JP3019807B2 - 太陽電池電源装置 - Google Patents
太陽電池電源装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Description
を電気エネルギに変換する太陽電池から負荷へ供給され
る電力を制御する太陽電池電源装置に関し、特に、人工
衛星等の宇宙空間飛翔体の電源として用いて好適な太陽
電池電源装置に関する。
電源装置として、従来から、太陽光エネルギを電気エネ
ルギに変換する太陽電池が用いられている。この太陽電
池においては、パネル上に多数個の太陽電池セルが縦横
に配列されて太陽電池パネルを構成しており、各太陽電
池セルは、所定個ずつ直列に接続されて複数個の太陽電
池モジュールを構成し、各太陽電池モジュールがそれぞ
れ負荷と接続されてループ回路を構成している。従っ
て、各太陽電池セルに太陽光が照射されて電力が発生さ
れると、各ループ回路にそれぞれ電流が流れ、電流ルー
プが形成される。この電流ループによって生成される磁
気モーメントが人工衛星に搭載した機器の動作に悪影響
を与えることがある。例えば、科学衛星によって地球や
他の惑星の磁場分布等を測定する場合には、上記磁気モ
ーメントが測定精度に大きな影響を与えることになる。
を抑制するために、従来のこの種の太陽電池電源装置に
おいては、太陽電池セルの実装方法を工夫することによ
り、形成されるループ回路の数をできるだけ少なくした
り、隣接する太陽電池モジュールの各ループ回路が形成
する電流ループがそれぞれ発生する磁気モーメントによ
って互いの磁気モーメントを打ち消すようにしていた。
しかし、この方法では、太陽電池セルの出力特性のばら
つきや太陽電池パネルの形状等の制約で磁気モーメント
を完全になくすことは不可能であった。
57号公報に記載の太陽電池電源装置を先に提案した。
図4は、同公報に開示された太陽電池電源装置の太陽電
池パネルの要部構成を示す断面図、図5は、同太陽電池
パネルの太陽電池セルの実装状態を示す表面図、また、
図6は、同太陽電池パネルのプリント回路及び配線材の
実装状態を示す表面側からの透視図である。この太陽電
池電源装置においては、ハニカム構造をしたパネル(サ
ブストレート)1の表面に所定パターンが形成されたプ
リント回路2が接着剤3で接着され、そのプリント回路
2の表面に、多数個の太陽電池セル4が所定間隔で縦横
に配列され、接着剤5で接着されて太陽電池パネルを構
成している。太陽電池セル4は、図4及び図5に示すよ
うに、所定個ずつ導電性連結金具6により直列に電気的
に接続され、太陽電池モジュール7を構成している。
(図5中の(+))、他端部が負極端(同図中の
(−))、略中央部が中間タップ(同図中の(C))と
いい、それぞれ図4に示すように、配線材8が接続さ
れ、この配線材8はパネル1を厚さ方向に貫通した透孔
9を透してパネル1の裏面側まで延長され、パネル1の
裏面へ接着剤10で接着されている。各太陽電池モジュ
ール7の正極端、負極端及び中間タップに接続された配
線材8は、図6に示すように、各中間タップのパネル1
裏面側でまとめられ、図中右下部まで延設されて図示せ
ぬコネクタの対応する導電性金具に電気的に接続されて
いる。これにより、各太陽電池モジュール7は、上記コ
ネクタの対応する導電性金具を介して人工衛星内の対応
する負荷と接続されてそれぞれループ回路を構成してい
る。なお、中間タップは、太陽電池パネルの出力電力を
制御するためのシャント回路へ接続される。
されて電力が発生されると、各太陽電池モジュール7に
は、図5に矢印で示すように、電流が負極端から中間タ
ップを経て正極端まで流れ、さらに配線材8及びコネク
タを介して対応する負荷に供給されるので、各ループ回
路にそれぞれ電流ループが形成される。この電流ループ
によって磁気モーメントが生成されてしまう。そこで、
各太陽電池モジュール7の下部に設けられたプリント回
路2には、図6に矢印で示すように、各太陽電池モジュ
ール7に流れる電流とは逆向きの電流が流れるようにパ
ターンが形成されており、図示せぬ電流源から電流が供
給されるように構成されている。これにより、各太陽電
池モジュール7に流れる電流ループと、対応するプリン
ト回路2のパターンに流れる電流ループとにより、それ
ぞれで発生される磁気モーメントが相殺され、結果とし
て、磁気モーメントの発生をほぼ完全に抑制できる。
来の太陽電池電源装置においては、磁気モーメントの発
生を抑制するのにプリント回路2を用いているため、プ
リント回路2及びこれを実装するための接着剤3の重量
がその分増加してしまう。例えば、発生電力が約600
Wクラスのパドル型の太陽電池電源装置の場合、プリン
ト回路2及び接着剤3の合計重量が約900g/m2と
なる。従って、小型の科学衛星や惑星探査機のように、
重量が厳しく制限される場合には採用できない。
おいては、プリント回路2の設計・製作費用、接着剤3
の費用及びプリント回路2を接着剤3でパネル1に貼り
付ける工数が必要となるため、太陽電池電源装置の製造
コストが高くなるという問題があった。まず、プリント
回路については、人工衛星等に搭載されている一般的な
電子機器に使用されるものが大きくても20cm角程度
の大きさであるのに対して、パネル1に実装するものは
最小でも1m角の大きさとなる。このため、プリント回
路の製作に対して特別な装置が必要となり、コスト増の
要因となる。また、大型のプリント回路を気泡が入らな
いようにパネル1へ接着しなければならないため、作業
工数や特別な冶工具を製作する費用が増大する。
もので、安価かつ軽量な構成で太陽電池パネルで発生さ
れる磁気モーメントを抑制できる太陽電池電源装置を提
供することを目的としている。
に、請求項1記載の発明に係る太陽電池電源装置は、パ
ネルの表面に配列され、相互に電気的に接続された多数
個の太陽電池セルと、前記パネルの裏面であって前記多
数個の太陽電池セルに対応する領域に設けられ、かつ、
前記多数個の太陽電池セルで発生された負荷に供給すべ
き電流が、前記多数個の太陽電池セルに流れる電流の方
向と逆方向に流れるように配線された配線材とを備え、
前記配線材は、前記パネルの裏面に、散点模様に分布す
る接着剤によって点着されていることを特徴としてい
る。
電源装置は、パネルの表面に配列貼着され、所定個ずつ
直列に電気的に接続されて複数個の太陽電池モジュール
を構成する多数個の太陽電池セルと、前記パネルの裏面
であって各太陽電池モジュールに対応する領域に設けら
れ、かつ、当該太陽電池モジュールを構成する所定個の
太陽電池セルで発生された負荷に供給すべき電流が、当
該太陽電池モジュールに流れる電流の向きとは逆の向き
に流れるように配線され、太陽電池モジュール毎の所定
の位置でまとめられツイストされてコネクタに接続され
る配線材とを備え、前記配線材は、前記パネルの裏面
に、散点模様に分布する接着剤によって点着されている
ことを特徴としている。
の実施の態様について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。図1は、この発明の一実施例である太
陽電池電源装置の太陽電池パネルの要部構成を示す断面
図、図2は、同太陽電池パネルの太陽電池セルの実装状
態を示す表面図、また、図3は、同太陽電池パネルの配
線材の実装状態を示す表面側からの透視図である。これ
らの図において、図4〜図6の各部に対応する部分には
同一の符号を付け、その説明を省略する。これらの図に
示す太陽電池電源装置が、従来技術(図4〜図6のも
の)と大きく異なるところは、プリント回路2、接着剤
3、配線材8及び接着剤10に代えて、配線材21及び
接着剤22が新たに設けられている点である。
パネル1の表面に多数個の太陽電池セル4が所定間隔で
縦横に配列され、接着剤5で直接パネル1の表面に接着
されて太陽電池パネルを構成している。図1及び図2に
示すように、太陽電池セル4が所定個ずつ導電性連結金
具6により直列に電気的に接続され太陽電池モジュール
7を構成している点は従来と同様である。各太陽電池モ
ジュール7の正極端(図2中の(+))、負極端(同図
中の(−))、中間タップ(同図中の(C))には、そ
れぞれ図1に示すように、配線材21が接続され、この
配線材21はパネル1を厚さ方向に貫通した透孔9を透
してパネル1の裏面側まで延長されている。配線材21
は、パネル1の裏面において、各太陽電池モジュール7
毎に、当該太陽電池モジュール7に流れる電流の向き、
即ち、図2に矢印で示す、負極端から中間タップを経て
正極端まで流れる向きとは逆の向き、即ち、図3に矢印
で示す、正極端裏面から中間タップ裏面を経て負極端裏
面までに流れるように配線されてパネル1の裏面へ接着
剤22で接着されている。そして、配線材21は、図3
に示すように、対応する太陽電池モジュール7毎に、各
中間タップのパネル1裏面側でまとめられ、電流ループ
を作らないようにツイストされて、図中右下部まで延設
されて図示せぬコネクタの対応する導電性金具に電気的
に接続されている。これにより、各太陽電池モジュール
7は、上記コネクタの対応する導電性金具を介して人工
衛星内の対応する負荷と接続されてそれぞれループ回路
を構成している。
について説明する。各太陽電池セル4に太陽光が照射さ
れて電力が発生されると、各太陽電池モジュール7に
は、図2に矢印で示すように、電流が負極端から中間タ
ップを経て正極端まで流れ、電流ループが形成される。
一方、各太陽電池モジュール7の下部に接着された配線
材21には、図3に矢印で示すように、電流が正極端か
ら中間タップを経て負極端まで流れ、電流ループが形成
される。これにより、各太陽電池モジュール7に流れる
電流ループと、当該太陽電池モジュール7の下部に接着
された配線材21に流れる電流ループとにより、それぞ
れで発生される磁気モーメントが相殺され、結果とし
て、磁気モーメントの発生をほぼ完全に抑制される。
配線材21が、従来の配線材8と同様、太陽電池モジュ
ール7の各太陽電池セル4が発生した電流を人工衛星内
の対応する負荷に供給する機能と、従来のプリント回路
2と同様、各太陽電池モジュール7下において、各太陽
電池セル4が発生した電流が各太陽電池モジュール7中
に流れる方向と逆方向に電流を流すことにより、各太陽
電池モジュール7中に流れる電流が形成する電流ループ
が発生する磁気モーメントを相殺する磁気モーメントを
発生する機能とを備えているので、磁気モーメントの発
生を極小化できる。
ル1方向の磁気モーメントが発生するが、小型の科学衛
星や惑星探査機等に使用されるパネルの厚みは、数mm
程度と薄いため、磁気モーメントの絶対値は僅かであ
り、観測上の問題はない。一例として、この例の構成を
発生電力が600Wクラスのパドル型の太陽電池電源装
置に採用した場合、磁気モーメントによるDC磁界強度
は、約−16dBpT(0.16pT)程度である。発
生電力が増加した場合でも、パネルの枚数を増やして対
応することにより、パネルの厚みは変えずに済むため、
DC磁界強度はほとんど変わらない。
21の長さは若干長くなるが、プリント回路2を採用し
た場合と比較して、プリント回路2自体及びそれを実装
するための接着剤3が不要となり、大幅に重量及びコス
トを削減できるし、プリント回路2を実装するための作
業工数や冶工具の費用も不要である。一例として、この
例の構成を発生電力が600Wクラスのパドル型の太陽
電池電源装置に採用した場合、従来と較べて、重量軽減
量は、約3.6kg(プリント回路2及び接着剤3の重
量−配線材の追加重量=4.5kg−0.9kg)とな
る。発生電力が大きな太陽電池装置になる程、重量軽減
量は大きくなる。
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られる
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
の変更等があってもこの発明に含まれる。
池電源装置は、パネルの表面に配列され、相互に電気的
に接続された多数個の太陽電池セルと、前記パネルの裏
面であって前記多数個の太陽電池セルに対応する領域に
設けられ、かつ、前記多数個の太陽電池セルで発生され
た負荷に供給すべき電流が、前記多数個の太陽電池セル
に流れる電流の方向と逆方向に流れるように配線された
配線材とを備え、前記配線材が、前記パネルの裏面に、
散点模様に分布する接着剤によって点着されてなるもの
なので、安価かつ軽量な構成で、太陽電池パネルで発生
される磁気モーメントを抑制できる。
太陽電池パネルの要部構成を示す断面図である。
示す表面図である。
実装状態を示す表面側からの透視図である。
部構成を示す断面図である。
示す表面図である。
実装状態を示す表面側からの透視図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 パネルの表面に配列され、相互に電気的
に接続された多数個の太陽電池セルと、 前記パネルの裏面であって前記多数個の太陽電池セルに
対応する領域に設けられ、かつ、前記多数個の太陽電池
セルで発生された負荷に供給すべき電流が、前記多数個
の太陽電池セルに流れる電流の方向と逆方向に流れるよ
うに配線された配線材とを備え、 前記配線材は、前記パネルの裏面に、散点模様に分布す
る接着剤によって点着されていることを特徴とする太陽
電池電源装置。 - 【請求項2】 パネルの表面に配列貼着され、所定個ず
つ直列に電気的に接続されて複数個の太陽電池モジュー
ルを構成する多数個の太陽電池セルと、 前記パネルの裏面であって各太陽電池モジュールに対応
する領域に設けられ、かつ、当該太陽電池モジュールを
構成する所定個の太陽電池セルで発生された負荷に供給
すべき電流が、当該太陽電池モジュールに流れる電流の
向きとは逆の向きに流れるように配線され、太陽電池モ
ジュール毎の所定の位置でまとめられツイストされてコ
ネクタに接続される配線材とを備え、 前記配線材は、前記パネルの裏面に、散点模様に分布す
る接着剤によって点着されていることを特徴とする太陽
電池電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9195491A JP3019807B2 (ja) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | 太陽電池電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9195491A JP3019807B2 (ja) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | 太陽電池電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1140836A JPH1140836A (ja) | 1999-02-12 |
JP3019807B2 true JP3019807B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=16341980
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9195491A Expired - Lifetime JP3019807B2 (ja) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | 太陽電池電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3019807B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3797871B2 (ja) * | 2000-12-05 | 2006-07-19 | シャープ株式会社 | 宇宙用ソーラーパネルおよびその修理方法 |
JP5811584B2 (ja) * | 2011-05-13 | 2015-11-11 | コニカミノルタ株式会社 | 放射線画像撮影装置 |
-
1997
- 1997-07-22 JP JP9195491A patent/JP3019807B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1140836A (ja) | 1999-02-12 |
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