Yörünge Güç Bütçesi ve Pil Çevrim Ömrü Simülatörü
Güneşli evre güneş hücresi üretimini, tutulma pil deşarj derinliğini (DoD) ve çok yıllı Li-iyon kapasite korunumunu hesaplayın.
DETERMİNİSTİK FİZİK VE VERİ METODOLOJİSİ
Bu Hesaplayıcı Nasıl Çalışır?
Kaynak modüller: lib/physics/power.ts, lib/physics/battery.ts, lib/physics/orbit.ts
Rastgele takla atan dışbükey bir uydunun yörünge ortalama güneş üretimini, silindirik Dünya gölgesi aydınlık/tutulma sürelerini, tutulma başına pil deşarj derinliğini (DoD) ve temsili Li-iyon çevrim ömrünü hesaplar.
Yönetici Denklemler ve Fiziksel Model
P̄_gen = S₀ · η · p · (A_tot / 4) · (1 − f_e(h, β)), f_e = (1/π)·arccos(√(h² + 2R_E h) / ((R_E + h)·cos β))S₀ = 1361 W/m², η = 0,28 üç eklemli GaAs verimi, p = 0,60 hücre doluluk oranı ve β açısını kullanır.
P_load = P_base + d_tx·P_tx + d_pl·P_pl, DoD = (P_load · t_ecl) / E_battKepler periyodu T = 2π√(a³/μ) üzerinden tutulma süresinde pilden çekilen enerjiyi böler.
N_80 = 6200 · (0.2 / DoD)¹·⁵⁸ · exp(−2600·(T_ref⁻¹ − T⁻¹)) · 0.62 · 2^((4.2 − V_chg)/0.1)T_hücre = 18 °C ve V_şarj = 4,1 V değerlerinde 0,2·(N / N_80)⁰·⁶⁵ kapasite kaybını modeller.
Girdiler, Parametreler ve Birimler
| Parametre | Birim | Fiziksel tanım |
|---|---|---|
| A_tot, h, β | cm², km, ° | Toplam dış yüzey alanı, dairesel irtifa ve Güneş beta açısı. |
| P_base, P_tx, P_pl | mW | Sürekli bus yükü, aktif verici DC gücü ve aktif faydalı yük gücü. |
| d_tx, d_pl, E_batt | %, %, Wh | Verici ve faydalı yük görev çevrimleri ile nominal pil enerjisi. |
Kabuller ve Geçerlilik Sınırları
- evaluateBatteryAgeing fonksiyonu DoD ve şarj gerilimi ödünleşimlerini gösteren temsili (illustrative) bir ampirik modeldir; belirli bir uçuş hücresinin kalifikasyon verisi değildir.
- Güneş panellerinde sıcaklık kaynaklı açık devre gerilimi düşümü olmaksızın η = %28 MPPT hasadı varsayılır.
Varsayılan Değerlerle Çözümlü Örnek
525 km ve β = 15°'de 59,9 dk aydınlık ve 35,2 dk tutulma oluşur; 540 mW ortalama üretim 200 mW ortalama yüke karşı +340 mW marj ve %1,3 tutulma DoD değeri bırakır.
- Yörünge ortalama üretim
- 540 mW (59,9 dk aydınlık)
- Ortalama toplam tüketim
- 200 mW (+340 mW marj)
- Tutulma pil DoD
- %1,3 (35,2 dk gölge)
- Temsili 3 yıl kapasite korunumu
- %95,5 SoH (4,1 V şarjda)