電力系統(tǒng)如何滿足小型衛(wèi)星的密度需求
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多種發(fā)電系統(tǒng)方法2可以應用于天基電力子系統(tǒng)（EPS）為航天器提供動力（圖1）。
此類電源包括：
太陽能電池陣列：光伏組件可以吸收太空中的陽光，從而為衛(wèi)星產(chǎn)生直流電
鋰離子電池：這些電池是可充電（二次）電池。它們用作儲能設備，主要連接到主要能源并由其充電，按需將能量輸送到負載。二次電池還用于從單獨的電源遠程提供電力的應用，它們會定期返回該電源進行充電。
放射性同位素： 放射性同位素發(fā)電系統(tǒng) （RPS） 可以通過將钚 238 （Pu-238） 等放射性同位素核衰變釋放的熱量轉化為電能來發(fā)電。
燃料電池：燃料電池用于電力和能量存儲。燃料電池將支持直流電力總線：
多種反應物類型和等級（例如 O2/H2 或 O2/CH4)
使商業(yè)月球有效載荷服務 （CLPS） 著陸器能夠使用 CH4 推進劑提供動力
航天器和衛(wèi)星種類繁多，其中一種緊湊型衛(wèi)星是立方體衛(wèi)星（圖2）。
CubeSat EPS2 的功率要求在以下方面略有不同：
電源配置文件
功率裕度
總線電壓電平
騎行/充電
EPS組件定義：
電池尺寸
太陽能電池陣列報廢 （EOL） 電源
其他各種子系統(tǒng)需求（峰值和穩(wěn)態(tài)）
立方體衛(wèi)星設計人員需要應對熱設計、有效載荷、結構和飛行控制（圖 3），而 EPS 是所有這些不可或缺的一部分。
典型的 EPS 系統(tǒng)要求
EPS 設計人員必須在航天器任務壽命（包括日食和夜間）期間根據(jù)需要向航天器子系統(tǒng)提供持續(xù)電力。EPS 必須安全地控制和分配所有機載電源。此外，系統(tǒng)必須為峰值和平均功率負載提供足夠的功率，包括裕量。
設計人員需要考慮下游電源轉換器能夠處理所需的負載。必須在下游和上游電源負載之間提供總線隔離。同樣，邏輯控制系統(tǒng)需要了解 EPS 狀態(tài)和運行狀況，包括電壓、溫度、電流等。
此外，EPS 系統(tǒng)必須保護自身和其他子系統(tǒng)免受 EMI、總線故障、瞬變和負載故障（如過壓、濾波、短路等）的影響。
通常，設計人員需要從包括其他電氣子系統(tǒng)的電力設備列表 （PEL） 中確定平均功率。還有任務要求，例如持續(xù)時間，需要考慮。這可能涉及對場地的固定空間應用或軌道參數(shù)的評估。
衛(wèi)星太陽能電池陣列作為 EPS 源
衛(wèi)星太陽能電池陣列設計必須在衛(wèi)星設計任務的開發(fā)早期完成。這是因為陣列的大小和部署必須考慮在整體系統(tǒng)設計中。
高性能衛(wèi)星太陽能電池陣列設計將取決于任務期間可用的入射陽光的強度。陣列的轉換效率也將是決定可用功率的關鍵因素。
太陽能電池陣列設計的進步使效率提高了 30% 以上。如今，多結太陽能電池提供了最高效的發(fā)電技術?；?GaAs 的陣列簡單、高可靠性和相對適中的成本是它們經(jīng)常被選擇為大多數(shù)衛(wèi)星提供電力系統(tǒng)的原因（圖 4）。
例如，LISA-T 是一種非常緊湊、可收起的薄膜太陽能電池陣列（圖 5）。當完全部署在太空中時，它提供小型航天器發(fā)電和通信能力。
總結
EPS 為所有航天器負載提供電力，對于在太空中完成規(guī)定的任務至關重要。立方體衛(wèi)星最常用的架構是純電池或太陽能陣列/電池配置。電池必須被視為潛在危險，因為它們將存儲的能量與腐蝕性材料結合在一起。
機械和熱是 EPS 中的主要子系統(tǒng)接口，因為設計是使用迭代過程開發(fā)的。測試也是關鍵：“測試你飛的東西，飛你測試的東西。發(fā)射場處理也是一個主要考慮因素。
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