Estudio experimental de integridad mecánica y degradación de rendimiento de paneles solares bajo cargas dinámicas

Las deflexiones en paneles solares de micro satélites resultantes de las cargas de lanzamiento ocasionan deformaciones en las celdas y movimientos relativos entre estas que son absorbidas por los conectores. Su verificación estructural consiste básicamente en el cálculo de respuesta dinámica y la evaluación del daño en sus componentes. No existen muchas referencias bibliográficas sobre el tema. Por ello en el marco del programa micro satélites - IUA, se decidió efectuar estudios teóricos y ensayos a fin de determinar parámetros que relacionen la falla en los conectores y la degradación o rotura de celdas causados por cargas dinámicas. Se realizaron Ensayos dinámicos de flexión y extensión combinando frecuencias y aceleraciones en especímenes representativos. La integridad mecánica y degradación en la performance eléctrica fueron evaluadas microscópicamente y con ensayos. También se presentan en este trabajo parámetros útiles para la verificación estructural de los paneles solares del μ-sat 2 bajo cargas vibratorias.Deflection of micro satellite solar panel resulting from launch loads produce solar cell bending and relative displacements between them that connectors must compensate. Panel structural verification consist basically in dynamic response calculation and stress analisys for damage evaluation. There are not many available bibliographic references. For this a theoretical and experimental study about the matter was decided and carried out in order to improve μ-sat panel technological profile with the main purpose of correlating dynamic loads with damage and/or degradation of connectors and cells. Tension and flexural tests at different frequencies were performed in specimens representing panel structure. Mechanical integrity was macro and microscopically monitored while electrical performance degradation was measured. In this work general guidelines that assure structural integrity of μ-sat panels under vibratory loads are also described.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Estudio preliminar de paneles solares con sustrato flexible

Las cargas dinámicas ocasionadas durante el lanzamiento de micro y nano satélites comprometen la integridad estructural de sus paneles solares y la interconexión entre celdas fotovoltaicas. Por otra parte las limitaciones de peso impiden el uso de estructuras sustrato rígidas de cierto espesor. Los sustratos flexibles para paneles solares brindan la posibilidad de colocar las celdas en una estructura liviana, con muy baja transmisibilidad y elevado amortiguamiento a las vibraciones. Una investigación bibliográfica sobre la tecnología básica aplicable a los proyectos en curso del IUA fue realizada. Se diseñaron y construyeron paneles solares prototipo para ensayos mecánicos y evaluación tecnológica. Los resultados de la evaluación tecnológica demuestran la factibilidad de fabricación de este tipo de paneles solares a bajo costo y con equipamiento sencillo. Además mostraron baja transmisibilidad a vibraciones y choque. Como conclusión se puede afirmar que esta tecnología es aplicable a micro y nano satélites.Dynamic loads resulting from launching can produce damage, malfunctions and/or disconnection in solar panels. The severe restrictions in size and weight exclude the use of thick sandwich plates or massive substrates. Flexible substrate panels structures allows mounting solar cells on a lightweight, highly damped structure and with low shock and vibration transmissibility. A research on the basic technology of this type of panels was performed in the IUA regarding actual and future micro and nano satellites programs. Prototype solar panels were designed, built, tested and evaluated . Results show simplicity and low cost in manufacturing . Shock and vibration transmissibility is lower than in rigid susbstrate structure, and structural dumping is high. As conclusion it can be stated that this technology is well adapted for micro and nano satellites.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Estudio experimental de integridad mecánica y degradación de rendimiento de paneles solares bajo cargas dinámicas

Las deflexiones en paneles solares de micro satélites resultantes de las cargas de lanzamiento ocasionan deformaciones en las celdas y movimientos relativos entre estas que son absorbidas por los conectores. Su verificación estructural consiste básicamente en el cálculo de respuesta dinámica y la evaluación del daño en sus componentes. No existen muchas referencias bibliográficas sobre el tema. Por ello en el marco del programa micro satélites - IUA, se decidió efectuar estudios teóricos y ensayos a fin de determinar parámetros que relacionen la falla en los conectores y la degradación o rotura de celdas causados por cargas dinámicas. Se realizaron Ensayos dinámicos de flexión y extensión combinando frecuencias y aceleraciones en especímenes representativos. La integridad mecánica y degradación en la performance eléctrica fueron evaluadas microscópicamente y con ensayos. También se presentan en este trabajo parámetros útiles para la verificación estructural de los paneles solares del μ-sat 2 bajo cargas vibratorias.Deflection of micro satellite solar panel resulting from launch loads produce solar cell bending and relative displacements between them that connectors must compensate. Panel structural verification consist basically in dynamic response calculation and stress analisys for damage evaluation. There are not many available bibliographic references. For this a theoretical and experimental study about the matter was decided and carried out in order to improve μ-sat panel technological profile with the main purpose of correlating dynamic loads with damage and/or degradation of connectors and cells. Tension and flexural tests at different frequencies were performed in specimens representing panel structure. Mechanical integrity was macro and microscopically monitored while electrical performance degradation was measured. In this work general guidelines that assure structural integrity of μ-sat panels under vibratory loads are also described.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Estudio experimental de integridad mecánica y degradación de rendimiento de paneles solares bajo cargas dinámicas

Las deflexiones en paneles solares de micro satélites resultantes de las cargas de lanzamiento ocasionan deformaciones en las celdas y movimientos relativos entre estas que son absorbidas por los conectores. Su verificación estructural consiste básicamente en el cálculo de respuesta dinámica y la evaluación del daño en sus componentes. No existen muchas referencias bibliográficas sobre el tema. Por ello en el marco del programa micro satélites - IUA, se decidió efectuar estudios teóricos y ensayos a fin de determinar parámetros que relacionen la falla en los conectores y la degradación o rotura de celdas causados por cargas dinámicas. Se realizaron Ensayos dinámicos de flexión y extensión combinando frecuencias y aceleraciones en especímenes representativos. La integridad mecánica y degradación en la performance eléctrica fueron evaluadas microscópicamente y con ensayos. También se presentan en este trabajo parámetros útiles para la verificación estructural de los paneles solares del μ-sat 2 bajo cargas vibratorias.Deflection of micro satellite solar panel resulting from launch loads produce solar cell bending and relative displacements between them that connectors must compensate. Panel structural verification consist basically in dynamic response calculation and stress analisys for damage evaluation. There are not many available bibliographic references. For this a theoretical and experimental study about the matter was decided and carried out in order to improve μ-sat panel technological profile with the main purpose of correlating dynamic loads with damage and/or degradation of connectors and cells. Tension and flexural tests at different frequencies were performed in specimens representing panel structure. Mechanical integrity was macro and microscopically monitored while electrical performance degradation was measured. In this work general guidelines that assure structural integrity of μ-sat panels under vibratory loads are also described.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Estudio preliminar de paneles solares con sustrato flexible

Las cargas dinámicas ocasionadas durante el lanzamiento de micro y nano satélites comprometen la integridad estructural de sus paneles solares y la interconexión entre celdas fotovoltaicas. Por otra parte las limitaciones de peso impiden el uso de estructuras sustrato rígidas de cierto espesor. Los sustratos flexibles para paneles solares brindan la posibilidad de colocar las celdas en una estructura liviana, con muy baja transmisibilidad y elevado amortiguamiento a las vibraciones. Una investigación bibliográfica sobre la tecnología básica aplicable a los proyectos en curso del IUA fue realizada. Se diseñaron y construyeron paneles solares prototipo para ensayos mecánicos y evaluación tecnológica. Los resultados de la evaluación tecnológica demuestran la factibilidad de fabricación de este tipo de paneles solares a bajo costo y con equipamiento sencillo. Además mostraron baja transmisibilidad a vibraciones y choque. Como conclusión se puede afirmar que esta tecnología es aplicable a micro y nano satélites.Dynamic loads resulting from launching can produce damage, malfunctions and/or disconnection in solar panels. The severe restrictions in size and weight exclude the use of thick sandwich plates or massive substrates. Flexible substrate panels structures allows mounting solar cells on a lightweight, highly damped structure and with low shock and vibration transmissibility. A research on the basic technology of this type of panels was performed in the IUA regarding actual and future micro and nano satellites programs. Prototype solar panels were designed, built, tested and evaluated . Results show simplicity and low cost in manufacturing . Shock and vibration transmissibility is lower than in rigid susbstrate structure, and structural dumping is high. As conclusion it can be stated that this technology is well adapted for micro and nano satellites.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Estudio preliminar de paneles solares con sustrato flexible

Las cargas dinámicas ocasionadas durante el lanzamiento de micro y nano satélites comprometen la integridad estructural de sus paneles solares y la interconexión entre celdas fotovoltaicas. Por otra parte las limitaciones de peso impiden el uso de estructuras sustrato rígidas de cierto espesor. Los sustratos flexibles para paneles solares brindan la posibilidad de colocar las celdas en una estructura liviana, con muy baja transmisibilidad y elevado amortiguamiento a las vibraciones. Una investigación bibliográfica sobre la tecnología básica aplicable a los proyectos en curso del IUA fue realizada. Se diseñaron y construyeron paneles solares prototipo para ensayos mecánicos y evaluación tecnológica. Los resultados de la evaluación tecnológica demuestran la factibilidad de fabricación de este tipo de paneles solares a bajo costo y con equipamiento sencillo. Además mostraron baja transmisibilidad a vibraciones y choque. Como conclusión se puede afirmar que esta tecnología es aplicable a micro y nano satélites.Dynamic loads resulting from launching can produce damage, malfunctions and/or disconnection in solar panels. The severe restrictions in size and weight exclude the use of thick sandwich plates or massive substrates. Flexible substrate panels structures allows mounting solar cells on a lightweight, highly damped structure and with low shock and vibration transmissibility. A research on the basic technology of this type of panels was performed in the IUA regarding actual and future micro and nano satellites programs. Prototype solar panels were designed, built, tested and evaluated . Results show simplicity and low cost in manufacturing . Shock and vibration transmissibility is lower than in rigid susbstrate structure, and structural dumping is high. As conclusion it can be stated that this technology is well adapted for micro and nano satellites.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Definición de concepto de paneles desplegables para microsatelites

Los sistemas de generación de energía de microsatélites se basan en general, por consideraciones de complejidad y costo, en paneles solares fijos adheridos al cuerpo de los mismos. Las limitaciones en sus dimensiones externas implican severas restricciones de potencia disponible. Se resumen aquí los estudios realizados por un grupo de alumnos y profesionales del Instituto Universitario Aeronáutico (IUA) tendientes a dotar de paneles desplegables a microsatélites con mayor requerimiento de potencia. Se efectuó la definición conceptual de un sistema de paneles desplegables para ser adaptado al μSAT I “Víctor”. Para ello se debieron investigar distintos aspectos teórico-prácticos e implementar los algoritmos y procedimientos de cálculo pertinentes, lo que le dio valor educativo. Los principales puntos desarrollados, son: selección de configuración geométrica, estudio térmico y de generación eléctrica, y definición del perfil tecnológico. Se realizaron ensayos de componentes y materiales para complementar los estudios teóricos, construyéndose además un demostrador tecnológico.Power systems for microsatellites, are generaly based on solar cells arrays mounted to the cover of the satellite, because of considerations on price and complexity. The limitations in size, cause severe restriccion on power avaliability. Studies carried out by teachers and pupils of the IUA aiming to the use of deployable solar cell array system in a microsatellite, are resumed here. Concept definition of a deployable solar panel assembly to be adapted to the μSAT I “Victor” was performed. For this, theoretical and practical methodes were investigated in order to adopt algoritms and procedures resulting very valuable for educational purposes. The main aspects studied, were: panel array confuguration, thermal and electrical behavior and technological definition. Several tests on parts and materials were made in order to complement theroetical studies and finally, a technological demonstrator was constructed.Tema 4: Energía solar y conversión fotovoltaica.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Definición de concepto de paneles desplegables para microsatelites

Los sistemas de generación de energía de microsatélites se basan en general, por consideraciones de complejidad y costo, en paneles solares fijos adheridos al cuerpo de los mismos. Las limitaciones en sus dimensiones externas implican severas restricciones de potencia disponible. Se resumen aquí los estudios realizados por un grupo de alumnos y profesionales del Instituto Universitario Aeronáutico (IUA) tendientes a dotar de paneles desplegables a microsatélites con mayor requerimiento de potencia. Se efectuó la definición conceptual de un sistema de paneles desplegables para ser adaptado al μSAT I “Víctor”. Para ello se debieron investigar distintos aspectos teórico-prácticos e implementar los algoritmos y procedimientos de cálculo pertinentes, lo que le dio valor educativo. Los principales puntos desarrollados, son: selección de configuración geométrica, estudio térmico y de generación eléctrica, y definición del perfil tecnológico. Se realizaron ensayos de componentes y materiales para complementar los estudios teóricos, construyéndose además un demostrador tecnológico.Power systems for microsatellites, are generaly based on solar cells arrays mounted to the cover of the satellite, because of considerations on price and complexity. The limitations in size, cause severe restriccion on power avaliability. Studies carried out by teachers and pupils of the IUA aiming to the use of deployable solar cell array system in a microsatellite, are resumed here. Concept definition of a deployable solar panel assembly to be adapted to the μSAT I “Victor” was performed. For this, theoretical and practical methodes were investigated in order to adopt algoritms and procedures resulting very valuable for educational purposes. The main aspects studied, were: panel array confuguration, thermal and electrical behavior and technological definition. Several tests on parts and materials were made in order to complement theroetical studies and finally, a technological demonstrator was constructed.Tema 4: Energía solar y conversión fotovoltaica.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Definición de concepto de paneles desplegables para microsatelites

Los sistemas de generación de energía de microsatélites se basan en general, por consideraciones de complejidad y costo, en paneles solares fijos adheridos al cuerpo de los mismos. Las limitaciones en sus dimensiones externas implican severas restricciones de potencia disponible. Se resumen aquí los estudios realizados por un grupo de alumnos y profesionales del Instituto Universitario Aeronáutico (IUA) tendientes a dotar de paneles desplegables a microsatélites con mayor requerimiento de potencia. Se efectuó la definición conceptual de un sistema de paneles desplegables para ser adaptado al μSAT I “Víctor”. Para ello se debieron investigar distintos aspectos teórico-prácticos e implementar los algoritmos y procedimientos de cálculo pertinentes, lo que le dio valor educativo. Los principales puntos desarrollados, son: selección de configuración geométrica, estudio térmico y de generación eléctrica, y definición del perfil tecnológico. Se realizaron ensayos de componentes y materiales para complementar los estudios teóricos, construyéndose además un demostrador tecnológico.Power systems for microsatellites, are generaly based on solar cells arrays mounted to the cover of the satellite, because of considerations on price and complexity. The limitations in size, cause severe restriccion on power avaliability. Studies carried out by teachers and pupils of the IUA aiming to the use of deployable solar cell array system in a microsatellite, are resumed here. Concept definition of a deployable solar panel assembly to be adapted to the μSAT I “Victor” was performed. For this, theoretical and practical methodes were investigated in order to adopt algoritms and procedures resulting very valuable for educational purposes. The main aspects studied, were: panel array confuguration, thermal and electrical behavior and technological definition. Several tests on parts and materials were made in order to complement theroetical studies and finally, a technological demonstrator was constructed.Tema 4: Energía solar y conversión fotovoltaica.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Desarrollo de paneles solares de microsatélite "Víctor"

Los requerimientos de los microsatélites implica que algunos de sus subsistemas o partes deben ser obtenidas en el mercado, especialmente adaptados o desarrollados. El diseño y desarrollo del los paneles solares del μ-sat se presentan en este trabajo. Primeramente se llevó a cabo estudios de consumo a fin de tener los requerimientos necesarios. Los cálculos de control térmico proveen información a cerca de la temperatura de servicio de las celdas solares. Las exigencias ambientales fueron compatibilizadas después de un intenso estudio de las normas y de la literatura de microsatélites disponibles. Las celdas solares fueron obtenidas en el mercado y un intenso programa de ensayos fueron llevados a cabo para simular fatiga térmica, daño por U.V. y degradación. Las propiedades ópticas fueron determinadas a fin de aportar datos para cálculos teóricos. También fueron ejecutados ensayos de desgarramiento entre celdas pegadas sobre sustrato de aluminio a fin de determinar terminación superficial y espesor se capas óptimas. Otro prototipo fue construido para evaluar su comportamiento en ensayo acústico, vibraciones y ensayos ambientales. Finalmente dos paneles de vuelo fueron construidos y ensayados para el satélite μ-SAT Víctor y continúa operando exitosamente desde su lanzamiento en agosto de 1996. Estas actividades proveen al equipo técnico un buen conocimiento de la tecnología de paneles solares y la confianza de que estos componentes trabajarán adecuadamente en condiciones espaciales.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES