Солнечные батареи для КА

[hlynin]

1. Солнечные батареи для КА - кто в России производит?
2. Что космического  делает ростовский "Квант"?

[Дмитрий Виницкий]

СБ делает московский "Квант". http://www.npp-kvant.ru/production/index.php
А ростовский - оптику. Имхо, "Дон" - название не случайное.

[Старый]

А ростовский - оптику. Имхо, "Дон" - название не случайное.

Все последние советские спутники видовой разведки имели "речные" названия - Неман, Дон, Енисей. А оптику для них делал Красногорск.

[Дмитрий Виницкий]

А Красноярск всегда был головным у ростовского "Кванта".\
И сегодня квант относится к решетневцам.

[Старый]

А Красноярск всегда был головным у ростовского "Кванта".\
И сегодня квант относится к решетневцам.

Оптику для шпионских спутников делает Красногорск.
 А раз "оптика" и "Красноярск" значит наверно какието датчики ориентации.

[Pavel]

А Красноярск всегда был головным у ростовского "Кванта".\
И сегодня квант относится к решетневцам.

Оптику для шпионских спутников делает Красногорск.
 А раз "оптика" и "Красноярск" значит наверно какието датчики ориентации.

А Лыткарино и ЛОМО точно не при делах? А то слышал я подобную информацию..

[X]

http://www.saturn.kuban.ru/solar_battery.html

[X]

http://www.saturn.kuban.ru/solar_battery.html

[Старый]

А Лыткарино и ЛОМО точно не при делах? А то слышал я подобную информацию..

ЛОМО при делах но редко. Вся зенитная и янтарная серии с красногорскими аппаратами. ЛОМО это Око, Аркон, Персона.

[Pavel]

Точно! Там явно информация про ОКО имелась ввиду. Как то я о них не подумал.

[Salo]

http://www.saturn.kuban.ru/solar_battery.html

http://www.npp-kvant.ru/

[АниКей]

http://www.cleandex.ru/news/2012/02/03/Yevroparlament_obyazhet_utilizirovat_solnechnye_paneli_kak_elektronnye_otkhody
03.02.2012
Европарламент обяжет утилизировать солнечные панели как электронные отходы[/size]

Парламент Европейского Союза в Страсбурге проголосовал за изменения в Директивах об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE). Теперь использованные фотоэлектрические модули должны быть собраны и подвергнуты обработке. Другими словами, солнечные панели в конце своего срока службы должны быть утилизированы как электронные отходы.

Согласно новым правилам, должно быть сдано на переработку как минимум 85 процентов всех фотоэлектрических модулей, а 80 процентов из них должны быть переработаны. Также новые правила предусматривают, что модули должны быть по возможности отделены от других электрических изделий.

Теперь новое законодательство должен одобрить Совет ЕС, а все государства-члены ЕС в течение последующих 18 месяцев должны осуществить его на государственном уровне.
Источник: ИАА Cleandex

[Feol]

А Красноярск всегда был головным у ростовского "Кванта".\
И сегодня квант относится к решетневцам.

Оптику для шпионских спутников делает Красногорск.
 А раз "оптика" и "Красноярск" значит наверно какието датчики ориентации.

Когда-то Квант относился к московской Геофизике, насколько я понимаю как завод серийного производства. Потом они стали самостоятельным предприятием, пытаются разрабатывать и предлагать свои приборы. В частности, при мне (более 7 лет назад) предлагали НПО ПМу датчики направления на Землю. Но тогда не очень успешно. Сейчас не знаю, как там дела.

[Ded]

СБ делает московский "Квант". http://www.npp-kvant.ru/production/index.php
А ростовский - оптику. Имхо, "Дон" - название не случайное.

СБ делают в Краснодаре (не помню форму компании - но название - Сатурн). Московский Квантт - это конкурент.

Ростов - это оптические датчики.

[Антикосмит]

СБ делает московский "Квант". http://www.npp-kvant.ru/production/index.php
А ростовский - оптику. Имхо, "Дон" - название не случайное.

СБ делают в Краснодаре (не помню форму компании - но название - Сатурн). Московский Квантт - это конкурент.

Ростов - это оптические датчики.

Сатурн это тот, который на территории пивзавода?

[Gradient]

Сатурн это тот, который на территории пивзавода?

Да это и есть пивзавод
http://www.saturn.kuban.ru/index.html

[instml]

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=886386#886386

[Александр Ч.]

Сатурн это тот, который на территории пивзавода?

Да это и есть пивзавод
http://www.saturn.kuban.ru/index.html

Вообще то пивзавод на территории Сатурна.

[instml]

«Солнечные» крылья
:: 18.02.2012

Мало кто знает, что солнечная энергетика пришла на Землю из космоса. Более полувека фотоэлементы из кремния верой и правдой служат космонавтике. Но на смену приходят новые технологии – производство солнечных батарей на основе арсенида галлия. Именно из этого материала на НПП «Квант» сейчас создаются «солнечные» крылья для нового  спутника связи «Экспресс».

   Сейчас словом спутник - не удивишь, а 4 октября 1957-го года  оно прогремело на весь мир.

  Через несколько недель первый спутник замолчал – разрядились химические аккумуляторы. Требовалось найти новый источник энергии, которым стала большая и щедрая на тепло звезда по имени Солнце. Тогда на московском предприятии «Квант» и разработали  солнечную батарею для третьего советского спутника, который на орбите проработал почти 2 года.

   Сергей Плеханов, Генеральный директор – генеральный конструктор ОАО «НПП «Квант» разъясняет: «Мы в космосе работаем, когда говорим об искусственных спутниках Земли. Там других более удобных, доступных и одновременно безопасных источников энергии – нет. Там Солнце кругом, поэтому логично и совершенно оправданно использовать энергию Солнца для электропитания космических аппаратов».  

   Уже более 50 лет фотоэлементы из кремния верой и правдой служат отечественной космонавтике. Для транспортного  корабля «Прогресс» - такое питание идеальный вариант. Относительно недорогой и безопасный. До МКС «Прогресс» летит двое суток. После выведения на орбиту у «грузовика» раскрываются «крылья» солнечных батарей.

   По сути – обычная батарейка – плюс – минус. На деле сборка такого прибора напоминает производство ковров ручной работы. Фотоэлементы буквально вплетают в сетчатое полотно.

Ирина Лактюхина, начальник производства ОАО «НПП «Квант» рассказывает: «Сначала крепятся группы, между собой они спаиваются при помощи токоотводов. Эти токоотводы приходят на магистральный провод. Магистральный провод распаивается на плату, здесь уже все контакты, все генераторы. И эти генераторы уже выходят у нас на разъем, который уже крепится, оснащается к кораблю, то есть еще идет составляющая часть - более большой жгут, которой энергетикой оснащает весь корабль».

   Современные технологии в производстве солнечных батарей – фотоэлементы на основе арсенида галлия. Фактически - идеальное «черное» тело, которое не отражает, а поглощает свет. КПД, по сравнению с батареями из кремния, увеличивается более чем в два раза. Сейчас в производстве «крылья» для нового современного спутника связи «Экспресс».

   Сергей Плеханов: «Современные требования следующие – срок на орбите не менее 15 лет, технический ресурс на орбите – 17 лет. И как раз эти новые батареи обеспечивают эти технические характеристики, т.е. космический аппарат будет обеспечен электричеством необходимой мощности в пределах 25-30 киловатт».

   Арсенид-галлиевые фотопреобразователи очень хрупкие.  Рабочее место готовится индивидуально для каждой панели. Вначале на металлическую поверхность приклеивается специальный материал - изолон. Сверху ставится грузик, чтобы поверхность была идеально ровной. Затем секции и каркас.  

    Владимир Белов, заместитель начальника цеха по технологии ОАО «НПП «Квант» объясняет: «После того как панель полностью собрана, т.е. приклеены все секции, она снимается уже с этого стола и далее уже идет монтаж – прокладка кабелей сети, прокладка всех проводов, распайка, и все электрические соединения выполняются».

   Есть на «Кванте» и своё «искусственное» светило. 600 ламп по 1 киловатту. Здесь батареи проходят своеобразное  солнечное крещение.  А для замера параметров каждого элемента в арсенале специалистов - миниатюрные имитаторы. Сотрудники «Кванта»  говорят, что сезонные депрессии от нехватки солнечного света им не страшны.

    Светлана Злобина, оператор замера ОАО «НПП «Квант»: «Каждый день у нас не менее 500 вспышек Солнца. И хорошее настроение нам обеспечено всегда».  


Телестудия Роскосмоса

http://www.roscosmos.ru/main.php?id=2&nid=18700

[instml]

Солнечный луч работает как ГЭС
Новый проект участника союзной программы "Прамень"

Петербургский Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе хорошо знают в Республике Беларусь. Научная альма-матер нобелевского лауреата Жореса Алферова - один из участников союзной программы "Прамень" (Луч). Недавно здесь открылся первый в своем роде в СНГ Научно-технический центр тонкопленочных технологий. Его задача - выпуск солнечных модулей на основе аморфного кремния.

Вместе с замгенерального директора НТЦ по науке Евгением Теруковым идем в один из корпусов института, где располагается "солнечный комплекс", как сразу окрестили его специалисты.

- Он призван стать исследовательским для строящегося сейчас в Новочебоксарске самого большого в Европе завода, на котором будет выпускаться до миллиона солнечных модулей в год, - говорит Евгений Иванович. - Выпуск их планируется начать уже в конце текущего года. Средства в его строительство вложены немалые - 21 миллиард рублей...

В основе данного совместного проекта "Роснано" и компании "Реновы" - опыт известной швейцарской компании "Оерликон Солар". Именно там было закуплено основное технологическое и метрологическое оборудование для питерского НТЦ. Одновременно было приобретено также оборудование для исследовательских работ. Кстати, освоив швейцарскую технологию, петербуржцы привнесли в нее много своего, и в производстве тонкопленочных модулей используются теперь именно их разработки.

- Речь идет о фотопреобразователях, благодаря которым солнечный свет сразу превращается в электрическую энергию, - уточняет профессор Теруков. - При этом в наших системах будет использоваться не кристаллический, как принято пока еще в Европе, а аморфный кремний, что значительно дешевле...

На сегодня в НТЦ работают 12 сотрудников, костяк составляют специалисты Института им. А.Ф. Иоффе. Задачи, которые они решают, многогранны. Это исследование и разработка новых материалов, улучшение технологии изготовления солнечных модулей и увеличение срока их службы, а также снижение себестоимости, что позволит реально конкурировать с зарубежными аналогами.

Этапы инновационного производства корреспондент "СОЮЗа" изучала на месте с помощью профессора Терукова.

- Работаем мы со стеклом больших размеров, процесс начинается с его мойки, - Евгений Иванович подводит к плоскому прямоугольному аппарату, напоминающему обеденный стол для большой семьи. - После мойки стекло проходит в чистую зону, где проводится инспекция качества его очистки. Малейший дефект, и оно бракуется. С чистым во всех смыслах стеклом последовательно проводятся операции напыления прозрачного, проводящего покрытия из оксида цинка, аморфного кремния и микрокристаллического кремния. Не буду вдаваться в сложные физические и технические детали, замечу лишь, что напыление пленок кремния осуществляется из газов путем их разложения в плазме. В науке такой процесс называется плазмохимическим разложением силана в газовой фазе. И аморфный кремний, и микрокристаллический, получаемые данным методом, обязательно содержат в себе водород. И в этом достоинство технологии. Потому что в основе работы солнечного элемента лежит так называемый p-n-переход. А он, в свою очередь, возможен при достижении легирования материалов...

Даже не будучи физиком, не раз, как, видимо, многие в нашей стране, слышала об активном применении аморфного кремния в современных промышленных технологиях. Области его использования не ограничиваются солнечной энергетикой. Скажем, на основе этого материала изготовлены рентгеновские сканеры, используемые в аэропортах.

Делают солнечные модули из специального стекла, обладающего высокой прозрачностью (до 96%) и не содержащего железа. В России такое, увы, пока не производится - не было надобности. С открытием физтеховского НТЦ встал вопрос о размещении соответствующего производства на одном из отечественных заводов.

Вся структура модуля, согласно швейцарской технологии, состоит минимум из 8 слоев. Для специалистов питерского центра важно довести количество слоев до 12. Что позволит увеличить КПД модуля с нынешних 8 процентов до 12-15.

Кто-то спросит: в чем все-таки плюс данной нанотехнологии по сравнению с традиционной?

- А в том, что на базе наших солнечных модулей мы собираем энергосистему, в которую входит накопитель энергии, - уточняет Евгений Теруков. - Система эта должна быть оптимизирована для тех, кто ее использует. Скажем, нет смысла устанавливать ее там, где солнечная активность невелика...

Идея с солнечным модулем наверняка заинтересует и тех, кто далек от науки. А именно - рядовых потребителей из числа, например, дачников. Менее чем через год, как обещают в Институте им. А.Ф. Иоффе, начнется производство маломощных, до 3 киловатт, энергосистем, которые можно будет монтировать на крышах загородных домов. Экономя с их помощью себе деньги, государству - электричество.

ПРЯМАЯ РЕЧЬ

Виктор Устинов, заместитель директора по научной работе ФТИ им. А.Ф. Иоффе, член-корреспондент Российской академии наук, координатор союзной программы "Прамень" от ФТИ им. А.Ф. Иоффе:

- Создание на базе нашего института Научно-технического центра по производству солнечных модулей - важнейшее событие не только для самого института, для России, но, безусловно, и для наших коллег из Беларуси. Все новое, что происходит в науке и технике - открытия, технологии, оборудование, - без задержки становится предметом изучения и освоения специалистами с берегов Западной Двины. Не случайно Беларусь слывет в СНГ одним из лидеров использования в производстве самых современных технологий и оборудования. Ученые из Минска внесли большой вклад в физику и технологию полупроводниковых гетероструктур, изобретенных академиком Ж.И. Алферовым, и приборов на их основе. В частности, специалистам многих стран хорошо известны работы белорусских научных школ - Института физики (по нитриду галлия), Института электроники (по светодиодам) и НИИ радиоматериалов (по транзисторам и монолитным схемам). Уверен, исследовательские работы питерского НТЦ по созданию солнечных преобразователей станут еще одной темой для нашей совместной работы. Благо, сотрудничество специалистов нашего института с учеными академии наук Беларуси, НИИ радиоматериалов налажено давно и прочно. Мы активно обмениваемся технологиями, специалистами. Да и идеями тоже! Ведь без совместного творчества в нашем деле никак нельзя.

http://rg.ru/2012/04/19/modul.html

[sychbird]

Интересно, что первый крупный потребитель на эту продукцию - республика Саха.
Там среднегодовая инсоляция выше, чем в Испании.
А затраты солярки на электроэнергетику малых поселков гигантские.
Нано-технологии идут на Крайний север.  
Кучеряво жить начинаем!  

[LG]

СБ делает московский "Квант". http://www.npp-kvant.ru/production/index.php
А ростовский - оптику. Имхо, "Дон" - название не случайное.

Регулярно по дороге домой с работы миную Квант. Чувствуется что предприятие работает - немалая стоянка переполнена авто, ставят на газонах и вокруг.
Жирный кусок для ОАО ИСС. Хочу.

[Хомяк]

Интересно, что первый крупный потребитель на эту продукцию - республика Саха.
Там среднегодовая инсоляция выше, чем в Испании.
А затраты солярки на электроэнергетику малых поселков гигантские.
Нано-технологии идут на Крайний север.  
Кучеряво жить начинаем!  

А сколько стоит такой энергомодуль.
Сколько стоит 1 м2 такой батареи и сколько весит?

[6717898]

Сатурн это тот, который на территории пивзавода?

Да это и есть пивзавод
http://www.saturn.kuban.ru/index.html

Вообще то пивзавод на территории Сатурна.

Вообще-то пивзавод Краснодарский сравняли с землей, А батареи выпускает Сатурн для военных спутников, чтоб вы не спорили.

[instml]

Поляков: окупаемость солнечной энергетики приближается к традиционной
Ставропольский концерн "Энергомера", крупнейший мировой производитель компонентов для солнечных батарей и светоизлучающих диодов высокой яркости, намерен наращивать производство, несмотря на прошлогоднее кратное падение мировых цен на свою продукцию. Президент ОАО "Концерн Энергомера" Владимир Поляков рассказал корреспонденту РИА Новости Сергею Рудковскому, за счет чего предприятие планирует этого добиться, какова ситуация на рынке альтернативной энергетики и как скоро солнечные батареи станут не менее выгодными, чем традиционные источники энергии.

- Владимир Иванович, как вы оцениваете итоги работы компании в 2011 году?

- Если говорить об итогах прошлого года, то общая выручка от реализации выросла на 15% и составила 9,3 миллиарда рублей. В структуре выручки доля электронных материалов и компонентов составила 52%, доля энерготехнического приборостроения - 25%, сельскохозяйственной продукции - 21% и прочей продукции - 2%. Прибыль по EBITDA составила около 3 миллиардов рублей, рентабельность по EBITDA - 32%. При этом чистая прибыль снизилась на 22% относительно прошлого года и составила 1,44 миллиарда рублей. Хочу отметить, что компания растет с темпами удвоения объема продаж каждые три года, но бывает так, что в течение 1-2 лет рост не превышает 10%, а затем возможно удвоение объема продаж за один год.

- С чем это связано? Проблемы в планировании деятельности?

- Это влияние внешних и внутренних факторов - ситуации на рынке и накопления ресурсов. Компания обычно накапливает возможности для роста неравномерно, так как после очередных высоких достижений нужно год или два для того, чтобы подготовиться к следующему рывку, либо преодолеть очередной циклический кризис перепроизводства в отрасли. Так, 2010 год стал для нас годом удвоения продаж, а в сегменте электронных материалов и компонентов произошел рост в три раза.

Ситуация на наших рынках сегодня такова, что основным препятствием на пути нашего роста стало перепроизводство в индустрии светодиодов и солнечной энергетики. Многие компании во всем мире останавливают производство и терпят многомиллионные убытки. В связи с этим у нас в текущем году нет ожиданий высокого роста.

- Падения тоже не ждете?

- Это возможно, но мы полагаем, что сможем не допустить падения.

- На какие показатели планируете выйти по 2012 году?

- Главная задача для нас в 2012 году - это увеличение объема продаж на 50% в физическом измерении и соответствующее увеличение доли на рынке. Мы планируем получить выручку в размере 300 миллионов долларов, или 9 миллиардов рублей, что сопоставимо с прошлым годом. Так что текущий год будет для компании, скорее всего, годом увеличения производственных мощностей и доли на рынке. Итоги первого квартала подтверждают этот прогноз.

- Какую прибыль ожидаете получить в этом году?

- Это сложный вопрос. Такой степени неопределенности на наших рынках на моей памяти не было еще ни разу. Ситуация выглядит так, что мы в прошлом году практически удвоили производство сапфира (используется для производства светоизлучающих диодов высокой яркости - ред.) в натуральном выражении, но в связи с резким падением цен объем продаж в денежном выражении вырос незначительно.

- Каков ваш прогноз по ценам? Цены будут падать дальше и на сколько?

- На сегодняшний день мировые цены на сапфир снизились в четыре раза относительно уровня 2010 года, но последние пять месяцев существенных изменений не наблюдается. Мы полагаем, что дно достигнуто, поскольку для большей части производителей цены уже оказались ниже уровня издержек производства. По нашим прогнозам, во втором полугодии начнется рост цен. Каким он будет, значительным или нет, мы не знаем, но дальнейшего падения не должно быть. При действующих сегодня ценах только единицы могут позволить себе работать без убытка, и к счастью, мы в их числе. Сейчас главное для нас - это удержать нашу долю на мировом рынке - 20% и 15% на рынках сапфира и алюминиевых паст соответственно.

- Если падение цен все-таки продолжится, какая цена будет для вас критическая?

- Думаю, что снижение цен еще на 30% мы сможем компенсировать имеющимися наработками в области развития технологий. Правда, при этом уровень доходности не позволит говорить об эффективном бизнесе.

- То есть ваши надежды связаны с тем, что конкуренты уйдут с рынка?

- Часть конкурентов снизят объемы производства, кто-то навсегда уйдет с рынка, другие свернут инвестиционные программы и только самые эффективные продолжат наращивать производственные мощности.

- Ваши объемы растут?

- Да, в натуральном выражении в прошлом году объем производства сапфира был увеличен в два раза. В этом году планируем увеличить еще на 50%. В светодиодной индустрии производственную мощность компаний оценивают в двухдюймовых пластинах - мощность нашей компании на конец 2011 года составляла 10 миллионов пластин, а на конец текущего года она будет доведена до 15 миллионов пластин.

- Каковы перспективы по снижению себестоимости?

- Сколько мы работаем, столько мы снижаем себестоимость. Это непрерывный процесс, связанный с развитием технологий. Сегодня у нас стоит задача в полтора раза снизить издержки в течение ближайших двух лет, доведя их до 2 долларов за миллиметр пластины сапфира. Сегодня, по нашим данным, ни один из наших конкурентов не может обеспечить издержки ниже 4 долларов за миллиметр. Снижению себестоимости способствует растущий масштаб производства, но главный фактор - технологии. Для их непрерывного развития мы создали институт электронных материалов, где разрабатываются как новые технологии, так и передовое оборудование для наших заводов.

- Продаете оборудование?

- Нет, потому что оборудование и технологии - это наше главное конкурентное преимущество. Мы не планируем продажи даже старого оборудования. Все устаревшие установки для выращивания сапфира, как правило, утилизируются.

- В 2011 году вы продали 5% акций РОСНАНО - чем была вызвана необходимость данной сделки и планируете ли в дальнейшем продажу акций?

- В период сделки с РОСНАНО у нас были сопоставимые по ценам предложения от глобальных инвестиционных фондов, но большинство из них предполагало продажу значительно большего пакета акций, поэтому выбор был сделан в пользу РОСНАНО. Необходимость продажи диктовалась большими инвестиционными планами, вызванными бурным ростом отрасли. Кроме того, мы готовились к IPO (первичное размещение акций), и было полезно сделать первую продажу, обозначив для инвесторов стартовую цену акций. На сегодня планов по продаже акций инвестиционным фондам нет.

Планы по IPO перенесены на 2013 год в связи с неблагоприятным положением на рынках нашей отрасли.

- Вы продолжаете готовиться к размещению акций?

- Подготовка к IPO сегодня приостановлена. Мы ждем восстановления рынков, и наши планы могут быть в очередной раз пересмотрены, если этого не случится в ближайшее полугодие. Пока рынки не восстановятся, нет и большой потребности в инвестициях. При восстановлении рынков может возобновиться их бурный рост, и тогда вновь потребуются масштабные инвестиции, которые мы будем привлекать посредством продажи акций на одной из биржевых площадок. Ранее планировалось провести IPO на площадке NASDAQ, для чего собственно и была создана Monocrystal Holdings N.V. Предполагалось разместить 25% акций и привлечь 200-250 миллионов долларов.

- В конце 2011 года вы начали строительство завода в Китае. Когда оно будет завершено?

- Мы планируем завершить строительство завода в августе текущего года. Точной даты официального открытия еще нет, но она, скорее всего, не выйдет за пределы третьего квартала. На сегодняшний день существенных отставаний от графика нет. Этот завод позволит нам удвоить производство паст (сейчас производство сосредоточено на заводе в Ставрополе - ред.). Китай выбран в связи с тем, что свыше 50% производителей солнечных батарей сегодня расположены в Китае, большая часть сырья для паст также закупается в Юго-Восточной Азии.

- Не планируете полностью вывести производство из Ставрополя?

- Нет. Завод в Ставрополе будет разрабатывать новые продукты и обслуживать европейский рынок, а завод в Китае будет обеспечивать потребности рынка Юго-Восточной Азии.

- Расскажите о планах по строительству новых предприятий.

- Следующий зарубежный проект будет связан со строительством завода по обработке сапфира в Юго-Восточной Азии, вероятнее всего в том же Китае. После запуска завода по производству паст приобретем первый опыт, оценим результаты, и в 2013 году будем принимать решение о целесообразности строительства нового завода.

........

http://ria.ru/interview/20120511/646794895.html

[Salo]

http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=35383

Солнечные и аккумуляторные батареи ОАО «Сатурн» на космических аппаратах с электронными двигателями
Авторы: Галкин В. В.

Аннотация
В составе системы электроснабжения (СЭС) космических аппаратов (КА), в том числе использующих электроракетные двигатели, всегда присутствует первичный источник электроэнергии и вторичный, обеспечивающий работу СЭС на теневых участках полета или компенсирующий нехватку мощности первичного источника. В качестве первичного источника используются, как правило, солнечные батареи (СБ), вторичного – аккумуляторные батареи (АБ) различных типов. На примере разработок ОАО «Сатурн» рассмотрим современное их состояние и перспективы совершенствования.

http://www.mai.ru/upload/iblock/23c/23c71e0f66ec766f846d07c0b3a1d2c5.zip

[ОАЯ]

Из http://habrahabr.ru/post/158875/
Какова цена вопроса? Если посмотреть на электростанцию Ivanpah (392 МВт) в которую опосредованно вложился Google — стоимость её строительства составила 2.2 млрд $, или 5612$ на кВт установленной мощности. В Википедии даже радостно написано, что это хоть и дороже угольных электростанций, но якобы дешевле атомных. 

Однако тут есть пара нюансов — 1кВт установленной мощности на АЭС стоит на самом деле 2000-4000$ (в зависимости от того кто строит), т.е. Ivanpah на самом деле уже получается дороже АЭС. Затем, если посмотреть на годовую оценку выработки электроэнергии — 1079 ГВт*ч, и разделить на количество часов в году, то среднегодовая мощность получается 123.1МВт (ведь станция у нас генерирует только днем). 

Это доводит «усредненную» стоимость строительства до 17871 $/кВт, что не просто дорого, а фантастически дорого. Дороже наверное только в космосе электричество вырабатывать. Обычные электростанции на газе обходятся в 500-1000$/кВт, т.е. в 18-36 раз дешевле, и работают всегда, а не как повезет.

[Mark]

Российское космическое агентство намерено потратить семьдесят четыре миллиона на новые солнечные батареи, 29.12.12

Согласно требованиям "Роскосмоса" разработчик должен создать технологию производства наноструктурированных солнечных фотоэлектрических преобразователей с коэффициентом полезного действия не менее 36-40%.

http://www.i-mash.ru/news/nov_predpr/29790-roskosmos-ispytyvaet-potrebnost-v-solnechnykh.html

[ОАЯ]

Микросхема в магнитном поле начинает вращатся на свету. Новогоднее развлечение. 

[Александр Ч.]

ОАЯ пишет:
Микросхема в магнитном поле начинает вращатся на свету. Новогоднее развлечение.  

Там не микросхема, а диск из пиролитического графита над сильным магнитом

PS Мда... опять будет наплыв перпетамо-мобилистов...

[ZOOR]

Интересно, это к СБ КА притянуть можно?
http://www.zakupki.gov.ru/pgz/public/action/orders/info/order_lot_list_info/show?notificationId=5882146
Шифр: 2013-1.6-14-516-0129 Проведение проблемно-ориентированных и поисковых исследований разработки мультикаскадных солнечных элементов для создания источников энергии с повышенной энергоэффективностью

МинОбрНауки 10 лямов на НИР выделило

[Salo]

http://tass.ru/nauka/3659090

Гибкие и экономичные солнечные батареи разработают в ИТМО на средства мегагранта

 28 сентября, 10:16 UTC+3
 Основой для тех устройств, которые хотят создать ученые, станут органо-неорганические соединения гибридные перовскиты (титанат кальция), а также, так называемые метаматериалы
 
 САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, 28 сентября. /Корр. ТАСС Наталия Михальченко/. Гибкие и экономичные солнечные батареи, которые можно будет наклеить на оконное стекло или поверхность мобильного телефона, миниатюрные светодиоды и приборы для записи и передачи информации с уникальными характеристиками планируют создать в новой лаборатории петербургского Университета ИТМО с помощью полученного мегагранта. Об этом сообщил журналистам старший научный сотрудник кафедры нанофотоники и метаматериалов Сергей Макаров.
"Мы будем стремиться, чтобы результатами наших исследований стали прототипы приборов", - сказал он.
Макаров является соруководителем проекта "Органо-неорганические материалы с интегрированными нанофотонными структурами для перспективных оптических устройств" с российской стороны, а возглавляет группу профессор физики Техасского университета Далласа (США) Анвар Захидов. Группа вошла в число победителей конкурса на получение грантов правительства России 2016 года.
 Чистые боксы камеры для получения перовскитов
Сергей Макаров рассказал корреспонденту ТАСС, что основой для тех устройств, которые хотят создать ученые, станут органо-неорганические соединения гибридные перовскиты (титанат кальция), а также, так называемые метаматериалы.
"Что касается метаматериалов, то таких веществ с такими оптическими свойствами в природе нет, но их создание не запрещено законами физики", - пояснил Макаров. Работая в этом направлении, ученые могут создать новые гибридные материалы с заданными свойствами.
Например, в солнечных батареях хрупкий и дорогостоящий в производстве кремний может быть заменен гибким материалом, существенно расширяющим область применения изделий, которые из него можно изготовить. В результате солнечные батареи, которые можно будет наклеить на оконное стекло или даже одежду, будут гораздо проще в монтаже и обслуживании. Также планируется существенно повысить их КПД (коэффициент полезного действия) за счет внедрения метаматериалов.
Для работ по получению различных вариантов перовскитов в лаборатории будут приобретены чистые камеры. В настоящее время такого оборудования в распоряжении ученых из Университета ИТМО нет, оно, в частности, будет приобретено на средства мегагранта.
 Предыстория новой лаборатории
Грант в размере 30 млн рублей, как говорят на кафедре нанофотоники и метаматериалов, "стоит на плечах" первого мегагранта, который был получен учеными университета в 2010 году, в первую волну мегагрантов, в содружестве с профессором Австралийского национального университета Юрием Кившарем.
"Эти средства были нами использованы в стратегии стартапа, мы не просто распределили деньги во времени, а поставили задачу по развитию направления исследований и после окончания финансирования из средств мегагрантов. Если проводить аналогию с деревом, то вначале была небольшая лаборатория, она росла, ветвилась, и, в конце концов, доросла до кафедры нанофотоники и метаматериалов. В какой- то момент у нашего "дерева" "выросли ноги", и мы превратились в охотников за грантами", - рассказал заведующий кафедрой Павел Белов.
Охота за грантами оказалась весьма успешной, всего по разным направлениям в период между двумя мегагарантами их было привлечено 46, половина - по линии проекта "5-100", 20% - из Российского научного фонда, 20% составили государственные задания. Количество ученых, работающих на кафедре, выросло с 10 до 160. Павел Белов уверен, что новый мегагрант снова станет мощным толчком для развития "дерева научных направлений", которое "растет" на кафедре нанофотоники и метаматериалов.
В сентябре 2016 года правительство РФ определило 40 победителей конкурса мегагрантов, 20 из которых получили вузы, в том числе по 2 мегагранта университет - Университет ИТМО, СПбГУ и МГУ. В общей сложности на пятый конкурс мегагрантов было подано 542 заявки, 484 были приняты, 242 вышли в финал.
Всего с начала реализации проекта мегагрантов с 2010 года в России появилось 160 новых научных лабораторий, по мере воплощения в жизнь планов победителей конкурса нынешнего года, их станет 200. Каждая из лабораторий "укореняет" в российской науке новые исследовательские направления.

[Alex_II]

sychbird пишет:
Кучеряво жить начинаем!

Да вот хрен знает насчет кучерявости... Может просто начинаем экономить по нормальному, а не на спичках?

[Salo]

http://www.rt-chemcomposite.ru/novosti/2614/

Ультралегкие интегральные каркасы солнечных батарей спутника «Аист-2Д» «РТ-Химкомпозит» успешно прошли летные испытания в космосе
02.05.2017

Накануне годовщины первого запуска с космодрома Восточный малый космический аппарат «Аист-2Д» был введен в эксплуатацию, завершив летные испытания в космосе. «Аист-2Д» стал первым космическим аппаратом, укомплектованным изготовленными холдингом «РТ-Химкомпозит» (входит в Госкорпорацию «Ростех») и не имеющими аналогов в мире ультралегкими каркасами солнечных батарей из углепластика интегрального типа.
 
«Использование ультралегких каркасов солнечных батарей интегрального типа весом всего около 500 г/кв м позволит значительно уменьшить вес космических аппаратов. Данная конструкция не имеет аналогов в мире и запатентована только в России», - отметил генеральный директор холдинга «РТ-Химкомпозит» Кирилл Шубский.
 
В составе космического аппарата «Аист-2Д» использованы панели терморегулирования производства ведущего производственного предприятия холдинга «РТ-Химкомпозит» ОНПП «Технология» им.А.Г.Ромашина, одновременно являющиеся площадкой для установки приборов. Они способны увеличивать жизненный цикл спутника за счет небольшого веса и выполняемых функций.
 
Бортовые системы «Аист-2Д» функционируют штатно, аппарат управляем, нет проблем со снабжением электроэнергией и тепловым режимом. Космический аппарат уже провел фотосъемку более 14 млн кв. км земной поверхности, включая 4 млн кв. км территории России.

[Lanista]

РТ-Химкомпозит пишет:
Данная конструкция не имеет аналогов в мире

Интересно, это на самом деле правда?

[Iltis]

Lanista пишет:

РТ-Химкомпозит пишет:
Данная конструкция не имеет аналогов в мире

Интересно, это на самом деле правда?

Да , в мире так не делают.

[Ded]

Salo пишет:
http://www.rt-chemcomposite.ru/novosti/2614/

Ультралегкие интегральные каркасы солнечных батарей спутника «Аист-2Д» «РТ-Химкомпозит» успешно прошли летные испытания в космосе
02.05.2017
 
Накануне годовщины первого запуска с космодрома Восточный малый космический аппарат «Аист-2Д» был введен в эксплуатацию, завершив летные испытания в космосе. «Аист-2Д» стал первым космическим аппаратом, укомплектованным изготовленными холдингом «РТ-Химкомпозит» (входит в Госкорпорацию «Ростех») и не имеющими аналогов в мире ультралегкими каркасами солнечных батарей из углепластика интегрального типа.
 
«Использование ультралегких каркасов солнечных батарей интегрального типа весом всего около 500 г/кв м позволит значительно уменьшить вес космических аппаратов. Данная конструкция не имеет аналогов в мире и запатентована только в России», - отметил генеральный директор холдинга «РТ-Химкомпозит» Кирилл Шубский.
 
В составе космического аппарата «Аист-2Д» использованы панели терморегулирования производства ведущего производственного предприятия холдинга «РТ-Химкомпозит» ОНПП «Технология» им.А.Г.Ромашина, одновременно являющиеся площадкой для установки приборов. Они способны увеличивать жизненный цикл спутника за счет небольшого веса и выполняемых функций.
 
Бортовые системы «Аист-2Д» функционируют штатно, аппарат управляем, нет проблем со снабжением электроэнергией и тепловым режимом. Космический аппарат уже провел фотосъемку более 14 млн кв. км земной поверхности, включая 4 млн кв. км территории России.

Пара вопросов:

"Использование ультралегких каркасов солнечных батарей интегрального типа..." - чт это?

Вы солнечную батарею от каркаса солнечной батареи отличаете?

[zandr]

https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2017/newspaper-424.pdf

Корифеи научного космоса
Решетнёвская фирма и НПО имени Лавочкина продолжают расширять сотрудничество.

Спойлер

80-летний юбилей в этом году отмечает Научно-производственное объедине­ние имени С.А. Лавочкина – ведущее предприятие оте­чественной космической отрасли в области создания космических аппаратов для фундаментальных науч­ных исследований. И вот уже более 30 лет длится его сотрудничество с компанией имени Решетнёва – российским лидером в области созда­ния спутников прикладного назначения. Этот «звёздный» союз привлекает сибиряков к самым передовым научным проектам в космической отрасли и открывает москов­ским создателям исследо­вательской космической техники возможность при­менять в ней уникальные тех­нические решения, которыми славятся решетнёвцы.
А началось сотрудничество предприятий с использо­вания для запуска сибирских спутников ракет с разгонными блоками и головными обтекателями, созданными лавочкинцами. В свою очередь, партнёры из подмосковного пред­приятия в своей продукции применяли изделия точной механики, разработанные и изготовленные сибиряками.
Современный и наиболее плодотворный этап сотруд­ничества двух предприятий стартовал в 2004 году, когда Решетнёвская фирма при­ступила к разработке эле­ментов полезной нагрузки и служебных систем для кос­мических аппаратов про­изводства НПО Лавочкина. В результате более чем 10-летней работы в компании «ИСС» были разработаны и изготовлены солнечные батареи для космических аппаратов «Электро-Л» №1 – №3 , «Спектр-Р», «Арктика-М», «Спектр-УФ», «Спектр-РГ», а для двух последних и меха­низмы наведения остро­направленныхантенн. А сегодня решетнёвцами рассматриваются техниче­ские задания на разработку и изготовление привода остронаправленной антенны для космического аппарата «Луна-Ресурс-1».

[свернуть]

Одним из важнейших результатов совместной работы двух предприятий стало внедрение в произ­водство солнечных бата­рей фотопреобразователей на основе трёхкаскадного арсенида галлия, которые более чем в два раза эффек­тивнее фотопреобразовате­лей из кремния. Успешно освоив работу с ними в ходе реализации заказов НПО Лавочкина, теперь компания «ИСС» все новые разработки солнечных батарей прово­дит с учётом использования именно этих фотопреобразо­вателей. Удельные массовые и энергетические характе­ристики таких солнечных батарей производства «ИСС» находятся на уровне лучших мировых образцов.

Спойлер

Для орбитальных научно-исследовательских аппара­тов «Электро-Л» №2 и №3 решетнёвцы разработали и изготовили также систему автономной навигации. Она отличается тем, что весь комплекс целевых задач решает с помощью собствен­ного программного обеспе­чения, благодаря чему нет необходимости создавать канал связи прибора-нави­гатора с бортовым комплек­сом управления. Это прин­ципиально новое решение специалистов компании «ИСС». Бортовой «космический компас», позволяющий аппаратам максимально точно определять свою орби­тальную позицию, успешно опробован. Лётные испыта­ния космического аппарата «Электро-Л» №2, создан­ного с его использованием, успешно завершились в 2016 году, и сегодня аппа­рат продолжает исправно функционировать.
Ввиду этого рассматри­вается вопрос о поставке систем автономной навига­ции производства «ИСС» и для следующих космических аппаратов НПО Лавочкина – «Электро-Л» №4 и №5.
В настоящее время оба предприятия совместно участвуют в решении научных задач в области изучения космоса, высту­пая соисполнителями по созданию космической астрофизической обсер­ватории «Миллиметрон». Этот проект реализуется Астрокосмическим центром ФИАН им. П.Н.
Лебедева

[свернуть]

[thunder26]

Ded пишет:
Вы солнечную батарею от каркаса солнечной батареи отличаете?

И чем отличается солнечная батарея от каркаса солнечной батареи?

[Iltis]

Долго разглядывал фотографию. Выглядит как будто бы несущая конструкции не сплошная структура , а с вырезами под ФЭПы. Вес конечно экономится, как жесткость создается неясно (усиленный наружный периметр??). Возможно ФЭПы утоплены в панель, отчего и осмелились назвать "интегрированной". С лицевой стороны фотки, к сожалению, нет. Кто панель то делал известно?

[Iltis]

Кто ищет тот найдет. Страница 54. Я был прав, хотя там даже больше наворочено. 

http://ssau.ru/files/news/2017/book_AIST_2D.pdf


Думаю , что массово так делать все-таки не будут. Дорого. Возможно, американцы что то в этом роде и городили когда-нибудь, в военных контрактах чего они только не тестируют.

[Дем]

thunder26 пишет:
И чем отличается солнечная батарея от каркаса солнечной батареи?

Очевидно, каркас не включает собственно батарею

[thunder26]

Дем пишет:

thunder26 пишет:
И чем отличается солнечная батарея от каркаса солнечной батареи?

Очевидно, каркас не включает собственно батарею  

Вопрос был с претензией на сакральное знание, хотелось бы услышать автора

[ZOOR]

http://www.volgaspace.ru/RusNanoSat-2017/ar/Mission/Presentation_Klyushnikov.pdf

 

30 прОцентов - это вещь

[zandr]

https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2017/newspaper-435.pdf

КРЫЛЬЯ НОВОГО «ГЛОНАССА»
Завершается изготовле­ние крыльев солнечной бата­реи первого космического аппарата «Глонасс-К2». Этот спутник будет превосходить по своим характеристикам ранее созданные «ИСС» нави­гационные аппараты.
Основное отличие в изготовлении солнечных батарей нового спутника – применение технологии сращивания силовых кабе­лей на этапе сборки панелей в крыло. Иначе говоря, при монтаже кабельной сети специалисты отказались от применения таких элемен­тов как соединители. Новая технология сборки солнеч­ной батареи стала одним из путей по перераспределению массы служебных систем в пользу полезной нагрузки космического аппарата.
Навигационный спутник нового поколения «Глонасс-К2» как более совершенный аппа­рат обладает увеличенной функциональностью, будет работать в большем количе­стве диапазонов частот и обеспечит повышение точности навигационных определений системы ГЛОНАСС.

[azeast]

https://ria.ru/science/20171026/1507559481.html

Ученые Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике (ИНТЭЛ) Национального исследовательского ядерного университета МИФИ разработали технологию создания материала нового типа, состоящего из квантовых точек.  Результаты исследования, опубликованного в Journal of Physical Chemistry Letters, помогут разработать недорогие солнечные батареи, поглощающие солнечный свет в широком спектральном диапазоне.
Из-за сокращения запасов традиционного топлива человечество остро нуждается в альтернативных источниках энергии. Одним из таких источников является Солнце, чей свет можно преобразовать в электрическую энергию. Устройства, при помощи которых можно осуществить данный процесс, называются фотовольтаическими. На данный момент в их основе лежат неорганические полупроводниковые материалы на основе кремния. Но у них есть ряд существенных недостатков. Во-первых, коэффициент полезного действия кремниевой батареи ограничен. Он составляет около 20%, поскольку такие элементы не могут переработать весь спектр солнечного света и часть излучения просто проходит сквозь них. Во-вторых, производство кремниевых солнечных батарей — сложный и дорогостоящий процесс. Поэтому сегодня во всем мире активно исследуют возможность использования в батареях новых перспективных материалов, в частности органических и наногибридных полупроводников.

[Chilik]

^^
То есть вместо дорогого и сложного поликристаллического кремния авторы предлагают простой и недорогой монокристаллический кремний с квантовыми точками?

[zandr]

https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2017/№21(437).pdf

КАРКАСЫ БУДУТ ЛЕГЧЕ
Специалисты нашего предприятия создают новые углепластиковые конструк­ции, которые позволят облег­чить каркасы солнечных батарей спутников на 10% без уменьшения их прочно­сти и жёсткости. В рамках опытно-конструкторской работы «Профиль-УП» решет­нёвцы защитили эскизный проект на разработку тех­нологии изготовления из углепластика фитингов и сетчатых труб треугольного сечения. С целью освоения перспективной технологии и изготовления новых кон­струкций в «ИСС» планиру­ется провести модернизацию оборудования, необходимого для производства изделий из полимерных композицион­ных материалов. Часть обо­рудования будет поставлена нашим непосредственным заказчиком по данной ОКР – НПО «Техномаш» (г. Москва). Завершить разработку и освоение «ИСС» технологии производства облегчённых углепластиковых конструк­ций для будущих космических аппаратов планируется в 2019 году.

[zandr]

https://iz.ru/668563/dmitrii-strugovetc/novye-sputniki-poluchat-rekordnye-solnechnye-krylia

Новые спутники получат рекордные «солнечные крылья»
Дмитрий Струговец
Российские военные и гражданские спутники связи получат солнечные батареи рекордного размера. Для электропитания аппаратов на основе новой тяжелой спутниковой платформы высокой мощности налажено производство батарей площадью более ста квадратных метров. До сих пор на отечественных телекоммуникационных космических аппаратах  использовались панели размером не более 88 кв. м. Разработавшая новую платформу компания «Информационные спутниковые системы» имени Решетнева» (ИСС) намерена предложить ее российским и зарубежным заказчикам.
По мнению экспертов, применение мощных спутников позволит уменьшить габариты и массу приемо-передающих терминалов, которые носят с собой пользователи.
Как рассказал «Известиям» генеральный директор ИСС Николай Тестоедов, космические аппараты повышенной мощности, требующие высокой энергетики, планируется создавать на новой спутниковой платформе. Она стала развитием уже пять лет используемой в российских аппаратах платформы «Экспресс-2000». Нововведением станут увеличенные «крылья» — солнечные батареи площадью около 112 кв. м. Они построены по современной технологии — с КПД на уровне 28–30%.

Спойлер

— Зарубежные, а за ними и российские заказчики стали выдвигать требование по обеспечению энергетики мощностью до 20 и более киловатт. Мы пришли к выводу, что нужно двигаться в этом направлении, — рассказал Николай Тестоедов.
ИСС — единственное в России предприятие, которое разрабатывает и серийно изготавливает телекоммуникационные космические аппараты для  национального оператора «Космическая связь» и Минобороны РФ. Из всей продукции ИСС наибольшие по площади солнечные батареи имели спутники «Экспресс-АМ5» и «Экспресс-АМ6» (запущены на орбиту в 2013–2014 годах) для «Космической связи». Общая площадь их «крыльев» достигала 88 кв. м. Мощность этих аппаратов — 14 КВт. Аналогичный уровень мощности и у спутников серии «Благовест», которые использует для связи Минобороны России. В настоящее время на орбите работает один такой аппарат (запущен в 2017 году). Всего планируется создание группировки из четырех подобных спутников.
Повышенное электропитание требуется в первую очередь для телекоммуникационных космических аппаратов, используемых для широкополосного доступа в интернет, спутниковой связи и телевещания. С развитием новых диапазонов вещания, увеличением мощности сигнала перспективным спутникам потребуется больше энергии.
Как пояснил «Известиям» независимый эксперт в области космонавтики Виталий Егоров, применение мощных спутников связи позволит пользователям на Земле носить с собой менее массивные терминалы.
— Можно будет, к примеру, облегчить переносные спутниковые терминалы, что даст возможность использовать такую связь солдатам на поле боя, — рассказал Виталий Егоров. — Облегченные модули связи позволят эффективнее пользоваться беспилотниками за счет обмена данными через спутники. В целом энергия — одно из узких мест, ограничивающих возможности любого космического аппарата. Для спутника связи и ретрансляции это особенно важно. Увеличенная мощность позволяет передавать больше данных или установить более стабильный канал связи, уменьшить размеры принимающего оборудования на земле.
Солнечные батареи — главный источник энергии для всех космических аппаратов, вращающихся вокруг Земли. Самые крупные панели (общая площадь около 1,2 тыс. кв. м) развернуты на Международной космической станции — они обеспечивают работоспособность научной аппаратуры и жизнедеятельность экипажа из шести человек. Первые отечественные солнечные батареи были установлены на третьем искусственном спутнике Земли. Этот советский аппарат проработал в космосе почти два года — с 1958-го по 1960-й.

[свернуть]

[zandr]

Хотя в заметке ни слова про космические аппараты, очевидно, перспективы применения в космической технике имеются.
http://russian.news.cn/2017-12/18/c_136835103.htm

Китайские ученые разработали гибкую носимую солнечную батарею
Пекин, 18 декабря /Синьхуа/ -- Китайские ученые на днях разработали на основе минерала перовскита солнечную батарею, которая отличается высокой устойчивостью к сгибанию. С такой суперхарактеристикой она может использоваться для различных видов носимых электронных устройств.
По сообщению разработчиков новой батареи - команды исследователей из Института химии при Академии наук Китая - ключевой деталью для новинки стал каркас в виде сот, изготовленный с помощью наносборки. Именно такая инновационная деталь, функционирующая в батарее как буферный слой и резонатор, значительно повысила эффективность фотоэлектрического преобразования и механическую стабильность новой солнечной батареи.
Гибкие носимые электронные устройства - это "горячее" направление развития электроники в будущем. При этом одним из необходимых элементов для таких устройств является источник питания. Существующие виды батарей, предназначенные для носимых электронных устройств, имеют большие недостатки по ряду критериев, включая пригодность к использованию вне дома, широкая прилегаемость и безопасность.
Ученые убеждены, что их работа предоставит новые идеи и способы для развития индустрии носимых гаджетов.

[PIN]

Какие, например?

[zandr]

Пожалуйста: цилиндрический спутник (нано, но не обязательно) обёрнутый такой панелью в несколько оборотов и разворачиваемой после выхода из контейнера либо срабатывания фиксаторов.

[PIN]

А зачем спутник цилиндрический? Чтобы это как-то натянуть, вернее, намотать? Тогда да...и в зеленый цвет покрасить.

[Salo]

https://iz.ru/697699/dmitrii-strugovetc/v-rossii-uvelichat-vypusk-solnechnykh-batarei-dlia-sputnikov

В России увеличат выпуск солнечных батарей для спутников
Дополнительное производство будет развернуто на предприятии «Квант» в Москве
5 февраля 2018, 00:01
Дмитрий Струговец
Фото: ТАСС/Евгений Курсков

В России стартует программа импортозамещения солнечных батарей для космических аппаратов (КА). За два-три года производство отечественных компонентов для них нарастят в несколько раз. Сейчас большая часть комплектующих закупается за рубежом. Но даже с учетом этого в стране выпускается не больше трети необходимого российским предприятиям объема таких батарей — остальное импортируется. Между тем от наличия собственного производства зависит обеспечение телекоммуникаций и обороноспособности государства.
Как сообщили «Известиям» в компании «Информационные спутниковые системы имени Решетнева» (ИСС), входящее в этот холдинг столичное предприятие «Квант» значительно нарастит выпуск компонентов для солнечных панелей. Производственные линии для этой цели будут запущены в течение двух-трех лет.
В первую очередь речь идет об оснащении российских гражданских и военных спутников производства самой ИСС. Сегодня на орбите находятся 92 КА для связи, навигации и геодезии, разработанных и изготовленных этой компанией. Это около двух третей российского спутникового флота.
— Реализуется инфраструктурный проект, в рамках которого в течение двух-трех лет предприятие сможет производить до 200 кв. м фотоэлектрических преобразователей (ФЭП), — рассказал «Известиям» генеральный директор ИСС Николай Тестоедов.
В настоящее время завод «Квант» ежегодно выпускает несколько квадратных метров ФЭП собственного производства, которые применяются для производства солнечных батарей. В основном используются ФЭП иностранных компаний, которых хватает на изготовление 80–120 кв. м таких панелей.
В России современные трехкаскадные арсенид-галлиевые ФЭП выпускают только два предприятия — завод «Квант» и краснодарское ОАО «Сатурн». Краснодарская площадка производит чуть более 100 кв. м фотоэлектрических преобразователей в год из отечественных комплектующих. В компании «Сатурн» не предоставили «Известиям» оперативный комментарий о планах увеличения производства.
Общая потребность российской спутникостроительной отрасли составляет около 300–500 кв. м солнечных батарей в год. Недостающее количество приходится импортировать.
По словам действительного члена Российской академии космонавтики им. К.Э. Циолковского Игоря Маринина, рост отечественного производства позволит избавиться от потребности в иностранных комплектующих. Он отметил, что современные панели жизненно необходимы для увеличения сроков функционирования военных аппаратов и спутников связи. Подобные системы также требуются для повышения мощности передающего оборудования на телекоммуникационных КА.
— Нам нужна независимость от зарубежных поставщиков, собственное производство таких панелей, — рассказал «Известиям» Игорь Маринин. — Если кремниевые солнечные батареи имеют коэффициент полезного действия 18%, то арсенид-галлиевые — более 30%. На спутниках связи с длительным сроком работы используются только современные арсенид-галлиевые панели, кремниевые быстро снижают КПД. От наличия собственного производства зависит обеспечение телекоммуникаций и обороноспособности государства.
Солнечные батареи — главный источник энергии для всех космических аппаратов, вращающихся вокруг Земли. Самые крупные панели развернуты на Международной космической станции (общая площадь — около 1200 кв. м). Они обеспечивают работоспособность научной аппаратуры и жизнедеятельность экипажа из шести человек. Площадь панелей у телекоммуникационных космических аппаратов серии «Экспресс-2000» производства ИСС — около 80 кв. м.
Первые отечественные солнечные батареи были установлены на третьем искусственном спутнике Земли, который проработал в космосе почти два года — с мая 1958-го по апрель 1960-го.

[ааа]

Первое известное практическое использование фотоэлементов на базе перехода арсенид-галий в космосе было в ходе полета "Венеры-3", запущенной в 1965 году.

Фотоэлементы на этой базе галий-арсенид перехода, изготовленные ОАО «НПП КП «Квант», были выбраны из-за их более высокой производительности в условиях высокой температуры. Фотоэлементы затем использовались для роверов Луноход по той же причине.

https://shoehanger.livejournal.com/498046.html#comments

[zandr]

https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2019/№3(460).pdf

Безупречная механика
Повышение срока службы и функци­ональности космических аппара­тов за счёт улучшения технических характеристик – задача для предприятий космической отрасли всегда актуальная. И на сегодняшний день в Решетнёвской фирме завершены работы по созданию отечественного научно-технического задела для высокомощных систем элек­тропитания перспективных космических аппаратов.
Первичные источники электропита­ния спутников – это солнечные батареи. Под обтекателем ракеты-носителя па­нели солнечных батарей, соединённые шарнирами, сложены в так называемый пакет, а в космосе происходит их рас­крытие. За счёт ресурсов системы элек­тропитания, которая кроме солнечных, содержит ещё аккумуляторные батареи, современные спутники компании «ИСС» получают полезную мощность до 25 кВт.
Для перспективных изделий этот показатель предстоит удвоить, поэтому и площадь солнечных батарей необхо­димо увеличить. Главная проблема, с ко­торой разработчики могут столкнуться: как разместить слишком объёмные кон­струкции в зоне полезного груза раке­ты-носителя. Для того чтобы сохранить компактность сложенной конструкции решетнёвцы создали новый класс меха­низмов приведения крыльев солнечных батарей в рабочее состояние на орбите. Инновационные решения испытывали в процессе разработки и изготовления действующих макетов и лабораторных образцов различных видов механиче­ских устройств солнечных батарей: ве­ерного типа, с концентраторами свето­вого потока, с использованием гибкой подложки и других. Испытания показали соответствие характеристик междуна­родным стандартам.
Результаты трёхлетней работы железногорские спутникостроители планируют применить при создании солнечных батарей для перспективных космических аппаратов мощностью 50кВт и более.

[zandr]

https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2019/newspaper-473.pdf

Источники энергии
Российскому производителю элементов питания космического назначения ПАО «Сатурн» – 55 лет.
Краснодарское предприятие «Са­турн» выступает партнёром фирмы Решетнёва по созданию источников питания для космических аппаратов уже более полувека. Первые солнечные и ак­кумуляторные батареи для спутников в нашей стране создавались по инициати­ве и при активном участии специалистов «ИСС».
К производству солнечных батарей космического назначения коллектив «Сатурна» приступил в начале 1970-х годов. Первые кремниевые солнечные батареи, созданные краснодарскими партнёрами решетнёвцев, были уста­новлены на спутниках «Молния-3». Их группировка, в частности, использова­лась для ретрансляции программ Центрального телевидения на сеть станций «Орбита». Всего Решетнёвское пред­приятие создало 54 таких аппарата. В дальнейшем кремниевыми солнечными батареями производства ПАО «Са­турн» оснащались все спутники системы ГЛОНАСС.
Со временем специалисты «Са­турна» значительно усовершенствова­ли технологии производства. К началу 2000-х годов кремниевые фотогене­раторы производства ПАО «Сатурн» по своим характеристикам достигли миро­вого уровня. За свою историю красно­дарское предприятие изготовило более 800 квадратных метров солнечных ба­тарей данного типа для 50 спутников.
Новая эпоха в создании солнеч­ных батарей началась с приходом 21 века. На смену кремниевым фотопре­образователям при­шли трёхкаскадные арсенид-галлиевые. К их освоению присту­пили и специалисты «Сатурна». Первым лётным образцом из таких фотопреоб­разователей с КПД 27,5 % стала солнеч­ная батарея, изготовленная в «ИСС» по заказу НПО им. С. А. Лавочкина в 2007 году.
В настоящее время в рамках программы импортозамещения ПАО «Сатурн» создаёт отечествен­ную линейку многокаскадных арсе­нид-галлиевых фотопреобразовате­лей. Планируется, что впервые они будут установлены на солнечных батареях перспективных навигаци­онных аппаратов «Глонасс-К2». Их КПД составит 28,5-29 %.

"аккумуляторы"

Ещё одно важнейшее направ­ление деятельности ПАО «Сатурн» в области космической энергетики – разработка и производство химических источников тока, в частности, никель-водородных аккумулятор­ных батарей. Освоить новую темати­ку коллективу «Сатурна» предложил лично Михаил Фёдорович Решетнёв. К их созданию краснодарцы приступили в середине 1980-х го­дов. Первый полёт комплект таких батарей совершил на спутнике «Экран-М» и вместо гарантийных трёх лет отработал на орбите девять.
На сегодня лётный опыт эксплуата­ции никель-водородных аккумуляторных батарей ПАО «Сатурн» составляет более 35 лет. Но и в этой области прогресс не стоит на месте. В начале 2000-х ни­кель-водородную электрохи­мическую систему коллеги из Краснодара начали заменять на более современную – литий-ионную. Эти батареи существен­но превосходят никель-водо­родные, так как их удельная энергия в два раза больше, а тепловыделение и саморазряд почти на порядок меньше. Экспериментальный батарейный модуль с литий-ионной аккумуляторной батаре­ей разработки ПАО «Сатурн» был создан в декабре 2008 года. Он был запущен в космос на одном из спутников произ­водства «ИСС», его лётная квалификация успешно завершилась в 2011 году.
Первая штатная литий-ионная ак­кумуляторная батарея, изготовленная в ПАО «Сатурн», была выведена на гео- стационарную орбиту в 2014 году в составе спутника «Луч». Сегодня на геостационаре успешно эксплуатируется ещё восемь подобных батарей в составе тяжёлых аппаратов «Благовест». Все космические аппараты, разрабатывае­мые «ИСС» по федеральной программе, комплектуются литий-ионными бата­реями из ПАО «Сатурн». Их удельные характеристики находятся на уровне лучших мировых аналогов, которые выпускают фирмы SAFT и GS-YUASA. И даже превосходят их за счёт конструк­ции батареи. Важно отметить, что пере­ход на литий-ионные батареи позволил сэкономить примерно 120 кг массы для аппаратов, создаваемых в «ИСС» на базе спутниковой платформы типа «Экс­пресс-2000».
Специалисты ПАО «Сатурн» посто­янно совершенствуют характеристики своей продукции. Они занимаются исследованиями в области импортоза­мещения материалов для изготовления электродов аккумуляторов, повышением их ресурса, надёжности и безопасности. Также ими разрабатываются новые тех­нологии и новые методики испытаний этой продукции.

[свернуть]

В части развития солнечных бата­рей ПАО «Сатурн» стремится к повыше­нию их КПД и радиационной стойкости, снижению массы фотопреобразователей. Специалисты предприятия участвуют в реализации отраслевых программ, на­правленных на создание отечественных технологий производства многокаскад­ных арсенид-галлиевых солнечных ба­тарей. В частности, «Сатурн» выступает индустриальным партнёром краснояр­ской фирмы «Германий», которая разра­батывает отечественный германий, при­меняемый в производстве подложек для фотопреобразователей.
Взаимодействие специалистов «ИСС» и «Сатурна» всегда конструктив­ное и взаимовыгодное. Его характерная особенность – нацеленность на решение задач, позволяющих сделать следующий шаг в разработке космических источни­ков энергии.

Благодарим за
предоставленный материал
Михаила Нестеришина,
Владимира Шанаврина и Александра Коренко

"Сатурн"

Коллектив ПАО «Сатурн» изготовил более 250 ак­кумуляторных батарей, которыми были оснащены свыше 140 космических аппаратов различного на­значения. В их числе соз­данные в «ИСС» спутники «Экран», ГЛОНАСС, Sesat, «Экспресс» и другие. Начиная с проекта SESAT, «Сатурн» вышел на европейский рынок. Аккуму­ляторные батареи из Краснодара поставлялись в Германию, Францию, Китай и Казахстан.

[свернуть]

[zandr]

https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2019/%E2%84%9618(475).pdf

Перспективы энергетики
Инициированные «ИСС» новые проекты могут повысить энергетику спутников.
Решетнёвская фирма выступит координатором новых проектов в области системы электропитания космических аппаратов. Договорённость об этом была достигнута по итогам взаимодействия с учёными Сибирского отделения Российской академии наук и представителями московского Научно-производственного предприятия «Квант».
Один из проектов направлен на повышение эффективности солнечных батарей. Учёными Института физики полупроводников имени А. В. Ржанова предложена гибридная технология выращивания высокоэффективных многокаскадных фотоэлементов, преобразующих солнечный свет в электроэнергию. Каскады в фотопреобразователях представляют собой полупроводниковые слои, чувствительные к разным участкам солнечного спектра. Часть каскадов предполагается выращивать на оборудовании самого Института физики полупроводников, часть – в НПП «Квант». Новая технология позволит значительно сэкономить время и провести отработку ключевых процессов по созданию многокаскадных фотоэлементов солнечных батарей с повышенной эффективностью.
Цель другого проекта – создать компоненты отечественных литий-ионных аккумуляторов для низкоорбитальных спутников. Здесь разработчиком технологии может выступить Институт химии твёрдого тела и механохимии СО РАН. Применение литий-ионных аккумуляторов позволит повысить энерговооружённость и срок службы спутников на низких орбитах.
Воплотить обе перспективные идеи новосибирских учёных в реальную продукцию может московский «Квант».
Наше предприятие, инициировав эти разработки в интересах космической отрасли страны, сейчас находится в поисках источников финансирования. Предполагается, что внедрить результаты обоих проектов возможно уже через три года с начала их реализации.

[zandr]

https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2019/newspaper-477.pdf

Если надо – окрылим
Метеорологические спутники оснащают солнечными батареями из Сибири.

Контроль качества изготовленных каркасов солнечной батареи
Изготовленные в компании «ИСС» каркасы солнечных батарей для спутников подмосковного НПО имени С. А. Лавочкина отправлены на краснодарское предприятие «Сатурн». После того, как наши партнёры оснастят их фотоэлементами, готовые пане­ли солнечных батарей будут собраны в крылья и испытаны в Решетнёвской фирме. Далее их передадут заказчику для установки на метеорологические аппараты «Электро-Л» и «Арктика-М».
Наше предприятие далеко не первый раз оснащает спутники другого произво­дителя солнечными батареями. Заказы на создание первичного источника электропитания для космической техники стали поступать «ИСС» в 2000-х годах. Именно тогда наша продукция получи­ла известность благодаря новым техно­логическим решениям. Применённые в каркасах солнечных батарей элементы из композиционных материалов позво­лили в несколько раз снизить их массу по сравнению с аналогами из металла. Конструк­ция из углепластиковых труб со струнной под­ложкой для крепления фотопреобразователей показала высокую на­дёжность при выведе­нии космических ап­паратов различными типами ракет-носите­лей.
Солнечными бата­реями производства «ИСС» ранее были ос­нащены три метеоро­логических спутника «Электро-Л» и обсер­ватория «Спектр-Р», от­работавшая в полтора раза дольше запланированного срока. Сейчас наши «крылья» служат на другом научно-исследовательском аппарате – орбитальной обсерватории «Спектр-РГ». Всего же компанией изготовлены сол­нечные батареи для семи спутников НПО имени Лавочкина, на подходе – начало работ ещё по двум новым проектам.

[zandr]

https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2020/newspaper-485.pdf

Борьба за независимость
В решении задачи импортозамещения и импортонезависимости у «ИСС» есть свои достижения.

"Стратегический курс"

В условиях, когда многие компоненты и материалы иностранного производства стали недоступны российской промышленности, в стране стала реализовываться программа импортозамещения. Основной её целью является сокращение (или полное прекращение) импорта товаров определённых групп и налаживание, а в ряде случаев восстановление, их производства, чтобы не допустить дефицита этих товаров.
Решетнёвцы ведут большую работу в этом направлении не первый год, и уже есть определённые достижения, которые позволяют предприятию уверенно планировать производство спутников с учётом доступности комплектующих и материалов.

[свернуть]

Материальный вопрос
В создании солнечных батарей наше предприятие использует фотопреобразователи не иностранного, а отечественного производства, которое удалось наладить на базе ПАО «Сатурн» в Краснодаре. Предприятие изготавливает фотоэлементы на основе трёхкаскадных гетероструктур с применением такого эффективного материала как арсенид галлия. Это помогло существенно снизить их стоимость.

Наиболее ярким достижением в области импортозамещения можно считать создание производства сотового заполнителя. Совместно с партнёрами Решетнёвская фирма организовала его производство в Железногорске. На площадях «НПО ПМ – Малое КБ» смонтировано оборудование, позволяющее обеспечить нужды «ИСС» в материале, без которого сегодня немыслимы конструкции современных спутников. При этом сотовый заполнитель космического применения наши партнёры готовы поставлять и по заказам других предприятий.

Спойлер

За рубежом ранее закупался и ленточный штырь, применяемый в составе гравитационного устройства низкоорбитальных космических аппаратов. В 2018 году производство этих элементов налажено непосредственно на нашем предприятии. Лента из специального металлического сплава толщиной 0,1 мм способна сворачиваться и разворачиваться много раз с сохранением заданных параметров. Металлический штырь из такой ленты, выдвигаясь в длину на 16 метров, способен удерживать гравитационное устройство, необходимое для стабилизации положения спутника на орбите относительно Земли. Предварительные испытания показали, что по характеристикам ленточный штырь производства «ИСС» ничем не уступает зарубежным аналогам. На сегодня предприятие готово применять собственные ленточные штыри при создании спутников типа «Гонец» для низкоорбитальной системы персональной спутниковой связи.
Сотозаполнитель и ленточный штырь – не единственные импортозамещённые материалы, используемые в производстве наших космических аппаратов. Всего за последние пять лет в компании «ИСС» перечень применяемых импортных материалов сократился более чем вдвое – с 38 до 18 позиций.

[свернуть]

"На уровне элементов"

Характеристики космических аппаратов зависят, прежде всего, от электронной компонентной базы. В этой области на сегодняшний день без импорта обойтись невозможно. Тем не менее, новейшие навигационные спутники «Глонасс-К2», создаваемые в «ИСС», уже переориентированы на применение отечественных комплектующих. Разработанная государством программа импортозамещения предусматривает, что к 2022 году в космических аппаратах системы ГЛОНАСС должно быть не более 10% иностранных комплектующих.
Для сравнения: в спутниках «Глонасс-М», составляющих основу орбитальной группировки, доля комплектующих из-за рубежа – около 40%. К 2026 году поставлена сверхзадача: снизить количество импортных составляющих в спутниках
системы ГЛОНАСС до нуля. При этом речь идёт о замене зарубежной элементной базы на разрабатываемую Минпромторгом России, а там, где имеются большие сложности, проводятся изменения схемных решений, ориентированных на доступные компоненты.
В области разработки электронной компонентной базы на нашем предприятии реализуется несколько проектов. Например, специалисты фирмы ведут разработку высокоинтегрированных сложнофункциональных микросхем и процессоров, которые можно будет применять в составе бортовой аппаратуры взамен возможных зарубежной электроники. Из завершённых проектов можно отметить комплект микросхем, состоящий из четырёх сверхбольших интегральных схем. Эта разработка позволяет обеспечивать построение современных телеметрических систем для космических аппаратов. Комплект микросхем даёт возможность осуществлять коммутацию сигналов для измерения параметров систем спутника, а также формирование пакетов данных для передачи в командно-измерительную систему, которая отправляет информацию в Центр управления полётами, на Землю.

[свернуть]

"Полезная нагрузка"

В курсе на импортозамещение Решетнёвская фирма реализует проекты по разработке и изготовлению собственных полезных нагрузок. Ещё при производстве спутников-ретрансляторов «Луч-5» нашими специалистами выполнен почти весь объём по созданию модуля целевой аппаратуры. Крупногабаритные зонтичные антенны на этих аппаратах – эксклюзивная продукция фирмы.
Предприятие пошло ещё дальше – «ИСС» сегодня единственный в России производитель антенн с контурной диаграммой направленности. Первые подобные антенны установлены на телекоммуникационных космических аппаратах «Благовест», работающих на геостационарной орбите. Контурные антенны, в отличие от классических, дают проекцию радиосигнала не в виде круга, а по очертаниям конкретной территории или страны, что в свою очередь снижает затраты, в том числе на наземное оборудование.
Сегодня в «ИСС» идёт работа по освоению других разновидностей антенной продукции, а также приборов полезной нагрузки. К ним относятся малошумящие усилители, твердотельные усилители мощности сверхвысокочастотных сигналов и блоки цифровой обработки сигналов. Их применение позволит динамично формировать основные характеристики антенн, а также увеличить скорость перенацеливания и количество лучей при передаче сигналов, что в итоге существенно повысит тактико-технические характеристики перспективных космических аппаратов.

[свернуть]

"Область САПР"

Ещё одна высокотехнологичная разработка, позволяющая успешно реализовывать проекты и конкурировать на международном уровне, это сетевой транспортный протокол на основе стандарта SpaceWire – СТП-ИСС. Его функция – обеспечение передачи данных для космических бортовых информационно-вычислительных сетей. По сути, он является первым отечественным транспортным протоколом в своём классе, при этом превосходит зарубежные по качеству сервиса и надёжности передачи данных. Уровень этой разработки таков, что позволяет говорить о возможности его экспорта в проекты иностранных космических агентств.
В 2016 году в Решетнёвской фирме завершили разработку проекта стандарта для самонастраивающихся бортовых информационных сетей с использованием технологии Plug-and-Play. Он предназначен для автоматизации управления бортовыми сетями, которые состоят из сотен, а то и тысяч сетевых узлов.
Перечисленные проекты, реализованные как непосредственно специалистами «ИСС», так и в кооперации нашего предприятия с партнёрами, лишь малая часть из большого количества разработок, нацеленных на обеспечение импортозамещения и импортонезависимости. При этом стоит отметить, что в решении этих задач главное – это независимость не столько от импорта, сколько от обстоятельств, которые могут помешать компании создавать качественно и в срок космическую технику в интересах как конкретных заказчиков, так и всей космической отрасли России.

[свернуть]

[Хунвэйбин]

zandr написал:
Наиболее ярким достижением в области импортозамещения можно считать создание производства сотового заполнителя. Совместно с партнёрами Решетнёвская фирма организовала его производство в Железногорске. На площадях «НПО ПМ – Малое КБ» смонтировано оборудование, позволяющее обеспечить нужды «ИСС» в материале, без которого сегодня немыслимы конструкции современных спутников. При этом сотовый заполнитель космического применения наши партнёры готовы поставлять и по заказам других предприятий.

Постом выше- панель солнечной батареи типа каркас-сетеполотно, в этом посте- трехслойка. В ИСС делают и такие и такие? 

[zandr]

https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2020/newspaper-487.pdf

Крыло для метеоролога
На предприятии стартовала работа по изготовлению солнечной бата­реи для очередного космического аппарата «Электро-Л». Он создаётся На­учно-производственным объединением имени С. А. Лавочкина (г. Химки, Московская область). Это будет уже пятый спутник серии, оснащённый солнечной батареей производства компании «ИСС».
Подмосковное НПО известно, прежде всего, как производитель научно-ис­следовательских космических аппаратов. Предназначение «Электро-Л» – обеспе­чение с геостационарной орбиты гидро­метеорологической информацией, вклю­чая мониторинг климата, экологический контроль, анализ и прогноз состояния ак­ваторий морей и океанов, а также анализ и прогноз явлений космической погоды.
Метеоспутник оснащается одним крылом солнечной батареи, состоящим из трёх панелей. Специалисты Решетнёвской фирмы начали изготовление каркасов панелей из полимерных ком­позиционных материалов. Готовые угле­пластиковые каркасы будут оснащены фотоэлементами на основе арсенида галлия на смежном предприятии – ПАО «Сатурн». Для крепления фотоэлементов предусмотрена композитная струнная подложка. Таким образом, конструк­торские решения и выбор материалов каркасов обеспечивают максимальную прочность при снижении массы основно­го источника электропитания.
Планируется, что солнечная батарея для метеоспутника будет поставлена за­казчику до конца года.

За последние десять лет решетнёвцы оснащают солнечной батареей пятый метеоспутник «Электро-Л»

[АниКей]

hightech.plus

Перовскитовые фотоэлементы стали коммерчески выгодными


Команда ученых из Австралии вырвалась вперед в гонке разработчиков максимально дешевых, гибких и производительных солнечных элементов. Созданный ею экспериментальный фотоэлемент на основе перовскита с очень простой, но эффективной защитой от разрушения, успешно прошел серию испытаний в условиях высокой температуры и влажности. Это открывает перовскитам дорогу на массовый рынок.
Взяв за основу кристалл перовскита, ученые из Университета Сиднея и Университета Нового Южного Уэльса обнаружили, что простое покрытие из стекла и синтетической резины эффективно защищает фотоэлемент от разрушения, пишет Guardian.

«Перовскиты — действительно очень перспективный материал для солнечной энергетики, — пояснила профессор Анита Хо-Бейли. — Он недорогой, в 500 раз более тонкий, чем кремний, и поэтому гибкий и чрезвычайно легкий. Также у него невероятные энергетические свойства и высокий коэффициент преобразования солнечной энергии».

Ученые разных стран исследуют возможности перовскита на протяжении последних десяти лет, и уже повысили его эффективность примерно до 25% — кремниевым элементам понадобилось на это 40 лет.
Однако при нагревании перовскитовые кристаллы разрушаются намного быстрее кремниевых. Первые фотоэлементы из перовскитов служили всего несколько дней. Понятно, что в таком виде для массового производства они не годятся.

Австралийские ученые придумали, как защитить фотоэлемент. Они разработали покрытие из дешевого стекла и синтетического каучука, а затем испытали его в серии из трех тестов, подвергая элемент воздействию температуры от -40 С до +85 С, а также высокой влажности.

По словам исследователей, это первый в мире случай, когда перовскитовый фотоэлемент прошел все три теста без дорогостоящих защитных покрытий. «Перовскиты открывают дорогу на рынок невиданным доселе образом. Они легкие, гибкие, их можно сгибать и сворачивать в трубочку, — сказала Хо-Бейли. — Теперь для нас нет преград».
Другую проблему перовскитовых солнечных элементов удалось решить ученым из США. Они научились минимизировать последствия возможных протечек свинца, который используется в наиболее эффективных гибридных перовскитах.

[zandr]

https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2020/newspaper-494.pdf

Легкокрылый «Электро»
Компания «ИСС» создаёт источник энергии для российского метеоспутника
Вы не можете просматривать это вложение.
Солнечная батарея производства нашего предприятия обеспечит электроэнергией очередной космический аппарат российской гидрометеорологической системы «Электро». Это уже четвёртый контракт Решетнёвской фирмы на поставку солнечных батарей для метеоспутников производства НПО им. С. А. Лавочкина. Всего спутников «Электро-Л» в гидрометеорологической системе предусмотрено пять, на орбиту запущено уже три. И на каждый аппарат устанавливается солнечная батарея, созданная в компании «ИСС». Такая стабильность в получении заказов – показатель надёжности и высоких эксплуатационных свойств продукции компании «ИСС».
Крыло солнечной батареи спутников серии «Электро-Л» состоит из трёх сегментов. Они представляют собой полужёсткие углепластиковые каркасы, на которые натянуты струны. Эта разработка решетнёвцев уникальна по своей массе. «Она меньше килограмма на квадратный метр, – рассказывает специалист сектора лабораторно-отработочных испытаний отдела бортовых систем электропитания Владимир Шанаврин. – На эту подложку устанавливаются трёхкаскадные арсенид-галлиевые преобразователи, которые имеют максимальный КПД и обеспечивают очень высокие показаели солнечной батареи с точки зрения выдаваемой мощности».
К настоящему моменту собранные каркасы солнечной батареи нового метеоспутника «Электро-Л» отправлены из Решетнёвской фирмы на смежное предприятие – ПАО «Сатурн» (г. Краснодар), где их оснастят высокоэффективными фотоэлементами. А затем изделие вернётся в «ИСС» для финальных операций и подготовке к сдаче заказчику.
Солнечные батареи по заказу НПО имени Лавочкина наше предприятие создаёт «под ключ». Это означает, что заказчик получает их полностью готовыми к установке на аппараты. Батареи обеспечивают стабильное функционирование системы электропитания спутников «Электро-Л» в течение всего гарантированного срока их службы, который составляет 10 лет.
Российские метеоспутники, функционирующие в составе геостационарной космической системы «Электро», выполняют важную миссию. Они обеспечивают Росгидромет оперативной информацией для анализа и прогноза погоды, изучения состояния акватории морей и океанов, мониторинга условий для авиаполётов, а также изучения состояния ионосферы и магнитного поля Земли. Помимо этого, они оснащены аппаратурой приёма и ретрансляции сигналов аварийных буёв системы спасания терпящих бедствие КОСПАС-SARSAT.
Космические аппараты «Электро-Л» выполняют многоспектральную съёмку всей наблюдаемой поверхности Земли в видимом и инфракрасном диапазоне. С их помощью получены детализированные снимки планеты высокого разрешения.
Вы не можете просматривать это вложение.
Финальные операции по сборке каркасов солнечной батареи спутника «Электро-Л»

[zandr]

https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2021/newspaper-509.pdf

Энергетика для «Электро»
Решетнёвцы изготовили крыло для нового российского метеоспутника.
Специалисты «ИСС» завершили про­изводство крыла солнечной батареи для метеорологического космического аппарата «Электро-Л». Крыло общей площадью 9,8 кв. м состоит из трёх пане­лей. В их основе каркасы из углепластика, имеющие струнную подложку, на которую нашим партнёром из Краснодара – пред­приятием «Сатурн» – установлены фотоэлементы.
Трёхкаскадные арсенид-галлиевые фотоэлементы имеют высокий КПД пре­образования солнечного света в электро­энергию для бортовых систем спутника. Каркасы – разработка решетнёвцев. Они изготовлены на основе лёгких и прочных композиционных материалов, оригиналь­ных узлов крепления панелей, а также узлов их развёртывания в рабочую кон­фигурацию. Технические решения обеспечили высокую надёжность конструкции солнечной батареи при небольшой массе (чуть больше 40 кг) относительно площа­ди крыла.

Спойлер

Солнечная батарея прошла необхо­димые испытания, в ходе которых были проверены её электрические характери­стики и работа механического устройства. Готовое крыло с комплектом наземного оборудования отправлено заказчику – в подмосковное НПО им. С. А. Лавочкина. Там солнечная батарея будет установлена на спутник, в космосе она обеспечит его электроэнергией на протяжении всего за­данного 10-летнего срока службы.
Новый «Электро-Л» станет четвёр­тым гидрометеорологическим аппаратом, оснащённым солнечной батареей произ­водства «ИСС». Два спутника этой серии уже успешно функционируют на орбите, обеспечивая мониторинг земной поверх­ности. Они используются для получения геофизических данных, предоставления метеорологической информации заинте­ресованным ведомствам России, а также для ретрансляции сигналов от аварийных радиобуёв системы поиска и спасания КОСПАС-SARSAT.

[свернуть]

[zandr]

Там же:

Удачный профиль
Соответствуем мировым стандартам качества. Производим не только для себя, но и для других предприятий. К чему ещё стремиться? Уменьшим массу! Так в 2017 году компания «ИСС» присту­пила к освоению новой технологии изго­товления каркасов солнечных батарей.
В рамках проекта специалисты отде­ла механических устройств создали конструкторскую документацию, цех корпус­ных узлов изготовил и испытал опытные образцы улучшенных каркасов. Рама из углепластиковых труб (профилей) и фи­тингов с сеткой для крепления фотоэле­ментов – прежняя, многократно подтвер­дившая лётную квалификацию. Только теперь она стала легче благодаря особой конструкции профилей.
Специалисты поясняют: «Сейчас на спутниках предприятия используются каркасы солнечных батарей, в основе ко­торых трубы круглого сечения. Они имеют цельную структуру, толщина стенок везде одинаковая. В результате на трубы прихо­дится 50 % массы каркаса. Использова­ние же треугольного периметра сечения позволило распределить основную сило­вую нагрузку на угловые стержневые на­правляющие, а боковым стенкам придать облегчённую сетчатую структуру. Это дало снижение массы профиля на 25–30 %».
Проект продолжается, впереди изго­товление углепластиковых фитингов, ко­торые будут вдвое легче металлических, а также оптимизация технологии скле­ивания новых профилей с фитингами, поскольку сетчатая структура приводит к повышенному расходу клея.
Для полного перехода на сетчатые треугольные профили предстоит разрабо­тать широкую линейку типоразмеров.

Спойлер

Но это непросто: методика их расчёта очень трудоёмкая и требует подтверждения. А вот с организацией производства профилей и фитингов проблем не возникнет – у пред- приятия большой опыт по изготовлению изделий из композиционных материалов.
Особый упор «ИСС» делает на ав­томатизацию новой технологии. По на­шему техзаданию ООО «Би Питрон СП» (г. Санкт-Петербург) разработало обору­дование, на котором и были изготовлены углепластиковые профили для экспери­ментального каркаса. Оно универсально, при необходимости для него можно изго­товить дополнительную оснастку и полно­стью покрыть потребности предприятия, изготавливая профили разных типораз­меров. А в перспективе – и углепластико­вые профили с изменяющимся сечением, что позволит и дальше снижать массу.

[свернуть]

[zandr]

Код Выделить Развернуть

https://www.youtube.com/watch?v=UwGL4LZ1vAg


1:54
2021.02.12 Компания «ИСС» создаёт блоки механики солнечных батарей для зарубежного спутника
  Телеканал РАЗВИТИЕ
Специалисты компании «ИСС» имени академика Решетнёва» работают над новым зарубежным космическим проектом. В зоне внимания – бортовая электростанция, которая будет питать спутник солнечной энергией. Она включает панели с фотоэлементами и устройства их поворота.
В изготовлении блоков механики солнечных батарей очень важна точная настройка всех частей. Сборщик во время работы – сама сосредоточенность. Настройка механизма у него буквально на кончиках пальцев.

[АниКей]

sm.news

В Саудовской Аравии впервые создали солнечные батареи в форме шара | SM.News


Учёные из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы разработали солнечные батареи шаровидной формы. Об этом сообщает издание «Популярная механика».
Причиной для необычной разработки стала проблема, с которой столкнулись космонавты. Для более эффективного сбора солнечных лучей, как единственного источника энергии для большинства космических аппаратов, нужно было создать лёгкий, компактный и максимально ориентированный рабочей поверхностью к светилу предмет, который придёт на замену обычным солнечным батареям.
Исследователи из Саудовской Аравии предложили просто изменить вид батарей. Ведь благодаря шарообразной форме они будут способны собирать не только прямой солнечный свет, но и отраженный. При этом батареи будут требовать дополнительных креплений и не станут весить больше.

Лабораторные испытания показали, что эффективность круглых солнечных батарей на 24–39% выше традиционных.
Однако разработать сферические преобразователи энергии оказалось достаточно сложно. Для этого понадобилась на 15% больше операций травления. Пока шарообразную форму батареям придавали вручную, но в дальнейшем понадобится разработка специального механизма для сворачивания фотоэлектрической сферы в автоматическом режиме.

[АниКей]

kommersant.ru

Международная космическая станция проводит энергоперевооружение

Астронавты совершили два выхода в открытый космос, чтобы установить на МКС новые солнечные батареи. Почему понадобилась эта операция?
Первая пара солнечных панелей на МКС была развернута в 2000 году, с тех пор она работает непрерывно, хотя расчетный срок службы составляет всего 15 лет. Дополнительные пары панелей на МКС появились в сентябре 2006, июне 2007 и марте 2009 года. Необходимость в их установке появлялась по мере того, как к МКС добавлялись все новые модули и десятки сменных экипажей проводили сотни и тысячи разнообразных экспериментов.
Срок службы первых панелей истек, они, как и ожидалось, демонстрируют признаки деградации, хотя и продолжают нормально функционировать. Нужно продолжать стабильно обеспечивать станцию энергией, а ее требуется все больше, в частности потому, что станция станет базой для Artemis — так называется проект NASA по исследованию Луны, для проверки технологий, необходимых при исследовании человеком глубин космоса, для подготовки полетов на Марс и, наконец, для коммерческого и туристического использования МКС.
Производитель новых батарей — калифорнийская Deployable Space Systems, отраслевой лидер в производстве солнечных панелей, а эффективную фотоэлектрическую технологию поставила Spectrolab, дочерняя компания главного космического партнера NASA — корпорации Boeing.
Всего новых солнечных панелей будет шесть, они будут установлены перед шестью из восьми нынешних панелей. Новые энергоустановки будут использовать существующие системы слежения за Солнцем и поделят со старыми каналы доставки электроэнергии на станцию. Тот же подход был применен при модернизации внешних телевизионных камер станции до высокого разрешения с использованием существующих механизмов питания и управления.
Новые панели заменят, как предполагается, чуть больше половины площади нынешних, их подключат к действующей системе питания. Сейчас старые солнечные панели станции могут (такова проектная мощность) производить около 16 кВт. Новые панели несколько эффективнее прежних, так что всего от шести энергопроизводящих устройств можно получать свыше 120 кВт. Но продолжат производить энергию и пара незаслоненных батарей, и шесть старых, полузакрытых новыми. В общей сложности это даст еще 95 кВт.
Таким образом, общая мощность после реконструкции энергетического вооружения станции составит 215 кВт.

[zandr]

https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2021/newspaper-537.pdf

Есть куда расти
АО «ИСС» приняло участие в отраслевом совещании по солнечной энергетике.
Фотовольтаика – раздел науки, изучающий процесс возникновения электрического тока в различных материалах под действием падающего на него света
Актуальные вопросы по развитию энергосистем отечественных космических аппаратов обсуждались на отраслевом совещании «Фотовольтаика-2021». Оно состоялось на базе Научно-производственного предприятия «Квант» в Москве и собрало представителей организаций Госкорпорации «Роскосмос», а также ведущих научных центров и вузов. На совещании были рассмотрены состояние и актуальные вопросы производства и эксплуатации солнечных батарей, которые являются первичным источником энергии для большинства космических аппаратов, а значит, напрямую влияют на их ресурс и надёжную работу на орбите.
Производители космических аппаратов совместно с учёными постоянно стремятся повысить эффективность солнечных батарей, что предполагает рост их КПД одновременно с оптимизацией массогабаритных характеристик, а так же повышение стойкости фотопреобразователей к факторам космического пространства.
Так, в минувшее десятилетие практически ушли в прошлое солнечные батареи на основе кремниевых фотопреобразователей с КПД ≈ 15 %, уступив место трёхкаскадному арсениду галлия с КПД ≈ 28 %. Это позволило практически в 2,5 раза повысить удельные энергетические показатели по массе и по площади солнечных батарей. Также благодаря большей стойкости арсенид-галлиевых фотопреобразователей к факторам космического пространства срок службы спутников был увеличен в 1,5 раза.
Представитель отдела конструирования механических устройств и механизмов космических аппаратов «ИСС» Владимир Кузоро в совместном докладе с Физико-техническим институтом им. А. Ф. Иоффе рассказал об эксперименте по созданию солнечной батареи с линзовыми концентраторами. Эта технология позволяет повысить концентрацию светового потока и уменьшить количество дорогих арсенид-галлиевых фотоэлементов. Наземная экспериментальная отработка опытного образца такой солнечной батареи была успешно проведена на нашем предприятии, но чтобы внедрить новую технологию, необходим лётный эксперимент. Как вариант, его можно провести на одном из космических аппаратов производства «ИСС», установив фрагмент панели фотоэлементов с концентраторами светового потока на обычном крыле солнечной батареи.
Возможные пути повышения тактико-технических характеристик солнечных батарей были обозначены в докладе начальника отдела систем электропитания космических аппаратов «ИСС» Михаила Нестеришина. Он, в частности, подчеркнул важность увеличения стойкости фотоэлементов к факторам космического пространства, включая радиационное излучение, а также необходимость снижения массы и площади крыльев солнечных батарей. Всё это в совокупности влияет на совершенствование космических аппаратов в целом.
Чтобы создание новых технологий в области фотоэнергетики обрело системный характер, на уровне космической отрасли предполагается разработать единую программу. Она будет включать в себя перечень наиболее перспективных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по фотовольтаике и созданию химических источников тока. Для их выполнения потребуется усилить сотрудничество научных учреждений и предприятий промышленности.
Особое внимание на совещании уделялось новым разработкам специалистов НПП «Квант» – головного предприятия в области космической фотоэнергетики, чьи фотоэлементы устанавливаются на спутники связи и навигации производства компании «ИСС». Отечественным разработчикам удалось успешно решить ряд задач по импортозамещению в области бортовых энергосистем космических аппаратов.
 Участники совещания «Фотовольтаика-2021» пришли к выводу о необходимости создания российских стандартов квалификации солнечных батарей и составляющих их фотоэлементов с учётом новых технических требований к космической технике. Это станет логичным развитием деятельности по совершенствованию характеристик бортовых первичных источников тока.

[zandr]

https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2021/newspaper-538.pdf

... генеральный директор компании «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнёва» ... Николай Тестоедов.
...
Самая узнаваемая часть спутника – это солнечные батареи, их размер может достигать 100 кв. м на одном аппарате. Сейчас в них применяются высокоэффективные фотопреобразователи из трёхкаскадного арсенида галлия с коэффициентом полезного действия до 30 %, которые созданы на базе разработок нобелевского лауреата Жореса Ивановича Алфёрова. И это не предел. Как отметил Николай Тестоедов, в Сибирском отделении РАН проводятся работы, которыми руководит академик Александр Латышев по повышению КПД фотопреобразователей методами МОС-гидридной и молекулярно-лучевой эпитаксии, как путём увеличения числа каскадов, так и изменением физики преобразования. Кроме того, там же работают над созданием гетерогенных силовых микромодулей для систем электропитания спутников, потенциально они позволят увеличить удельные энергетические характеристики в четыре раза, до 1 кВт/кг. Эта разработка пока не имеет мировых аналогов. «И дополняет создание системы электропитания нового поколения работа Института нанотехнологий микроэлектроники РАН под руководством академика Александра Саурова по созданию малогабаритных аккумуляторных модулей, они также не имеют мировых аналогов», – добавил глава «ИСС»...

[zandr]

https://www.roscosmos.ru/40167/

НПП «Квант» встречает 105-летие стратегическими планами серийного производства солнечных батарей

фото

[свернуть]

Специалисты НПП «Квант» разрабатывают и производят уникальное оборудование систем энергообеспечения, без которого невозможна космическая деятельность. Ведущее предприятие в области создания средств автономной энергетики в России отмечает сегодня 105-ю годовщину со дня основания.

История НПП «Квант» началась в январе 1919 года, когда по решению Главного инженерного управления Красной Армии на базе бывшей частной мастерской было организовано производство гальванических элементов и батарей. В 1926 году мастерская преобразована в Московский элементный завод. В 1946 году организован Всесоюзный научно-исследовательский элементно-электроугольный институт, которому было поручено создание энергосистем и источников электропитания. Так была создана новая отрасль автономной энергетики на основе методов прямого преобразования различных видов энергии в электрическую, организовано промышленное производство электрохимических, фотоэлектрических, термоэлектрических и термоэмиссионных генераторов, которые до этого не выпускались в СССР.

Системы энергообеспечения, созданные предприятием, были установлены на первом в мире искусственном спутнике Земли, на корабле «Восток» с Юрием Гагариным на борту, первом луноходе, а также на всех кораблях серии «Восток», «Восход» и «Союз», межпланетных аппаратах «Венера», «Марс», «Фобос», орбитальных станциях «Салют» и «Мир».

Генеральный директор НПП «Квант» Андрей КАРАБАНОВ: «Спустя 105 лет НПП «Квант», сохранив и расширив заделы, созданные великими первопроходцами отечественной космонавтики, продолжает решать задачи в сфере космической энергетики. Надежные и эффективные источники энергии для геостационарных и низкоорбитальных спутников, космических кораблей и межпланетных станций – работа большего коллектива разработчиков и создателей энергоустановок. Научно-технический комплекс НПП «Квант», в прошлом году ставший частью приборостроительного холдинга «Российские космические системы», стремительно развивается вместе с ракетно-космической отраслью. Перед предприятием стоит ряд стратегических и комплексных задач, в частности, многократно нарастить объемы производства, чтобы обеспечить серийные выпуски солнечных батарей для перспективных космических аппаратов. Поэтому особое внимание уделяется воспроизводству состава научных кадров и привлечению молодых специалистов».

НПП «Квант» – многопрофильная организация, которая разрабатывает методы прямого преобразования различных видов энергии в электричество, создает автономные источники электропитания и средства диагностики. Панели солнечных батарей, созданные специалистами компании, установлены на космических аппаратах гидрометеорологии, мониторинга климата и окружающей среды, услуг цифрового телерадиовещания и высокоскоростного доступа в интернет, передачи данных, дистанционного зондирования Земли, навигации. Аппаратура НПП «Квант» обеспечивает энергоснабжение Международной космической станции, систем грузовых кораблей «Прогресс», пилотируемых кораблей «Союз».

Код Выделить Развернуть

https://www.youtube.com/watch?v=oBPyhbfJjS8

[Бертикъ]

Научно-технический комплекс НПП «Квант», в прошлом году ставший частью приборостроительного холдинга «Российские космические системы», стремительно развивается вместе с ракетно-космической отраслью.

В прошлом году у них на Алексеевской отрезали больше половины территории для строительства очередного кондоминимума. Остается надеяться, что построят новую базу за МКАДом.