JPS5842240Y2 - Solar paddle tracking device - Google Patents

Solar paddle tracking device

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Publication number
JPS5842240Y2
JPS5842240Y2 JP8082277U JP8082277U JPS5842240Y2 JP S5842240 Y2 JPS5842240 Y2 JP S5842240Y2 JP 8082277 U JP8082277 U JP 8082277U JP 8082277 U JP8082277 U JP 8082277U JP S5842240 Y2 JPS5842240 Y2 JP S5842240Y2
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JP
Japan
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paddle
solar
albedo
cell surface
circuit
Prior art date
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Expired
Application number
JP8082277U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS548373U (en
Inventor
邦雄 柴山
Original Assignee
株式会社東芝
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Filing date
Publication date
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Priority to JP8082277U priority Critical patent/JPS5842240Y2/en
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は人工衛星に搭載される太陽電池パドルの太陽電
池面(セル面)を太陽光軸に直交するよう指向させ太陽
電池への1光入射角変動による太陽電池発生電力低下を
最小にする太陽電池パドル追尾装置に関する。
[Detailed explanation of the invention] This invention aims to orient the solar cell surface (cell surface) of a solar cell paddle mounted on an artificial satellite orthogonally to the axis of sunlight, and generates solar cells by varying the angle of incidence of one light beam on the solar cell. This invention relates to a solar battery paddle tracking device that minimizes power drop.

従来、太陽電池パドルの追尾方法としては、人工衛星が
地球を周囲する軌道レートに等しい一定回転レートで力
場電池パドルを回転指向させ、許容追尾指向角度範囲を
越えると地上局からの指令により再指向補正を行なう開
ループ方式や、太陽光入射角を検知する太陽センサにア
ルベド(地球からの太陽反射光)の影響を最小にする機
械的な遮蔽用フードを附加した閉ループ方式がある。
Conventionally, the tracking method for solar array paddles is to rotationally direct the force field battery paddle at a constant rotation rate equal to the rate of the satellite's orbit around the earth, and when the permissible tracking orientation angle range is exceeded, it is redirected by a command from the ground station. There is an open-loop method that performs pointing correction, and a closed-loop method that uses a solar sensor that detects the angle of sunlight incidence with a mechanical shielding hood that minimizes the influence of albedo (sunlight reflected from the earth).

前者は地上局からの再指向補正用指令信号が必要なため
自動追尾系をなさない欠点がある。
The former requires a redirection correction command signal from the ground station, so it has the disadvantage that it does not provide an automatic tracking system.

筐た後者は太陽センサが有する太陽光入射角検知能力の
視野角範囲が機械的な遮蔽フードで制限され、太陽セン
サの複数個の組合せにより3600全周の視野角を確保
する場合にはW電池パドルのセル面に設置する太陽セン
サと太陽電池パドルの裏面に設置する太陽センサ個々に
附加する遮蔽フードの形状、構造が異なり、システムと
しての構造が複雑化する欠点がある。
In the latter case, the viewing angle range of the solar incident angle detection ability of the solar sensor is limited by a mechanical shielding hood, and when a viewing angle of 3600 degrees is secured by a combination of multiple solar sensors, W batteries are used. The shape and structure of the shielding hoods attached to the solar sensors installed on the cell side of the paddle and the solar sensors installed on the back side of the solar cell paddle are different, and there is a drawback that the structure as a system becomes complicated.

本考案は上記の欠点を除去すべくなされたもので、太陽
センサが受けるアルベド量を記憶したアルベド比較回路
で太陽センサが受けるアルベドの影響を電気的に処理し
、アルベドの影響から生じる太陽電池パドルセル面の指
向誤差を皆無にして自動的に太陽電池パドルのセル面を
太陽光軸に指向させることができ、構成が簡単な太陽電
池パドル追尾装置を提供するものである。
The present invention was made to eliminate the above-mentioned drawbacks, and uses an albedo comparison circuit that stores the amount of albedo received by the solar sensor to electrically process the influence of albedo received by the solar sensor. To provide a solar battery paddle tracking device with a simple configuration, which can automatically orient the cell surface of a solar battery paddle to the sunlight axis with no surface pointing error.

以下図面を参照して、本考案の一実施例としてアルベド
の影響を受けやすい低高度用あるいは中高度用人工衛星
に搭載する太陽電池パドル追尾装置について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A solar battery paddle tracking device mounted on a low-altitude or medium-altitude artificial satellite that is susceptible to the influence of albedo will be described below with reference to the drawings as an embodiment of the present invention.

先ず1本実施例に使用した太陽センサの太陽光入射角と
余弦曲線出力特性を第1図に示す。
First, FIG. 1 shows the sunlight incident angle and cosine curve output characteristics of the solar sensor used in this example.

このような出力特性を有する4個の太陽センサA、B。Four solar sensors A and B have such output characteristics.

C,Dを人工衛星本体20に搭載された太陽電池パドル
21に設置する配置関係について側面から見た状態を第
2図a1上面から見た状態を第2図すに示す。
The positional relationship in which C and D are installed on the solar battery paddle 21 mounted on the satellite main body 20 is shown from the side, and the state seen from the top of FIG. 2a1 is shown in FIG.

第2図において太陽センサA及び太陽センサBの2個は
、太陽電池パドルに太陽電池22が接着されている面(
セル面)に設置され、太陽センサC及び太陽センサDの
21固は、太陽電池パドル21の裏面(セル面の反対側
)に取り付けられ、しかも各太陽センサA、B、C,D
の垂線(第1図のピーク出力点を生じる入射角点)が太
陽電池パドル21のセル面からほぼ45°オフセントし
た位置に設置される。
In FIG. 2, two solar sensors A and B are connected to the surface of the solar cell paddle on which the solar cell 22 is attached (
The solar sensor C and the solar sensor D 21 are installed on the back surface of the solar cell paddle 21 (the opposite side of the cell surface), and each solar sensor A, B, C, D
The perpendicular line (the incident angle point that produces the peak output point in FIG. 1) is located at a position approximately 45° offset from the cell surface of the solar cell paddle 21.

そして太陽センサAと太陽センサBには機械的な遮蔽フ
ード23を附加して太陽センサA及び太陽センサBへの
アルベド入射を皆無にし、しかも4個の太陽センサ出力
の組合せにより3600全周の視野角を確保している。
A mechanical shielding hood 23 is added to the sun sensor A and the sun sensor B to completely eliminate albedo incidence to the sun sensor A and the sun sensor B. Moreover, the combination of the outputs of the four sun sensors provides a field of view of 3600 all around. The corner is secured.

なお太陽センサC,Dの太陽光入射角検知能力の視野角
範囲はそれぞれ1800であり、太陽センサA、Bは遮
蔽フード23により視野角範囲がそれぞれ120°に制
限されている。
Note that the viewing angle range of the sunlight incident angle detection ability of the sun sensors C and D is each 1800°, and the viewing angle range of the sun sensors A and B is limited to 120° by the shielding hood 23, respectively.

次に本例で使用した追尾制御系を第3図に示すブロック
図を参照して説明する。
Next, the tracking control system used in this example will be explained with reference to the block diagram shown in FIG.

第3図において太陽センサ信号処理回路31は、太陽セ
ンサA。
In FIG. 3, the sun sensor signal processing circuit 31 is the sun sensor A.

B 、C,Dがそれぞれ検知した角度信号を増幅器で適
切な値に増福し、A/D変換器でディジタル処理するも
のであり、このうち、太陽センサA。
The angle signals detected by B, C, and D are each amplified to an appropriate value by an amplifier, and then digitally processed by an A/D converter.

Bの角度情報信号を角度検知回路32に供給し、太陽セ
ンサA、 B 、C、Dの角度情報信号をアルベド比較
回路33に供給するものである。
The angle information signal of sun sensor A is supplied to the angle detection circuit 32, and the angle information signal of sun sensors A, B, C, and D is supplied to the albedo comparison circuit 33.

上記角度検知回路32では、太陽センサA、Bの角度情
報信号を減算器回路を介して差動出力を取り出し、指向
誤差(太陽電池パドル21のセル面に対する太陽光軸の
指向誤差)に対する出力特性を第1図に示す余弦曲線出
力特性から直線性出力特性に変換してその指向誤差角度
量をモータ駆動回路34に供給する。
In the angle detection circuit 32, a differential output is extracted from the angle information signals of the sun sensors A and B through a subtracter circuit, and output characteristics with respect to pointing error (pointing error of the sunlight axis with respect to the cell surface of the solar battery paddle 21). is converted from the cosine curve output characteristic shown in FIG.

また前記アルベド比較回路33は、人工衛星本体(第2
図20)が規定高度にて地球を周回する時、太陽センサ
A、B、C,Dが受ける最大アルベド量を予め記憶部に
記憶し、この記憶されたアルベドバイアス量と4個の各
太陽センサA、B、C,Dの出力量とを比較器で比較し
、この比較出力より太陽電池パドル(第2図21)の追
尾状態モードを検知するようモード検知部にプログラム
が組筐れている。
Further, the albedo comparison circuit 33 is connected to the satellite main body (second
20) orbits the earth at a specified altitude, the maximum albedo amount received by sun sensors A, B, C, and D is stored in advance in the storage unit, and this stored albedo bias amount and each of the four sun sensors A program is installed in the mode detection unit to compare the output amounts of A, B, C, and D using a comparator, and to detect the tracking state mode of the solar array paddle (Fig. 2, 21) from this comparison output. .

すなわちこのモード検知部は太陽センサA及びBの検知
出力量がアルベドバイアス量と比較して犬きく、シかも
太陽センサC及びDの検知出力量がアルベドバイアス量
と比較して小さい場合には、太陽電池パドル21のセル
面が太陽光軸側に指向している定常追尾モードと判断す
る。
In other words, in this mode detection section, if the detection output amount of sun sensors A and B is small compared to the albedo bias amount, and the detection output amount of sun sensors C and D is small compared to the albedo bias amount, It is determined that the steady tracking mode is in which the cell surface of the solar battery paddle 21 is oriented toward the sunlight axis side.

又、4個の太陽センサA、B。C,Dの検知出力量がア
ルベドバイアス量と比較して小さい場合には、人工衛星
本体20が地球の蝕部分にあることを意味する蝕追尾モ
ードと判断する。
Also, four solar sensors A and B. If the detection output amounts of C and D are smaller than the albedo bias amount, it is determined that the satellite is in eclipse tracking mode, which means that the satellite body 20 is in an eclipse part of the earth.

さらに太陽センサA及びBの検知出力量がアルベドバイ
アス量と比較して小さく、シかも太陽センサC及びDの
両方又はいずれか一方がアルベドバイアス量と比較して
大きい場合には、太陽センサA及びBが合成する検知視
野角範囲外に指向していると判断する。
Furthermore, if the detection output amounts of sun sensors A and B are small compared to the albedo bias amount, and either both or one of the sun sensors C and D is large compared to the albedo bias amount, then It is determined that B is oriented outside the detection viewing angle range to be synthesized.

太陽センサA及びBが検知した角度信号は、太陽電池パ
ドル21のセル面が太陽光軸側に指向している時には附
加した遮蔽フード(第2図23)の作用によりアルベド
の影響を受けない75気太陽電池パドル21のセル面が
太陽光軸側に指向していない時、すなわち太陽センサA
とBの検知視野角範囲外の時にはアルベドの影響を受け
て誤差を含む。
The angle signals detected by the solar sensors A and B are not affected by albedo when the cell surface of the solar battery paddle 21 is oriented toward the sunlight axis due to the effect of the added shielding hood (Fig. 2, 23). When the cell surface of the solar cell paddle 21 is not oriented toward the sunlight axis, that is, when the solar sensor A
When it is outside the detection viewing angle range of and B, it includes an error due to the influence of albedo.

従って、アルベド比較回路33が定常追尾モードを判断
した時には、角度検知回路32出力の指向誤差角度量を
もとに太陽電池パドル21を太陽光軸に指向する。
Therefore, when the albedo comparison circuit 33 determines the steady tracking mode, the solar cell paddle 21 is directed toward the sunlight axis based on the pointing error angle amount output from the angle detection circuit 32.

一方アルベド比較回路33が検知視野角範囲外と判断し
た時には角度検知回路32からの出力信号を無祝して太
陽電池パドル21のセル面が太陽光軸側に指向する定常
追尾モード迄引き込むようアルベド比較回路33が制御
し、再び定常追尾モードで指向する。
On the other hand, when the albedo comparison circuit 33 determines that the detected viewing angle is outside the detected viewing angle range, the output signal from the angle detection circuit 32 is ignored and the albedo is adjusted so that the cell surface of the solar battery paddle 21 is brought into the steady tracking mode in which it is oriented toward the sunlight axis side. The comparator circuit 33 controls the direction again in the steady tracking mode.

そして前記モータ駆動回路34は、角度検知回路32か
らの誤差角度量信号゛とフルベト比較回路33からの追
尾状態モード信号をもとに閉ループ回路を構成し、モー
タを介してステップ状もしくは連続的に太陽電池パドル
21のセル面を太陽光軸に自動追尾させる。
The motor drive circuit 34 forms a closed loop circuit based on the error angle amount signal from the angle detection circuit 32 and the tracking state mode signal from the full-beam comparison circuit 33, and drives the motor drive circuit 34 stepwise or continuously through the motor. The cell surface of the solar battery paddle 21 is automatically tracked to the sunlight axis.

これによって太陽電池パドル21のセル面が太陽光軸に
直交するように指向し、太陽電池220発生電力の低下
は最小になる。
As a result, the cell surface of the solar cell paddle 21 is oriented perpendicular to the sunlight axis, and the decrease in the power generated by the solar cell 220 is minimized.

さらにモータ駆動回路34は、人工衛星本体が蝕部分に
入ると人工衛星本体20が地球を周回する軌道レートに
等しい回転レートで太陽電池パドル21を連続回転させ
、蝕終了時点における指向誤差(太陽電池パドル21の
セル面に対する太陽光軸の指向誤差)角度量を最小にし
て閉ループ回路による再指向時間の短縮機能も有してい
る。
Further, when the satellite body enters the eclipse, the motor drive circuit 34 continuously rotates the solar battery paddle 21 at a rotation rate equal to the orbit rate at which the satellite body 20 orbits the earth, and causes a pointing error (solar battery It also has the function of minimizing the angular amount (direction error) of the solar axis of the paddle 21 relative to the cell surface and shortening the redirection time using a closed loop circuit.

上述したようなfl電池パドル追尾装置によれば、アル
ベドの影響から生じる指向誤差をなくすために機械的遮
蔽フードを全ての太陽センサに附加する従来の方式と比
べて、システムの総合的な検知視野角範囲の制約がなり
、シかも構成が極めて簡易である。
The FL battery paddle tracker as described above has a much smaller overall sensing field of view than the conventional method of adding mechanical shielding hoods to all solar sensors to eliminate pointing errors caused by albedo effects. The angular range is restricted, and the configuration is extremely simple.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本考案に係る太陽電池バドル追尾装置の一実施例
を示すもので、第1図は太陽センサの特性図、第2図a
およびbは太陽センサと大揺電池パドルとの配置関係を
示す側面図および上面図、第3図は追尾制御系のブロッ
ク図である。 20・・・・・・人工衛星本体、21・・・・・・太陽
電池パドル、22・・・・・・太陽電池、32・・・・
・・角度検知回路、33・・・・・・アルベド比較回路
、34・・・・・・モータ駆動回路、A、B、C,D・
・・・・・太陽センサ。
The drawings show an embodiment of the solar battery paddle tracking device according to the present invention. Fig. 1 is a characteristic diagram of a solar sensor, and Fig. 2
and b are a side view and a top view showing the arrangement relationship between the solar sensor and the big swing battery paddle, and FIG. 3 is a block diagram of the tracking control system. 20...Satellite body, 21...Solar battery paddle, 22...Solar battery, 32...
... Angle detection circuit, 33 ... Albedo comparison circuit, 34 ... Motor drive circuit, A, B, C, D.
...Sun sensor.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 人工衛星に搭載される丸陽電池パドルに対して、パドル
の裏面に2個およびパドルセル面に遮蔽フードを用いて
2個設置され、それぞれの垂線がパドルのセル面あるい
は裏面に対して互いに45゜ずつ離間する向きでかつ全
体として360°全周の視野角を有する4個の太陽セン
サとjこれら太陽センサの出力信号をディジタル情報と
する太陽センサ信号処理回路と、この太陽センサ信号処
理回路の出力情報のうちパドルのセル面に設置された2
個のセンナに対応する出力情報を用いてパドルのセル面
に対する太陽入射光光軸の指向誤差角度量を検知する角
度検知回路と、前記人工衛星が規定高度にて地球を周回
するとき前記各太陽センサが受けるアルベド(地球から
の太陽反射光)の最大量を予め記憶し、この記憶された
最大アルベド量情報と前記太陽センサ信号処理回路より
出力される各太陽センサの出力情報とを比較しパドルの
追尾状態モードを検知するアルベド比較回路と、このア
ルベド比較回路の追尾状態モード検知信号および前記角
度検知回路の誤差角度量検知信号出力をもとに閉ループ
回路を構成しモータを介して前記パドルのセル面が太陽
入射光光軸に直交状態で指向するようにパドルを駆動す
るモータ駆動回路とを具備することを特徴とする太陽電
池パドル追尾装置。
For the Maruyo battery paddle mounted on the satellite, two are installed on the back of the paddle and two are installed on the paddle cell surface using shielding hoods, and the perpendicular lines of each are set at 45 degrees to each other with respect to the paddle cell surface or the back surface. four sun sensors that are spaced apart from each other and have a viewing angle of 360° as a whole, a sun sensor signal processing circuit that converts the output signals of these sun sensors into digital information, and the output of this sun sensor signal processing circuit. Among the information, 2 installed on the cell surface of the paddle
an angle detection circuit that detects the pointing error angle of the optical axis of the solar incident light relative to the cell surface of the paddle using output information corresponding to the sensors; The maximum amount of albedo (solar reflected light from the earth) that the sensor receives is stored in advance, and this stored maximum albedo amount information is compared with the output information of each sun sensor output from the sun sensor signal processing circuit. A closed loop circuit is constructed based on an albedo comparison circuit that detects the tracking state mode of the paddle, a tracking state mode detection signal of this albedo comparison circuit, and an error angle detection signal output of the angle detection circuit. 1. A solar cell paddle tracking device comprising: a motor drive circuit that drives the paddle so that the cell surface is oriented perpendicular to the optical axis of incident solar light.
JP8082277U 1977-06-20 1977-06-20 Solar paddle tracking device Expired JPS5842240Y2 (en)

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JP8082277U JPS5842240Y2 (en) 1977-06-20 1977-06-20 Solar paddle tracking device

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JP8082277U JPS5842240Y2 (en) 1977-06-20 1977-06-20 Solar paddle tracking device

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Publication Number Publication Date
JPS548373U JPS548373U (en) 1979-01-19
JPS5842240Y2 true JPS5842240Y2 (en) 1983-09-24

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ID=29000090

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JP8082277U Expired JPS5842240Y2 (en) 1977-06-20 1977-06-20 Solar paddle tracking device

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JPS548373U (en) 1979-01-19

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