Первинні джерела електроенергії

У супутниках, що запускаються, як первинне джерело енергії застосовуються майже виключно сонячні батареї (кремнієві або арсенід - галієві). Отримувана електрична потужність залежить від їх поверхні і коефіцієнта корисної дії, що досягає 10... 15% (теоретичний к.к.д. не більше 25%). Максимальна питома потужність, яку можна отримати про сонячних батарей по масі досягає 150 Вт/кг і по поверхні від 60 Вт/м2. При розрахунку енергопостачання враховується, що ефективність сонячних елементів за 5 років роботи знижується майже на 30%. Зниження відбувається із-за метеорної ерозії і деградації (змін) в напівпровідникових структурах унаслідок дії на них протонів і електронів від проникаючих випромінювань космічного простору. Для захисту поверхні сонячних елементів від метеорної ерозії її покривають рідким кварцовою мікроплівкою з добавкою церію.

Електрична потужність, що отримується від сонячних батареї може бути від 1,0 до 10,0 кВт для супутників, стабілізовані обертанням, і більше 10,0 кВт для супутників із стабілізацією по трьом осям з орієнтованими на Сонці панелями сонячні батарей. Відмінність у величинах електричної потужності супутників різних систем стабілізації пояснюється наступною.

Система стабілізації по трьом осям стабілізує супутник по всіх трьом координатам, тому сонячні елементи встановлюються на плоских або майже плоских панелях, направлених на Сонці. Очевидно, що максимальна кількість енергії, пів; що сподівається двома плоскими панелями сонячних елементів, прямий пропорційно їх площі S1 = 2 (А В), де А - ширина панелі, В - її довжина.

Інший тип супутників - супутники із стабілізацією обертанням з циліндровою поверхнею площею (де D - діаметр, а Н - висота циліндра ), отримує сонячну енергію пропорційно площі При стабілізації обертанням сонячні елементи, розташовані на поверхні циліндра, що обертається, ефективно освітлюють Сонцем тільки протягом 1/я всього часу, і, при цьому на них роблять вплив перепади температури (від - 180°С до + 60°С), тому потужність їх знижується також в раз в порівнянні з постійно орієнтованими на Сонці батареями, що мають таку ж площу. Отже, супутник тривісної стабілізації з сонячними елементами на плоских панелях має вищу енергетичну ефективність, ніж супутник із стабілізацією обертанням. Супутники із стабілізацією по трьом осям координат використовуються як багатофункціональні зв'язкові і, особливо, як супутники безпосереднього телевізійного віщання (НТВ), де потрібна велика електрична потужність.

Вторинні джерела електроенергії

Оскільки необхідно забезпечити безперервне функціонування електронних пристроїв супутника, то потрібно накопичувати і зберігати енергію на той час, коли супутник знаходиться в тіні Землі і, отже, сонячні батареї її не виробляють. Тому частина електроенергії, виробленої ними, використовується для зарядки акумуляторних батарей, як які майже на всіх супутниках застосовують нікель-кадмієві батареї, бо, хоча їх питома потужність і низка (35 Вт година/кг), вони можуть працювати в герметично закритому стані і у них великий термін служби. Проте зараз нікель-кадмієві акумулятори замінюються на нікель-водень, які по багатьом параметрам перевершують їх (особливо важливо, що їх маса на 30...60% менше).

Термін служби системи енергопостачання і, тим самим, термін служби всього супутника визначається разом з необхідною кількістю палива для власних (апогеях) двигунів також і тривалістю роботи його акумуляторних батарей, а не сонячними батареями, які набагато їх довговічніше. Для зменшення маси супутника до мінімуму вибирають масу акумуляторів теж можливо мінімальною. Проте при струмі (струмі навантаження), що віддається, термін служби акумулятора прямо пропорційний його масі. Тому знаходять компроміс між збільшенням терміну служби і зменшенням маси акумуляторів. На термін служби акумуляторів впливає також температура навколишнього середовища: оптимальна робоча температура для них +10° С. Но підтримка такої температури часто є проблематичною, особливо при знаходженні супутника в тіні Землі, коли він весь піддається дії значних негативних температур (до мінус 180°С).