Los CubeSat son pequeños satélites que, debido a las restricciones propias de sus dimensiones, tienen como única fuente de energía celdas foto-voltaicas sobre su superficie. El propósito de este artículo es estimar la cantidad máxima de poten­cia que puede obtenerse de estas celdas solares, de manera que sea posible realizar un balance de energía cuando se diseñan misiones espaciales con este tipo de satélites. En el escenario anali­zado, un CubeSat de 10cm x 10cm x 10cm (1U) tiene una cara siempre orientada hacia la Tierra. Se consideran las pérdidas por el coseno del ángulo y la variación de la temperatura debido a la órbita del satélite. Para la estimación se usa un modelo matemático de las celdas solares, con el cual se calcula el punto de máxima potencia se­gún el ángulo de incidencia de la radiación solar y la temperatura sobre una órbita baja alrededor de la Tierra. Los resultados muestran la variación de la potencia eléctrica máxima suministrada por los paneles sobre la porción iluminada de la órbi­ta, sin considerar el albedo de la Tierra. Además de la potencia, se estiman las curvas corriente-voltaje para diferentes ubicaciones sobre la órbi­ta del CubeSat.

  • English

    CubeSats are small satellites that due to their size restriction have photovoltaic cells placed on theirs surface as the only energy source. The purpose of this work is to estimate the maximum amount of power that can be obtained from these solar cells, so that an energy balance can be made during the design of space mission with this kind of satel­lites. In the analyzed scenario, a CubeSat of 10cm x 10cm x 10cm (1U) has always a face oriented toward the Earth. Cosine loss and the temperature variation due to satellite orbit are considered. For the estimation we use a mathematical model of the solar cells, which is also used to estimate the maximum power point according to the incidence angle of the solar radiation and the temperature on a low orbit around the Earth. The results show the variation of the maximum electric power sup­plied by the panels on the illuminated portion of the orbit, without considering the Earth's albedo. Apart from the power, the current -voltage curves are estimated for different locations over the CubeSat's orbit.