Balances de potencia en CubeSats 3U y 6U: paneles en chasis frente a alas desplegables

Cómo los paneles desplegables GaAs escalan la potencia media orbital desde 2,4 W hasta 45 W

Autora: nadir lab.
Publicado: 12 de octubre de 2026
Tiempo de lectura: 2 min
Nivel: Ingeniería
Etiquetas: CubeSat
EPS
Solar arrays
Power budget
3U
6U

Resumen

Derivamos la potencia eléctrica en iluminación y media orbital para CubeSats 1U, 3U y 6U en órbita heliosíncrona de 525 km comparando configuraciones en chasis con alas solares desplegables orientadas al Sol.

Contenido

De Cubos con Celdas en Chasis a Alas Desplegables

Un CubeSat 1U ( $100 \times 100 \times 113, 5 mm$ ) aloja dos celdas GaAs de $30, 18 cm^{2}$ por cara[1][2], promediando $1, 5 - 2, 4 W$ . En formatos 3U y 6U, las alas desplegables orientadas al Sol multiplican la potencia recolectada[3][4]:

P_{sun} (θ) = S_{0} η_{cell} N_{cells} A_{cell} I_{d} cos θ, \overset{ˉ}{P}_{orb} = P_{sun} (θ) (1 - f_{e})

Potencia de células montadas en el cuerpo de factores de forma a plena carga, rotación aleatoria, fracción de eclipse 0,36

Factor de forma	Superficie (cm²)	Área proyectada media (cm²)	Media al sol (W)	Media orbital (W)	Potencia específica (W/kg)
1P	150	37,5	0,86	0,55	2,20
3P	406	101,5	2,32	1,49	1,98
1U	654	163,5	3,74	2,39	1,20
3U	1562	390,5	8,93	5,71	0,95
6U	2841	710,3	16,24	10,39	0,87

Ec. 1 de la revisión: constante solar 1361 W/m², células de triple unión con η = 0,28, factor de ocupación 0,6.

Comparativa de Configuraciones Solares 1U–6U

Configuración	Celdas Activas ( $30 cm^{2}$ )	Potencia Pico (BOL)	Potencia Media Orbital ( $525 km$ )	Batería Típica
1U en Chasis (Rotación Libre)	10–12 celdas	2,4 – 3,1 W	1,5 – 2,0 W	2S1P 18650 (19 Wh)
3U en Chasis	24–28 celdas	6,8 – 8,2 W	4,3 – 5,2 W	2S2P 18650 (38 Wh)
3U Doble Ala Desplegable	21–28 celdas al Sol	26 – 34 W	16,5 – 21,8 W	4S2P 18650 (76 Wh)
6U Cuádruple Ala Desplegable	48–56 celdas al Sol	58 – 68 W	37,0 – 43,5 W	4S4P 18650 (150 Wh)

Conclusión

Las alas desplegables permiten a los CubeSats 3U y 6U sostener consumos orbitales medios de 20 a 45 W para transmisores en banda X y cargas útiles activas.