Denna artikel presenterar en omfattande jämförelse av fotovoltaiska kraftproduktionssystem ombord på International Space Station (ISS) och den kinesiska rymdstationen (CSS). Viktiga parametrar inklusive fotovoltaiska arrayspecifikationer, kraftsystemutgång, strukturella konfigurationer, cellteknologier, energilagring och kraftförsörjningsfunktioner analyseras för att lyfta fram de tekniska egenskaperna och operativa skillnaderna mellan de två rymdstationerna.

1.fotovoltaisk matris, spänning och ström

1.1 International Space Station (ISS)

ISS har fyra stora soluppsättningsvingar, där varje vinge ursprungligen kan generera över 30 kW, vilket resulterar i en total nominell effekt på 124 kW (vanligtvis arbetar på cirka 80 kW under standardförhållanden)¹. Dessa matriser fungerar vid en DC -spänning på cirka 160 V, vilket är avstått till 124 V via DC - DC Converter -enheter (DDCU) för station - bred distribution¹. Nuvarande nivåer varierar med effektbehov, men toppström per matris kan överstiga 187 A (beräknat från 30 kW / 160 V).

Bildkälla: Sohu News. "Har den internationella rymdstationen kraftstationer eller annan kraft - genereringsutrustning?"

https://m.sohu.com/a/374148541_120085179/

År 2021 initierade NASA en uppgradering med ny roll - ut soluppsättningar (Rosa), vilket ökade den totala effektkapaciteten till 215 kW². Dessa uppgraderade matriser upprätthåller kompatibilitet med det befintliga 124 V -distributionssystemet samtidigt som man förbättrar effektiviteten under låga solvinklar².

Bildkälla: Kina bemannade rymdteknikkontor. "NASA för att uppgradera International Space Station Solar Arrays."

https://www.cmse.gov.cn/hqsy/ydt/gjkjz/202101/t20210128_47565.html

De ursprungliga solpanelerna för ISS hämtades troligen från flera tillverkare. TecStar till exempel tillhandahöll solpaneler för ISS: s interimskontrollmodulprogram (ICM) tidigare³. Komponenterna i den uppgraderade Rosa -arrayen kommer från SpectroLab⁴.

1.2Chinese Space Station (CSS)

CSS innehåller sex grupper av solvingar med en kombinerad designkraft som överstiger 100 kW⁵. Varje solvinge fungerar vid en likspänning optimerad för stationens krafthanteringssystem (specifika värden som inte offentliggörs). Med ett totalt utplacerat område på 138 m² över sina största fyra vingar (27 m × 4m vardera) uppnår CSS hög effektdensitet genom avancerad cellteknik⁵. Nuvarande betyg är proportionella mot effektuttaget, med uppskattningar som överstiger 800 A vid huvudbusspänningen (härrörande från 100 kW / 125 V -antagande).

Bildkälla: Netease News. "Föråldrad design? Kinas rymdstation" lättvikt "med 300 ton gap?" https://www.163.com/dy/article/k00llu9705538jem.html

När det gäller tillverkarna av CSS: s fotovoltaiska komponenter, medan specifika detaljer inte publiceras i stor utsträckning, har Kina flera ledande inhemska solpanelstillverkare. Till exempel kan företag som SolarSpace, en kinesisk Tier-1-solpaneltillverkare som grundades 2011, potentiellt vara involverad. I slutet av 2023 hade den tillverkningskapacitet som nådde 60 gigawatt celler och 7,2 gigawatt moduler, med baser i Kambodja, Laos och Kina⁶. En annan möjlig kandidat är Xpower Solar Energy Co., Ltd, en ren energileverantör som specialiserar sig på hög - Performance PV -moduler med en global produktionskapacitet på 1 GW -moduler och två tillverkningsanläggningar i Kina⁷.

2.Strukturella konfigurationer: Stowed and Distribuerade stater

2.1iss

Stowed Configuration: Original Solar Arrays fälldes i kompakta sektioner för lansering, medan nyare Rosa -matriser lagras i cylindriska kapslar (≈1m diameter × 6 m längd)².

Distribuerad konfiguration: Varje arrayving sträcker sig över 73 meter med en total yta på 2500 m² (27 000 kvadratmeter)⁸. De åtta matriserna distribueras över det amerikanska omloppssegmentet, monterat på roterande gimbals för att spåra solen¹.
 

Distribution: Fyra par matriser sträcker sig från stationens fackstruktur, med ryska moduler (Zvezda, Zarya) med mindre hjälpuppsättningar (Zaryas matriser dras för närvarande tillbaka))¹.

Bildkälla: NASA. "Soluppsättningar på den internationella rymdstationen."

https://www.nasa.gov/image s{ (2 )Article/solar'ton

2.2css

Stowed Configuration: Solar Wings är vikta i ett multi - -steg, dragspel - Liknande struktur som passar in i lanseringsmöjligheterna, med lätta kompositmaterial för kompakt lagring.

Distribuerad konfiguration: Varje vinge distribueras till 27m × 4m, med en multi - Dimensionell artikuleringssystem som möjliggör ± 180 graders rotation för optimal solspårning⁵. De sex vingarna distribueras: Tianhe, Mengtian och Wentian har vardera ett par⁵.

Distribution: Symmetrisk placering minimerar skuggning mellan moduler, med vingar som sträcker sig vinkelrätt mot stationens längsgående axel.

3.fotovoltaisk cellteknik

3.1iss

Originaluppsättningar (1998) använder kisel - baserade solceller med ≈14% omvandlingseffektivitet⁵.

Uppgraderade rosa -matriser innehåller avancerad trippel - korsningsceller (troligt GAAS - baserat) för att förbättra effektiviteten, även om specifika material förblir oklippta².

3.2css

Employs triple-junction gallium arsenide (GaAs) cells with >30% omvandlingseffektivitet^5,9.

Dessa celler använder indium galliumfosfid (INGAP), galliumarsenid (GAAS) och germanium (GE) -skikt för att fånga flera ljusspektra, kritiska för låg - jordbanor.

Bildkälla: Netease News. "Föråldrad design? Kinas rymdstation" lättvikt "med 300 ton gap?" https://www.163.com/dy/article/k00llu9705538jem.html

4. Batteri lagringssystem

4.1iss

Det ursprungliga batteriet var ett nickel - metallhydridbatteri (ni - h₂), bestående av 48 oberoende batterimoduler (ORU), med en total tillgänglig energi på 96KWH för hela energilagringssystemet. Under 2017 uppgraderades det till ett litium - jonbatteri, med varje nickel - metallhydridbatteri Oru ersatt av ett litium - jonbatteri Oru, fördubblar kapaciteten och energin. Den totala tillgängliga energin för hela ISS -energilagringssystemet har ökats till cirka 192 kWh¹⁰.

Dessa batterier lagrar ≈60% av den genererade kraften under dagsljusperioder för att stödja operationer under jordskuggan (≈35 minuter per bana)⁸.

Nickel - vätebatterier på ISS hämtades från flera leverantörer. När ISS rör sig mot mer avancerad litium - ionbatterier har GS Yuasa Corporation's Group Company, GS Yuasa Technology Ltd. (GYT), tillverkat litium - ionceller för ISS sedan 2012 sedan 2012¹¹.

4.2css

Varje modul på Kinas rymdstation (Tianhe -modulen, den Wentian -modulen och den Mengtiska modulen) har sina egna fotovoltaiska vingar och oberoende energilagringssystem. Systemen använder litium - jonbatterier. Tianhe Core -modulen är utrustad med sex uppsättningar litium - jonbatterier, den Wentian laboratoriemodulen med fyra uppsättningar och den Mengtian laboratoriemodulen med fyra uppsättningar. Tjänstemannen har inte avslöjat den specifika batterikapaciteten. Enligt offentliga rapporter och expertspekulationer förväntas emellertid kapaciteten för varje batterigrupp vara på 100-200 AH-nivån, och den totala tillgängliga energin i hela rymdstationssystemet beräknas vara över 100 kWh¹².

För CSS inkluderar möjliga tillverkare av litium - ionbatterier Catl (Contemporary Amperex Technology Co., Limited), en global ledare inom litium - ion batteriproduktion och rymdflygkraft, som har erfarenhet av att tillverka olika typer av batterier^5,13.

5. kraftförsörjningsfunktioner

5.1iss

Stöder en maximal belastning på 124 kW (uppgraderbar till 215 kW), drivande livsstöd, kommunikationssystem och över 50 vetenskapliga experiment².

5.2CSS

Genererar ≈1 000 kWh dagligen, tillräckligt för dussintals experimentskåp och besättningsbehov⁵.

Kapaciteten 100+ KW möjliggör framtida expansion, inklusive ytterligare moduler och hög - Power Scientific Instruments.

ISS- och CSS -fotovoltaiska system återspeglar deras respektive designtider och driftskrav. ISS, med sitt större arrayområde och inkrementella uppgraderingar, prioriterar äldre kompatibilitet, medan CSS utnyttjar avancerade GAAS -celler och modulär design för högre effektivitet. Båda systemen visar robusta lösningar för att upprätthålla mänsklig närvaro i låg - Jordbanan.

Källor:

1.Sohu News. "Har den internationella rymdstationen kraftstationer eller annan kraft - genereringsutrustning?" https://m.sohu.com/a/374148541_120085179/

2.China bemannade rymdteknikkontor. "NASA för att uppgradera International Space Station Solar Arrays." https://www.cmse.gov.cn/hqsy/ydt/gjkjz/202101/t20210128_47565.html

3.Spacedaily. "Tecstar fartyg ISS Solar Panels." https://www.spacedaily.com/reports/tecstar_ships_iss_solar_panels.html

4. "Boeing för att tillhandahålla ytterligare sex soluppsättningar för internationell rymdstation." https://boeing.mediaroom.com/news'tase

5.wang Yanan (Aerospace -kunskap). "China Space Station 'Power Bank': 1 miljon yuan per kvadratmeter, vilket genererar 1000 kWh dagligen." http://m.toutiao.com/group/7161312038013190656/?upStream_biz'ta

6.A1SolarStore. "SolarSpace Solar Panels Review 2025: I - Djuputseende." https://a1solarstore.com/blog/solarSpace'tas

7.xPower Solar. "Ledande tillverkare av solenergi PV -moduler|Om Xpower." https://www.xpowersolar.com/about/

8.NASA. "Soluppsättningar på den internationella rymdstationen." https://www.nasa.gov/Image S{ SELA)

9.NETEASE NYHETER. "Föråldrad design? Kinas rymdstation" lättvikt "med 300 ton gap?" https://www.163.com/dy/article/k00llu9705538jem.html

10.Eugene Schwanbeck; Penni Dalton. "Internationell rymdstation litium - ionbatterier för primär elkraftsystem."

11.GS YUASA. "GS Yuasas litium - jonceller som ska levereras till den internationella rymdstationen för fjärde gången." https://www.gs - yuasa.com/sv/newsrelease/article.php?ucode=GS200509534828_785

12.Chinas bemannade rymdprogram. "Energisystemet i Kinas rymdstation."

13.Solarfeeds. "SpaceFlight Power 65 Ah, 100 Ah, 150 Ah, 250 AH blysyra (AGM) batterikapacitet, priser, recensioner." https://www.solarfeeds.com/battery/long'ta