SPACE SOLAR ARRAY DESIGN 11 03 2012.doc

7/25/2019 SPACE SOLAR ARRAY DESIGN 11 03 2012.doc

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SPACE SOLAR ARRAY DESIGN

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CONTENTS

1. INTRODUCTION Page. No.

2. SOLAR ARRAY CONCEPTS

3. SOLAR ARRAY REQUIREMENTS

4. SPACE MISSION TYPES

5. SPACE SOLAR CELL TECHNOLOGY CHOICE

6. SOLAR ARRAY TECHNOLOGY CHOICE

7. SOLAR ARRAY DESIGN

. !LOC"ING DIODES # SHUNT DIODES

$. SOLAR ARRAY RELIA!ILITY

1%. SOLAR ARRAY PER&ORMANCE METRICS

11. PO'ER PREDICTION CALCULATIONS

2


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LIST O& &IGURES (

1. Page No.

3


4/88

1. INTRODUCTION(

Se)e*a+ ,-ae*a/0 ,,,0e, *e*e -oe* /o* 08e* o-e*a0o9. T8e o,0 -o*0a90

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4


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o9e a9o08e* 0o o9/g*e a ,,0e 08a0 e,0 ee0, ,,o9 oe0)e,. A ,0a9:a*:

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e+e0*o9, /*o 08e a0o, o/ 08e e++. T8e /*ee e+e0*o9, 08e9 o)e 08*og8 08e e++;

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ge9e*a0e, e+e0*0. T8e -8,a+ -*oe,, 9 88 a P e++ o9)e*0, ,9+g80 90o

e+e0*0 , @9o9 a, 08e -8o0o)o+0a e//e0. T8e a9::08 o/ a++oa+e -8o0o9

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T8e ao* 0-e o/ a0e*a+, a*e *,0a++9e a9: 089 /+,; 88 )a* /*o ea8

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9:,0* ,9e 1$6%


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2. 5+, 08*og8 08e -*oe,,9g o/ 089 a/e*,. T8, ,g9/a90+ *e:e: e++

08@9e,, -*o):e: a :e*ea,e 9 a**a ,,0e +e)e+ eg80.

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,g9/a90 a:)a90age, /o* 08e ,-ae P a**a a9: a+,o /o* 08e ,a0e++0e. C+ea*+ 08e

a*ea *e*e: a, *e:e: .

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,0*0*a+ e+ee90, o* :e-+oe90 e8a9,, o*e 08a9 o-e9,a0e: /o* 08e

8g8e* eg80 o/ GaA,#Ge e++,. T*a:e ,0:e, 8a)e ,8o9 08a0 e)e9 8e9 GaA, #Ge

e++, o,0 , 0o eg80 0e, a, 8 a, S e++,; 8e9 08e ,,0e a:)a90age, e*e

e)a+a0e:; 08e ,,0e o,0, ,9g GaA,#Ge e++, :e*ea,e: ,0ea:+; a--*oa89g o*

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T8e ,,0e a:)a90age, 9+:e: *e:e: +a989g /e+ ea,e 08e a**a ,,0e

a, +g80e*; a9: 9*ea,e: ,0oage ea,e 08e a**a a*ea a, ,a++e*; 08,

a:)a90age a+,o *e*9g +e,, /e+ -e* +a98; a9: *e:9g 08e o-+e0 o/

+a989g +0-+e ,a0e++0e, 90o -*e,*e: o*0,. &o* LEO


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/o* ,-ae a--+a0o9,. T8e,e a*e 8g8e* ,o+a* 0o e+e0* o9)e*,o9 e//e9 a9:

e00e* *a:a0o9 8a*:9e,,.

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= o-*,9g GaI9P; GaA,; a9: Ge +ae*,> a*e g*o9 9 099e+B90o9 o99e0e:

+ae*,; a9: a*e 26B2F e//e90 9 -*o:0o9 +o0,. T8e*e ++ -*oa+ e++, 08

3%F +o0Ba)e*age e//e9 o9 Ge ,,0*a0e, 089 a /e ea*,.

&o* a 0-a+ GEO ,,o9 o/ 15 ea*,; 08e +090o9 ,o+a* e++ :eg*a:a0o9 9

o0-0 -oe* , o9+ ao0 12F.

T89 /+ e++, /o* ,-ae a*e **e90+ e9g :e)e+o-e: a9: **e90+ 9o0 *ea: /o*

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T89 /+ e++, *e*e ,,0a90a++ +e,, a0e*a+ a9: 8a)e -*o,e: 08e a:)a90age o/

+a*ge a*ea; +o o,0 a9/a0*9g. M8 -*og*e,, 8a, ee9 a:e 0o :a0e o9 089

/+ e++, a,e: o9 a0e*a+, ,8 a, C:Se; C=I9; Ga>Se2 a9: ao*-8o, ,+o9.

S-ae e++ *e*ee90, :0a0e a o*e o-+a0e: 0*a:e ,-ae.

M,,o9 :e,09a0o9, 08 a 9ee: /o* 8g8 0e-e*a0*e; 8g8 90e9,0; 9+:e

Me** o*0e*, a9: +a9:e*,; e9, o*0a+ ,,o9, a9: +o,e e9o90e*, 0o 08e

,9.

&o* 9ea* ,9 ,,o9,; ,o+a* -oe* ,o*e, a*e :ea+. Hoe)e*; 08e 8g8 ,o+a*

90e9,0 8a, a :e+e0e*o, e//e0 o9 ,o+a* e++ -e*/o*a9e; ,9e 08e e+*

0e-e*a0*e, o/ 08e ,o+a* a**a, ++ a+,o e 8g8; a9: -8o0o)o+0a :e)e

-e*/o*a9e 0-a++ :e*ea,e, 08 0e-e*a0*e. GaI9P e++, ,8o+: o-e*a0e

e//e90+ 9 08e 8g8 0e-e*a0*e; 8g8 90e9,0 e9)*o9e90 o/ Me** o*0.

P*e,e90+ )a*o, 0-e, o/ ,o+a* e++, 08 ://e*e90 a0e*a+,; ,?e,; :e,g9, a9:

o9/g*a0o9, a*e a)a+a+e . T8e :e *a9ge o/ ,o+a* e++ a9: a**a ,,0e, g)e,

08e ,-ae*a/0 :e,g9e* +a*ge 0*a:eo//, 0o ,e+e0 08e o-0 8oe o/ ,o+a* e++#

a**a 0e89o+og /o* ,-e/ ,-ae ,,o9 a--+a0o9,.

T8e ,,0e 0*a:e, eoe o*e o-+a0e: 8e9 o9e o9,:e* )a*o, ,o+a* e++,a9: a**a 0e89o+oge,. P*e,e90 ,0a0e o/ a*0 ,-ae*a/0 ,o+a* a**a 0e89o+og 0+,e,

08e *g: ,o+a* -a9e+, a:e 08 +g80eg80 8o9eo o-o,0e ,0*0*e, '8e9

08, 0e89o+og , o9,:e*e: /o* +a*ge,a0, 8g8 -oe* *e*ee90, a9: ,a++,a0,

+o -oe* *e*ee90, 08 ,a++e* a**a a*ea a)a+a+e o9 08e ,-ae*a/0; 08e

0*a:e, a*e /a)o*a+e 9 ,9g 8g8e* e//e9 ,o+a* e++, 9 o*:e* 0o *e:e 08e

0o0a+ +a98 eg80, a9: 0o *e:e 08e ,o+a* e++ a*ea.

7


8/88

'08 /+e+e -+a9a* a**a 0e89o+oge,; 08e 0*a:e, a*e 8a9g9g; ,8 08a0 eg80

e9e/0, o/ 8g8 e//e9 ,o+a* e++, a*e :e*ea,e: 9*ea,e: e8a9, eg80,

a9: 8g8 e++ o,0,.

Co9e90*a0o* 0e89o+og 9 ,o+a* a**a :e,g9 a--ea*, 0o e o9e a 0o *e:e 08e

,,0e o,0; ,9e /ee* e++, a*e *e*e:. Co9e90*a0o* a**a a9 a+,o -*o):e

a::0o9a+ eg80 a9: a*ea *e:0o9,; ,o 08a0 08e a9 o//e* a00*a0)e e9e/0, 0o

08e ,-ae*a/0.

8


9/88

2. SOLAR ARRAY CONCEPTS(

2. 1. SOLAR ARRAYS(

A So+a* e++ a**a , a9 a**a9gee90 o/ ,o+a* e++,; e+e0*a++ o99e0e: 90o

*0,; 08a0 8a)e a--ea*a9e o/ *o, a9: o+9,. So+a* e++, -*o:e e+e0*0

/*o ,9+g80 :*e0+ 08o0 0+?9g a 8ea+ -*oe,,.

2. 2. SOLAR ARRAYS, Panels, Parts and Components

So+a* e++ a**a, a*e /a*a0e: a9: 9,0a++e: 9 ,e)e*a+ -ee,; @9o9 a, ,o+a* e++

a,,e+e,; o:+e,; -a9e+,; ,a**a, a9: o08e*,.

A So+a* e++ -a9e+ , o-*,e: o/ ,o+a* e++,; ,o+a* e++ o)e*,; *9g; ,o+a* e++

,--o*0 a9: ,0*0*e. T8e ,o+a* e++, a*e 08e 8ea*0 o/ 08e a**a; o9)e*09g ,o+a*

e9e*g 9 08e /o* o/ ,9+g80 90o e+e0*0. T8e -a9e+ *9g o++e0, 08e e+e0*0

/*o a++ ,o+a* e++, a9: *o0e, 0 0o -a9e+ 0e*9a+,. T*a9,-a*e90 ,o+a* e++ o)e*,

-*o0e0 08e ,o+a* e++, /*o a:)e*,e e9)*o9e90a+ 9/+e9e,; 8+e -e*009g 08e

,9+g80 0o -a,, 08*og8 08e. T8e ,o+a* e++ ,--o*0; a ,,0*a0e; 8o+:, 08e ,o+a*

e++, e8a9a++ 9 -+ae. T8e ,--o*0 ,0*0*e o90, 08e ,,0*a0e o* -a9e+ 0o

08e g*o9:; 0o a ,9 0*a@9g e8a9,.

2. !. SPACE SOLAR ARRAY TYPES

1. a>!o: o90e:; S-9 ,0a+,e: a**a,(

T8e a*e *g:+ 8e+: 0o 08e 90e*9a+ ,0*0*e o/ a )e8+e; a*e o90*a,0e: a**a,

08a0 a*e o90e: o9 -*o0*:9g ,0*0*e, ,8 a, o9 *g: o* a*0+a0e: /*ae,;

a90+e)e*, o* oo,. T8e a*e +e,, e//e90 :e 0o +a@ o/ /++ e++ ++9a0o9; 0

8a)e 8g8e* ,0//9e,,. A ,a++ ,a0e++0e *e*9g - 0o 1%%'a00, a9 ,e o:

o90e: ,o+a* a**a,.

> &e: a**a,(

T8e a*e *g:+ 8e+: 0o a ,-ae*a/0. T8e a9g+e e0ee9 08e ,o+a* e++ ,*/ae, a9:

08e ,9 )a*e, o909a++.

>O*e90e: a**a,(

T8e a*e e9g -o90e: 90o :*e0o9 o/ 08e ,9 0o a,e 08e e+e0*a+ -oe*

o0-0 /*o 08e a**a,. A**a o*e90a0o9 0oa*:, 08e ,9; a+,o @9o9 a, ,9

0*a@9g , :o9e 08 o*e90a0o9 :*)e e8a9,,.!o: o90e: a**a ,,0e, e*e +0e: 9 -oe* g*o08 -o0e90a+.

2. De-+oa+e So+a* a**a,(

De-+oe: ,o+a* a**a, a9 e e08e* /e: o* a*0+a0e: 0o a+a, /o++o 08e ,9.

De-+oa+e ,o+a* a**a, a*e 0-a++ 9g 0-e o/ ,0*0*e; 88 a*e ,0oe: o9 a

o-a0 /o* :*9g +a98 a9: :e-+oe: /*o 08e ,-ae*a/0 a/0e* /9a+ o*0

a,0o9.

9


10/88

T8e a*e e,0 a9::a0e, /o* 8g8 -oe* *e*ee90,.

10


11/88

!. SOLAR ARRAY RE"UIRE#ENTS

T8e -*a* -*-o,e o/ 08e ,o+a* a**a /o* a9 ,-ae*a/0 , 0o -*o):e 08e -oe* /o*

08e :e/9e: ,,o9 +/e a9: ,e0e: 0o 08e /o++o9g *e*ee90,.

A/0e* /a*a0o9 a, /+g80 o*08 a**a,; 08e ,0 -*o):e 08e -oe* *e*e: /o*

08e ,-ae*a/0 9:e* o*0a+ o-e*a09g o9:0o9, 08*og8o0 08e ,,o9 +/e 08

8g8 *e+a+0.

S?e o/ 08e ,o+a* a**a ,0 e 9,e: 0o aoo:a0e ,0oage *e*ee90,

-o,e: 08e +a98 )e8+e a9: :e-+oe90 *e*ee90, o9 o*0.

Ma,, ,0 e 9,e: 0o aoo:a0e 08e ,,o9 goa+ o/ a -a+oa:

a9: 0o 9,e 08e -*o-+,o9 *e*ee90, /o* +a98; o*0 a:,0e90 a9:

,0a0o9 @ee-9g.

Co,0 ,0 e 9,e: 0o a,,*e a//o*:a+0.

&9a++ 08e 0e89o+og ,0 e a)a+a+e 08 a9 ae-0a+ o-+e0e a9:

a*a0e :e,g9 :a0aa,e 089 08e 9ee,,a* 0e/*ae.

$. Spa%e #&ss&ons

Mo,0 ,-ae*a/0 +a98e: 90o Ea*08


12/88

,a0e++0e /*o 08e ea*08 o*0 , a9 0-e o/ o*0 08a0 o)e, 9 08e ,ae

:*e0o9 a, 08e Ea*08. A *e0*og*a:e o*0

, a9 0-e o/ o*0 08a0 o)e, 9 a :*e0o9 o--o,0e 0o 08a0 o/ 08e Ea*08

$. 2T(pes o) Or'&ts

T8*ee -o*0a90 0-e, o/ o*0, a*e LEO; MEO a9: GEO; 9)o+)9g +o a9: e:

a+00:e o* o-e*a0o9 a0 geo,98*o9o, a+00:e.

$. 2. 1*a+ Lo Eart- Or'&t *LEO+

T8e +o Ea*08 o*0 , - 0o 15%%@ ao)e 08e Ea*08; a9: , o,0+ *+a* = a9

ee90*0 9ea* ?e*o>. T8e o*0 -e*o: a0 08e,e a+00:e, )a*e, e0ee9 99e0

90e, a9: 0o 8o*,. Co9a0o9 ,a0e++0e, 9 LEO 8a)e 08e a:)a90age o/ a

,g9/a90+ *e:e: ,g9a+ :e+a; a, o-a*e: 0o ,a0e++0e, 9 GEO =a, 08e a*e

8 +o,e* 0o ea*08> Sa0e++0e, 9 LEO a9 o)e* e)e* a*ea o/ 08e Ea*08


13/88

9ea* o* o)e* 08e -o+a* *ego9,> ,//e* g*ea0e* *a:a0o9 :aage ea,e ,8e+:9g

ea*08 e/o*e *eB

e90e*9g e+-,e.

T8e -oe* ,,0e :e,g9 ,0 a+,o e a+e 0o o-e9,a0e /o* 08e 8a9g9g ,o+a*

a**a 8a*a0e*,0, a, 08e -a9e+ 0e-e*a0*e 8a9ge, o)e* 08e o*0.

I9 a::0o9; ea,e a9 ,a0e++0e, 8a)e o-e*a0e: a0 LEO; 08e*e a*e 08o,a9:, o/

*e,:a+ oe0, +e/0 9 o*0 a9: 08e*e a*e ,e*o, o9,ee9e, / 08e,e :e*,

-a0 a ,a0e++0e.

$. 2. 1 *'+ Polar Or'&t

Polar or'&t &s a LEO or'&t. A -o+a* o*0 8a, a )e* 8g8 a9g+e o/ 9+9a0o9 +o,e 0o

$% :eg*ee, 0o 08e ea0o* a9: , 0-a++ a0 a9 a+00:e o/ 7%%B5% @ ao)e 08e

,*/ae o/ 08e ea*08. A -o+a* o*0 , /e: 9 ,-ae; a9: 08e ea*08 *o0a0e,

9:e*9ea08( a -o+a* o*0 0*a)e+, /*o 9o*08 0o ,o08 -o+e. T8e* a--+a0o9, a9 e

0o )e o9+ 08e -o+e, o* 0o )e 08e ,ae -+ae o9 08e ea*08 a0 08e ,ae 0e ea8

248* :a. ! -+a9g a ,a0e++0e a0 a9 a+00:e o/ ao0 5% @; a -o+a* o*0 -e*o: o/

*og8+ 1%% 90e, a9 e a8e)e:. A ,-ea+ -o+a* o*0 08a0 *o,,e, 08e ea0o*

a9: ea8 +a00:e a0 08e ,ae 0e ea8 :a , a++e: a sn/s(n%-ronos or'&t.

T8e -o+a* ,9B,98*o9o, *+a* o*0 88 , a oo9 +o Ea*08 o*0 8oe

/o* *eo0e ,e9,9g ,a0e++0e, 8a, a 9e* o/ a:)a90age, /o* ,-+e o9a0o9,

,e*)e,. Mo,0 -o*0a90+ o9+ a ,9g+e ,a0e++0e , 9ee:e: /o* 1%%F o)e*age o/ 08e

Ea*08 *a:a0o9 a9: a9

a@e ea,*ee90, o/ 0e-e*a0*e a9: 8:0 9 08e Ea*08< a0o,-8e*e; *eo*:

,*/ae g*o9: a9: ,*/ae ,ea a0e* 0e-e*a0*e, a9: o90o* +o: o)e* a9:

a0e* # e o9:a*e,. T8e a 8a)e 08e a-a+0 0o *ee)e; ea,*e; -*oe,,

a9: *e0*a9,0 :a0a /*o a++oo9, a9: *eo0e a0oa0 ,0a0o9, :,0*0e: a*o9:

08e g+oe. T8e,e ,a0e++0e, a a+,o a** ,ea*8 a9: *e,e 0*a9,-o9:e*, 0o 8e+-+oa0e :o9e: a*-+a9e, o* ,8-, 9 :,0*e,,. Po+a* o*09g ,a0e++0e, -*o):e a9

,e*)e, 9 o9a0o9 a9: o,e*)a0o9 a--+a0o9, 88 GEO ,a0e++0e, a*e 9o0

a-a+e o/.

$. 2. 2 Geostat&onar( eart- or'&t * GEO + m&ss&on

13


14/88

Geo,0a0o9a* o*0 , a *+a* o*0 a*o9: 08e ea*08 8a)9g a -e*o: o/ 24 8o*,. A

geo,98*o9o, o*0 08 a9 9+9a0o9 o/ ?e*o :eg*ee, , a++e: a geo,0a0o9a*

o*0. To e a geo,0a0o9a* ,a0e++0e; 08e geo,98*o9o, ,a0e++0e ,0 e 9 o*0 9

Ea*08 a++e: a geo,98*o9o, 0*a9,/e*

o*0. T8e o*0 , 08e9 *+a*,e: /*9g 08e ,-ae*a/0

14


15/88

T8e o*0 , 9 08e -+a9e o/ 08e ea0o*= e; 8a, ?e*o 9+9a0o9>

T8e o*0 , *+a* 08 ?e*o ee90*0. T8e*e/o*e; 08e*e , 9o -e*gee o*

a-ogee.

T8e o*0 *a:, , 42; 164 @ o* 35; 76 @ a+00:e= 6. 61 ea*08 *a:>

T8e g*o9: 0*a@J , a /e: -o90 o9 08e ea0o* a0 08e +o9g0:e o/ 08e ,a0e++0e

+oa0o9.

Sa0e++0e +9ea* )e+o0 , 3 @#,e =o9,0a90 /o* *+a* o*0>

Sa0e++0e a9g+a* )e+o0 , 72. $K 1%B6 *a:#,e.

Pe*o: , o9e ,:e*ea+ :a o* 23 8; 56 ; 4 , =%. $$73 o/ a ,o+a* :a>

T8e ea*08 ,0e9:, a9 a9g+e o/ 17. 3/*o geo,0a0o9a* a+00:e.

C*/e*e9e o/ o*0 , 264; $25 @.

T8e GEO ,-ae*a/0, a*e ,e: -*a*+ /o* oe*a+ 0e+eo9a0o9

a--+a0o9, a9: :e,g9e: /o* +o9ge* +/e0e. T8e a9 e9)*o9e90a+ o9e*9 o9

,o+a* a**a , *a:a0o9 :aage o/ ,o+a* e++, -*a*+ /*o 08e 0*a--e: e+e0*o9,.

T*a--e: -*o0o9, a*e +oe* 9 9e* o-a*e: 08 e+e0*o9, 9 08, o*0; a+08og8

,0++ ,g9/a90 I9 a::0o9 08e /+ o/ 8g8 e9e*g -*o0o9, e00e: :*9g ,o+a* /+a*e,

a e )e* :aag9g 0o 08e ,o+a* e++; ea,e geoag9e0 ,8e+:9g , 8

ea@e* 9 GEO. So+a* a**a -e*/o*a9e :eg*a:a0o9 :*9g a ,9g+e ,o+a* /+a*e

a0)0 a e ea+ o* g*ea0e* 08a9 08e a+a0e: :o,e :*9g 08e +/e 0e o/

,-ae*a/0 :e 0o 9o*a+ 0*a--e: *a:a0o9 /+e,.

T8e o,0 -o*0a90 ,o+a* e++ 8a*a0e*,0, /o* 08, ,,o9 , 8g8 e9:Bo/B+/e

e//e9; a 8a*a0e*,0, 08a0 a9 e a8e)e: -*o)e: e//e9; +oe*

0e-e*a0*e ,e9,0)0 a9: e00e* *a:a0o9 *e,,0a9e.

I9 GEO; a, 08e ,-ae*a/0 oe, o0 o/ e+-,e; 08e ,o+a* a**a, ++ @+ *ea8

08e* e+* 0e-e*a0*e; *e,+09g 9 a +a*ge+ 98a9g9g a**a 8a*a0e*,0,

o)e* 08e o*0. Hoe)e*; **a:a0o9 o/ ,o+a* a**a, o)e* 08e ,-ae*a/0 +/e0e 9 GEO

, a /a0o*; a9: 08e a**a 8a*a0e*,0, ++ 8a9ge ,g9/a90+ /*o !OL 0o EOL.

0. SPACE SOLAR CELLS TECNOLOGY COICE

Solar %ells/ T-eor(

So+a* e++ , 08e ao* o,0 :e:9g o-o9e90 o/ ,o+a* a**a.

15


16/88

So+a* e++, a*e +a*ge a*ea ,eo9:0o* :o:e, 08 08e 90o9 )e* 9ea* 0o 08e

,*/ae 0o /a+0a0e 08e o9)e*,o9 o/ 08e e9e*g 9 08e ,8o*0e* a)e +e9g08 *ego9,.

So+a* e++, :*e0+ o9)e*0 +g80 90o e+e0*0 . Mo,0 o/ 08e e9e*g 9 08e ,9


17/88

Co3er Glass(

T8e o0-0 o/ a ,o+a* e++ :e0e*o*a0e, 9 ,-ae :e 0o 08e e//e0, o/ o*-,+a*

*a:a0o9. To a)o: 08,; a o)e* g+a,, 08a0 8a, a,,B,0o--9g -oe* aga9,0

o*-,+a* *a:a0o9 , a00a8e: 0o 08e ,o+a* e++ ,*/ae e-o,e: 0o 9:e90 +g80.

T8e 0o 0-e, o/ o)e*, o,0 /*ee90+ ,e: e*e /,e: ,+a a9: *o,8ee0.

&,e: ,+a a, ,e: 9 a 08@9e,, *a9ge /*o 75 0o 3%% . M*o,8ee0. a, ,e:

9 a 08@9e,, *a9ge /*o 75 0o 15% . T8e -*o0e0o9 o/ o)e* g+a,, a:8e,)e a,

o0a9e: 08*og8 08e 9o*-o*a0o9 o/ +0*a)o+e0 *e/+e0)e oa09g, 8a)9g 0Bo9

a)e+e9g08, o/ 45% 9 90a++. P*e,e90 ,-e*+eJ o* )o+e0J ,e9,0)e e++, *e*e

a--*oa0e+ a 35% 9 0Bo9 a)e+e9g08 0o /++ *ea+?e 08e* -*o)e: e9e*g

o9)e*,o9 a-a+0.

To o-0,e 08e ,o+a* e++ o)e* a9: /+0e* :e,g9 a9: a0 08e ,ae 0e -*o0e0 08e

+0*a)o+e0 *e/+e0)e oa09g /*o -o,,+e :eg*a:a0o9 +o e9e*g; 8ea) -a*0+e,

9 ,-ae 08e +0*a)o+e0 *e/+e0)e oa09g a, -+ae: 9,:e 08e ,o+a* e++ o)e*# o)e*

,0a@; 8+e 08e o0,:e ,*/ae o/ 08e o)e* a, oa0e: 08 a9 a90*e/+e0)e

oa09g. T8, a90*e/+e0)e oa09g; )a :e-o,0e: ag9e, /+o*:e =Mg&2>;

*e:e: *e/+e0o9 +o,,e, o9 08e /*,0 ,*/ae /*o a--*oa0e+ 4F 0o 2F.

Co3er mater&als

&,e: S+a( =Co*99g G+a,, 7$4%>

I0 , a ,908e0; o+o*+e,,; a9: 8g8+ 0*a9,-a*e90 ,+o9 :o:e g+a,,. U+0*a)o+e0B

g*a:e /,e: ,+a , o-+e0e+ /*ee o/ -*0e, 08a0 *e,+0 9 0*a9,,,o9

-a*9g o+o* e90e*, :*9g U o* 8a*ge: -a*0+e *a:a0o9. L@e o08e* g+a,,e,;

/,e: ,+a , a ,-e*oo+e: +:; e809g a ,o/0e99g a0 e+e)a0e: 0e-e*a0*e,

=ao)e 1%%%:eg. C> *a08e* 08a9 a e++ :e/9e: e+09g -o90. De 0o 0, +o

oe//e90 o/ 08e*a+ e-a9,o9; 0 a9 e9:*e ,e)e*e 08e*a+ ,8o@ 08o0

,8a00e*9g. T8e a0e*a+ , *00+e 0 a9 08,0a9: ,e)e*e 08e*a+ ,8o@

0*ea0e90,. &,e: ,+a 8a, ee++e90 *e,,0a9e 0o o*:9a* ea08e*9g.

#&%ros-eet

M*o,8ee0 , 089; o-0a+Ba+0 g+a,, ,8ee0 08 a /+ae -o+,8e: ,*/ae /9,8.

I0 , a:e 9 ,e)e*a+ 08@9e,, *a9ge,; /*o 5% 0o 6%% .

Co)e* 08@9e,, )a*a+e, g)e a :e *a9ge o/ *a:a0o9 /+e9e 0o 08e e++,. .; 08,

-*o):9g ://e*e90 :eg*a:a0o9 *a0e,.

17


18/88

Cer&a/doped #&%ros-eet

T8e a::0o9 o/ a ,a++ -e*e90age o/ e* o:e 0o ,oe g+a,,e, 8a, ee9 0o

-*e)e90 08e /o*a0o9 o/ o+o* e90*e, 9 08e,e g+a,,e, :*9g e-o,*e 0o U a9:

8a*ge: -a*0+e *a:a0o9. Ce*aB:o-e: *o ,8ee0; 9 %. 1 08@9e,,; e80, a

9a0*a+; ,8a*-; 0Bo9 a)e+e9g08 a0 a--*oa0e+ %. 35 a9: 08, :oe, 9o0

*e*e 08e a--+a0o9 o/ +eB*e/+e09g oa09g.

Co)e* g+a,,e, -*o:e: P+@9g0o9 a*e :e,g9a0e: a, CMKJ a9: CMJ

Coat&n4s and 8&lters

&+0e*, o9 ,o+a* e++ o)e*, +o@ e*0a9 a)eB+e9g08 a9:, a9: 0*a9,0 o08e*,.

Co)e* /+0e*, a e o/ a,o*9g o* *e/+e09g 0-e. Ea-+e, o/ a,o*9g /+0e*, a*e

08e e*a :o-e: g+a,, /+0e*,( 08e a,o* 08e U *a:a0o9 88 a :aage 08e

o)e* a:8e,)e.

Ea-+e, o/ *e/+e09g /+0e*, a*e 08e ,o a++e: +e a9: +eB*e: *e/+e09g; +0+ae*

90e*/e*e9e 0-e /+0e*,. T8e *e/+e09g /+0e*, a*e +oa0e: o9 08e 99e*J ,*/ae o/ 08e

=o90e:> ,o+a* e++ o)e* 0o e -*o0e0e: /*o e9)*o9e90a+ :aage.

Co3er s&9es

A/0e* 08e :,o)e* o/ +oBe9e*g -*o0o9 :aage :*9g 1$67B6; o)e*,?e: ,o+a*

e++ o)e*, ega9 0o e 0+?e: /o* o*0, 08*og8 08e *a:a0o9 e+0, a9: a0

,98*o9o, a+00:e. &o* +oe* a+00:e o*0,; 8e*e +o e9e*g -*o0o9, a*e a,e90;

,ae ,?e o* 9:e*,?e o)e*, a*e ae-0a+e.

O)e*,?e o)e*, 0-a++ o)e*8a9g 08e ,o+a* e++, o9 a++ /o* ,:e, e0ee9 % a9:

1.

Cond%t&3e %oat&n4s

Co9:0)e oa09g, a*e 089 = ao0 1% 08@> 0*a9,-a*e90; e+e0*a++ o9:0)e

/+, 08a0 a*e :e-o,0e: o9 08e o0e* ,*/ae o/ ,o+a* e++ o)e*, a9: o08e* o-0a+

e+ee90, 0o a8e)e e-o0e90a+ o0e* ,*/ae, o/ a ,-ae*a/0. Co9:0)e oa09g,

8a)e ee9 ,e: o9+ o9 a ,a++ 9e* o/ ,-ae*a/0; 0 /o* e*0a9 ,,o9, 08e

a*e e,,e90a+.

Co9:0)e oa09g, a*e e0a+ o:e, ,8 a, 09 o:e o* 9: o:e. I9: o:e

8a, ee9 :e+ ,e: /o* ,-ae 8a*:a*e.

Co3er Ad-es&3es

D,*e0e ,o+a* e++ o)e*, a*e -e*a9e90+ a00a8e: 0o ,o+a* e++, ,9g ,oBa++e:o)e* a:8e,)e,. Co)e* a:8e,)e, ,0 -o,,e, 8g8 +g80 0*a9,,,o9 9 08e %. 35

0o1. 2 a)e+e9g08 a9: a +o :eg*ee o/ :a*@e99g /*o U a9: -a*0+a0e

*a:a0o9 *e,,0a9e 0o 08e*oe8a9a++ 9:e: ,0*e,,e,; e,-ea++ ,0*e,,e,

o*9g a0 +o 0e-e*a0*e a9: :*9g 0e-e*a0*e +9g a9: +o o0ga,,9g

8a*a0e*,0,.

18


19/88

T8e /o++o9g -*o-e*0e, a*e *e*e: /o* a o)e* g+a,,(

1. O-0a+ C8a*a0e*,0,(

9eg+g+e 0*a9,,,o9 9 08e U.

Aa ,8a*- o-0a+ 0 o9J; . e. 5%F 0*a9,,,o9 a0 a a)e+e9g08 34% 9.

Ma 0*a9,,,o9 9 08e ),+e.

2. T8e*oBo-0a+ -*o-e*0e,(

Hg8 e,,)0

Lo ,o+a* a,o*-0a9e

3. E9:Bo/B+/e -e*/o*a9e

e+e0*o9 **a:a0o9 ,0a+0

-*o0o9 **a:a0o9 ,0a+0

U ,0a+0

4. A 08e*a+ e-a9,o9 oe//e90 a08 0o ,+o9 o)e* 08e a--*o-*a0e 0e-e*a0*e

*a9ge.

5. I0 ,0 9o0 e ,,e-0+e 0o :aage :e 0o e8a9a+ ,8o@ 8e9 08e ,a0e++0e

,

+a98e:.

Solar %ell &nter%onne%tors

So+a* e++ 90e*o99e0o*,; a+,o @9o9 a, 90e*o99e0, a*e o9:0)e e+ee90, 08a0

e+e0*a++ o99e0 9:):a+ ,o+a* e++, 9 ,e*e, a9:# o* -a*a++e+ a**a9gee90,.

I90e*o99e0o*, a ,-+ o9,,0 o/ *e,; 0 o*e 0-a++; 08e o9,,0 o/

e0a++ e,8 o* ,8a-e: e0a+ *o9,.

To 0-e, 90e*o99e0o*, a*e ,e: a,e: o9 08e ,,o9 0-e.

1> 90e*o99e0o*, 08 o0Bo/B-+a9e ,0*e,, *e+e/ +oo-

2> 90e*o99e0o*, 08 9B-+a9e ,0*e,, *e+e/ +oo-

Inter%onne%tor Des&4n Re:&rements(

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19


20/88

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T8e 9B+ae* , o90a0e: a9 e)a-o*a0e: g*: o9,,09g o/ a9 a**a o/ e0a++

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, ,a++ g)e9 a9 a90*e/+e0o9 oa09g a9: , a+,o 9o*a++ -*o0e0e: aga9,0

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-Bo9B9 ,o+a* e++, a*e :e90a+ 9 a--ea*a9e 0o 9Bo9- e++,; ee-0 08a0 a++ 9 a9: -

-o+a*0 9:a0o*, a*e *e)e*,e:.

Conta%t 4r&dl&nes

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,9g+e +ae* oa09g. AR oa09g, a*e )e* 089; +e,, 08a9 1 *o9 08@; a9: a*e

,a++ a--+e: a )a :e-o,0o9 -*oe,,

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T-e e))&%&en%( o) s&l&%on solar %ell &s l&m&ted de to se3eral )a%tors.

1. T8e e9e*g o/ -8o0o9, :ee*ea,e, a0 8g8e* a)e+e9g08, T8e 8g8e,0 a)e+e9g08

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2. o-0a+ +o,,e,; ,8 a, 08e ,8a:o9g o/ 08e e++ ,*/ae 08*og8 o90a0 08 08e

,*/ae o* *e/+e0o9 o/ 9o9g *a, o9 08e e++ ,*/ae

3. E+e0*a+ *e,,0a9e +o,,e, 9 08e ,eo9:0o* a9: 08e o99e09g a+e

4. D,*-09g 9/+e9e o/ a0e*a+ o90a9a0o9; ,*/ae e//e0, a9: *,0a+ :e/e0,.


27/88

S8a++o ://,e: e++, a+,o @9o9 a, +eB,e9,0)e o* )o+e0 e++,; a** 8g8e*B

:e9,0 g*:+9e -a00e*9, 0o 9?e ,e*e, *e,,0a9e +o,,e,.

S&l&%on solar %ells are %lass&)&ed &nto

a>Co9)e90o9a+ >!a@ S*/ae Re/+e0o* So+a* e++, =!SR> >!a@ S*/ae &e+: So+a*

e++, =!S&> :> !S !SR So+a* e++, e> Te0*e: So+a* e++, :e-e9:9g -o9 08e 0-e

o/ 0e89o+og ,e:.

Con3ent&onal Solar %ells(

90o9 :e-08 *a9g9g /*o %. 2*o9, 0o %. 3 *o9, 8a)9g SO o* TO a, A90

*e/+e0)e oa09g.; o9)e*09g 08e S9


28/88

*o9,>T8e,e e++, a9 ,8o goo: e+e0*a+ o0-0 a0 2%C a9: goo: *a:a0o9

*e,,0a9e; 0 08e 8a)e 08e 8g8 o-e*a09g 0e-e*a0*e 9 o*0 :e 0o +a*ge ,o+a*

a,o*-0a9e. T8e 9*ea,e: 0e-e*a0*e 9ea*+ o90e*a0e: a9 e//e9

-*o)ee90 08a0 a*o,e /*o 9o9B*e/+e0)e e++ ,*/ae 0*ea0e90. Te0*9g /o*

,-ae e++, a, 08e9 o,0+ aa9:o9e:.

T-e nom&nal parameters and e))&%&en%&es o) t-ese %ells are s-on &n t-e

ta'le 'elo(

S. No Ce++ T-e Re,,0)0 T8@9e,, P-#,. E//e9

1. Co9)e90o9a+ 2 O8B 2%% *o9 14. 4 ' 1%. 64F

2. Co9)e90o9a+ 1% O8B 2%% *o9 13. 4 ' $. F

3. !. S. R 2 O8B 2%% *o9 17. 3' 13F

4 !. S. R 1% O8B 2%% *o9 16. 35 ' 12. %5F

5 !S!SR 2#1% O8B

2%% *o9 1$. 14' 14. 1F

6. Te0*e: 1% O8B 2%% *o9 2%. 2 ' 14. $F

#e%-an&%al C-ara%ter&st&%s

So+a* Ce++ S?e, a9: S8a-e,(

S-ae ,o+a* e++, a*e ,a*e o* *e0a9g+a* 9 ,8a-e 0o a?e 08e 9e* o/ e++,

08a0 a9 e -a@e: o9 a ,o+a* -a9e+. D*9g 1$6% 0o 1$7% ,a++e* ,o+a* e++, o/ ,?e1 K 2; 2 K 2 e*e ,e:. Mo,0 +a*ge* ,o+a* a**a, 0o:a 0+?e 2 K

4; 4 K 6 a9: - 0o K .

T-&%=ness(

D*9g 1$7%


29/88

T8e o90a0, **e90+ 9 ,e o9 ,+o9 ,o+a* e++, /o* ,-ae ,e a*e )aB

:e-o,0e: 00a9#,+)e* +ae*,. T8e 00a9; :e-o,0e: /*,0 o9 08e e++ +ea9e:

,+o9 ,*/ae; , 0-a++ %. 1 08@. T8e /o++o9g ,+)e* +ae* , 0-a++ 3 0o 5

08@. S9e 08e 00a9#,+)e* o90a0, a*e ,e9,0)e 0o 8:0; a 089

0-a++ 2% 0o 5% 9 08@B-a++a: 90e*+ae* e0ee9 08e ,+)e* a9: 08e 00a9

, /*ee90+ ,e:. T8, -a++a: +ae* 8a, ee9 /o9: 0o -a,,)a0e 08e o90a0, a9:

g*: +9e,.

Co)e*g+a,, /o* S ,o+a* e++,(

Ma0e*a+ ( So/0 o*o,+a0e a,e g+a,, =CMK> 08 5F e* :o:e a::e:.

T8@9e,, ( A)g. 15% o* 1%% *o9,.

Cg a:8e,)e( DC $35%%

ARC ( Mg&2

S& solar %ell des&4ns -a3e 'een lar4el( %on)&ned to t-ree 4ener&% t(pes and

%an 'e des%r&'ed as

1% o8B !SR; 2 o8B !SR; 1% o8B !S&R.

T-a+ Me8a9a+ a9: E+e0*a+ :a0a /o* !SR e++, = SCA S-e,. >a*e a, /o++o,(

;endor AEG TELE8UN?AN SYSTE#. * #>S. DASA+

Ta+e 5. 1(1@ o-m/%m

!a,e *e,,0)0 1% 3 O8

SCA De9,o9, 2%. 2 K 4%. 2 =%. %5>

Ce++ 08@9e,, 225 25 *o9,

Po+a*0 9Bo9B-; /*o90 9ega0)e a9: a@ -o,0)e

T-e o/ o90a0, &*o90( T#P:#Ag

!a@( A+# T#P:#Ag

A90*e/+e0o9 oa09g Da+ +ae* o/ TOK a9: A+2 O3

Co)e* g+a,, 15% *o9 08@ CMK 08 Mg&2 A90*e/+e0)e

oa09g.

Co)e* g+a,, o9:9g a:8e,)e DC$35%%

I90e*o99e0o* 35 *o9 08@ e08e: ,+)e* e,8.

Ce++ a,o*0a9e => %. 76

He,-8e*a+ e00a9e => %. 2

Ele%tr&%al Data

S0a9:a*: 0e,0 o9:0o9,(

29


30/88

Lg80 S-e0* AMO( I90e9,0( 135. 3 '# 2 Te-e*a0*e( 2%C

A)e*age e++ E+e0*a+ C8a*a0e*,0,(

I, 3%6 A

Io- 2$ A

o- 454 o 54%

Poe* 13%

E//e9 12F

Te-e*a0*e Ce//e90, 2%C;

Pa*ae0e* !OL EOL =12 *,

e)0. >

I, %. 2 A#%C %. 37 A#%C

Io- %. %4A#%C %. 37 A#%C

o- B2. 3 #%C B2. 3 #%C

o B2. 3 #%C B2. 3 #%C

> De4radat&on de to Rad&at&on 2B@C

E+e0*o9 &+e9e

+e)e+ o/ e)a+e90

1Me e+# ,.

I, I- - o P-

6. % K 1%13 %. $ %. $73 %. $4 %. $35 %. $5

1. % K 1%14 %. $72 %. $66 %. $76 %. $76 %. $4

2. % K 1%14 %. $55 %. $45 %. $63 %. $65 %. $%

4. % K 1%14 %. $33 %. $24 %. $45 %. $52 %. 73

6. % K 1%14 %. $1 %. $1 %. $33 %. $43 %. 4

1. % K 1%15 %. $ %. $4 %. $1 %. $32 %. 1

T8e,e e++, e*e ,e: 9 INSAT 2A 0o INSAT 2D; a9: /e ,,o9, o/ IRS a9: a+,o 98a*ge* a**a, o/ INSATB3!; GSAT 2; GSAT 3 a9: 0o e ,e: 9 8a*ge* a**a, o/ /e

/0*e ,,o9,.

30


31/88

;endor AEG TELE8UN?AN SYSTE#., GER#ANY

Ta+e 5. 2(2 o-m/%m

!a,e *e,,0)0 2 1 O8

SCA De9,o9, 37. $ =%. %5> K 62. 1 =%. %5>

Ce++ 08@9e,, # Ma,, 2%% 2% *o9, # 2 g,


T-e o/ o90a0, &*o90( T#P:#Ag

!a@( A+# T#P:#Ag

A90*e/+e0o9 oa09g TOK A+2 O3

Co)e* g+a,, 1%% 1% *o9 08@; CMK 08 Mg&2

A90*e/+e0)e oa09g.

Co)e* g+a,, o9:9g a:8e,)e DC$35%%

I90e*o99e0o* 25 *o9 08@ S+)e* P+a0e: Mo+:e9

= 15*o9 08@ Mo+ 08 5*o9 08@ ,+)e*

o9 e08e* ,:e>

Ce++ a,o*0a9e => %. 74

He,-8e*a+ e00a9e => %. 2

'+ Ele%tr&%al DataS0a9:a*: 0e,0 o9:0o9,(



I, $3% A

Io- 7% A

o- 4$%

o 5$5

Poe* 424 M

E//e9 13F

Te-e*a0*e Ce//e90, 2%C;

Pa*ae0e* !OL EOL =5 *, e)0. &o* LEO>

2 K 1%14e#,. o/ 1Me

e)a+e90 e+e0*o9,

EOL =12 *, e)0. >

7 K 1%14e#,. o/ 1Me

e)a+e90 e+e0*o9,

I, %. 54 A#%C %. $$3A#%C 1. 14 A#%C

31


32/88

I- %. %62

A#%C

%. 1A#%C %. 2 A#%C

- B2. % #%C B1. $5 #%C B1. $3 #%C

o B2. % #%C B1. $5 #%C B1. $3 #%C

Poe* B1. 76 '#

%

C B1. 5'#

%

C B1. 3 '#

%

C

> Rea99g &a0o*, a/0e* 1BMe e+e0*o9 **a:a0o9 2%C

&+e9e +e)e+

1Me e+# ,.

I, I- - o P-

1. % K 1%13 %. $$3 %. $$56 %. $$4 %. $$5 %. $$1

2. % K 1%13 %. $$ %. $$ %. $$ %. $$2 %. $2

4. % K 1%13 %. $ %. $2 %. $2 %. $5 %. $64

6. % K 1%13 %. $6 %. $72 %. $7 %. $ %. $5

1. % K 1%14 %. $53 %. $6 %. $7 %. $71 %. $3

2. % K 1%14 %. $27 %. $32 %. $52 %. $5 %. $

4. % K 1%14 %. $4 %. $ %. $41 %. $43 %. 44

6. % K 1%14 %. 73 %. 75 %. $31 %. $34 %. 14

1. % K 1%15 %. 43 %. 44 %. $1$ %. $21 %. 777

T8e,e e++, e*e ,e: 9 /e IRS ,,o9, a9: 9 INSAT 3!# 3C# 3E; a9: 9 GSAT 1#

2

32


33/88

;endor #>S. ASTRIU#., GER#ANY

Ta+e 5. 3(2 o-m/%m

!a,e *e,,0)0 2 1 O8

SCA De9,o9, 4%. 15 =%. %5> K 65. 15 =%.

%5>

Ce++ 08@9e,, # Ma,, 2%% 2% *o9, # 2. 2 g,


T-e o/ o90a0, &*o90( T#P:#Ag

!a@( A+# T#P:#Ag


Co)e* g+a,, 1%% *o9 08@ CMK 08 Mg&2 A90*e/+e0)e

oa09g.

Co)e* g+a,, o9:9g a:8e,)e DC$35%%

I90e*o99e0o* 25 *o9 08@ S+)e* P+a0e: Mo+:e9

= 15*o9 08@ Mo+ 08 5*o9 08@ ,+)e*

o9 e08e* ,:e>

Ce++ a,o*0a9e => %. 74 %. %2

He,-8e*a+ e00a9e => %. 2 %. %2

'+ Ele%tr&%al DataS0a9:a*: 0e,0 o9:0o9,(



I, 1%53A

I- $6 A

Io- $% A

- 4$%

o- 4$2

o 5$2

&& %. 7

Poe* 45 '

E//e9 13. 6F

Te-e*a0*e Ce//e90, 2%C;

33


34/88

Pa*ae0e* !OL EOL = 12 *, e)0. >

1. 5 K 1%15e#,. o/

1Me e)a+e90 e+e0*o9,

I, %. 72 A#%C 1. 33 A#%C

Io- %. 22$ A#

%

C %. 12 A#

%

Co- B2. 1 #%C B2. 1 #%C

o B2. 1 #%C B2. 1 #%C

Poe* B1. $65 '#%C B1. 5 '#%C

0. 2. Gall&m arsen&de *GaAs>Ge+ s&n4le 5n%t&on solar %ells

S9g+e *,0a+ Ga++ a*,e9:e ,o+a* e++, o//e* -o0e90a+ a:)a90age, o)e* ,9g+e

*,0a+ S+o9 ,o+a* e++, /o* ,-ae a--+a0o9,. No0a+e ao9g,0 08e a*e I> 8g8e*

o9)e*,o9 e//e9 >8g8e* *a:a0o9 *e,,0a9e 0o -*o0o9 **a:a0o9 a9: >

o-a0+0 08 8g8 0e-e*a0*e a--+a0o9,.

T8e 8g8e* *a:a0o9 *e,,0a9e o/ GaA, ,o+a* e++, 0o -*o0o9, 9 ,-ae , a

o9,ee9e o/ +oe* -*o0o9 :aage oe//e90 o/ GaA, a0e*a+ o-a*e: 0o S.

T-a+ 1% Me -*o0o9 0o 1Me e+e0*o9 o9)e*,o9 /a0o* /o* GaA, e++ , o9+ ao0

1%%% a, o-a*e: 0o ao0 3%%% /o* S.

GaA, e++,; 08e*e/o*e a*e )e* a00*a0)e /o* o*0, -*e:o9a0e: -*o0o9,; 8e*e

S+o9 o+: ,//e* 8ea) :eg*a:a0o9.

Co-a0+ o/ GaA, ,o+a* e++, 0o 8g8 0e-e*a0*e a--+a0o9 a*,e, :e 0o 08e /a0

08a0 08e && a9: o o/ 08e,e e++, a*e o9,:e*a+ 8g8e*. T-a++; 08e && o/ GaA,

e++, , % 0o 5F aga9,0 75 0o %F o/ S e++, a9: o o/ GaA, e++, , ao0 1

aga9,0 55% 0o 6%% /o* S e++,. A+,o 08e 0e-e*a0*e oe//e90 o/ GaA, e++ 9

)o+0age , a*o9: 1. $ # :eg. C aga9,0 2. 2 # :eg. C /o* S e++,.

S9g+e 90o9 ga++ a*,e9:e ,o+a* e++ g*o9 o9 Ge ,,0*a0e o/ 14%B15% *o9

08@ ,9g e0a+oBo*ga9 8ea+ )a-o* :e-o,0o9 =MOCD> e08o:. T8e

ge*a9 ,,0*a0e a++o, a 0899e*; +g80e* e++ 0o e -*o:e: 08a9 08e ga++

a*,e9:e ,,0*a0e a, 0 , +e,, *00+e. A)e*age e//e9 , a*o9: 1. 5F a0 !OL.

Ge 8a, goo: +a00e a9: 08e*a+ a08 0o GaA,; a++o9g e-0aa+ g*o08 o/ 8g8

a+0 GaA, a9: A+GaA, +ae*,. T8e o9a0o9 o/ 8g8e* -oe*# 90 a*ea a9:

-oe*#90 a,, a)a+a+e /*o 089 GaA,#Ge e++, , o/ 90e*e,0 0o a9 ,a0e++0e

,,o9, ,9g +g80eg80 a**a, a9: 9 ,oe a,e, *e*9g 8g8 ,*))a+0.

T8e GaA,#Ge 90e*/ae , 9a0)e.

T-e #e%-an&%al and Ele%tr&%al data o) GaAs>Ge solar %ells sed &n ISRO

#&ss&ons o) INSAT !A, #ETSAT, GSAT!

;endor #>S. Te%-star> #>S. Em%ore

Des&4n and %onstr%t&on

34


35/88

0. 2. 1. Cell #ater&al and Geometr(

T8e ,,0*a0e a0e*a+ , C?o8*a+,@ g*o9; ,9g+e *,0a+; N0-e; A90o9

=S> :o-e: Ge*a9 =Ge> 08 a 9ea* 1%% o*e90a0o9 a9: a a,e

*e,,0)0 o/ %. 4 o8B, a. T8e ,,0*a0e 08@9e,, , 1%2 0o 17 .

T8e a,e e-0aa+ +ae* , Ga++ A*,e9:e =GaA,>; N 0-e; Se+e9 =Se> :o-e:

a0 a o9e90*a0o9 o/ 2B4K1%17B3a9: :e-o,0e: a0 a 08@9e,, o/ 5 . T8e

//e*e: +ae* , 8ea)+ :o-e: ga++ a*,e9:e 08 a 08@9e,, o/ 1 %. 5;

N0-e; Se+9 :o-e: 9 ee,, o/ 4K1%17B3 . T8e *e,+0a90 NJ +ae* o/ GaA,

08@9e,, ++ e 6 089 a 0-a+ 0o+e*a9e o/ 1. 5 0o 2. 5.

T8e GaA, 90o9 +ae* , P 0-e; 9=9> :o-e: a0 a o9e90*a0o9 o/ 1B

4K1%1B3

08 a 0-a+ :e-o,0o9 08@9e,, o/ %. 4 %. %5

T8e 9:o +ae* =A+Ga1B>A, , o/ P o9:0)0 0-e 9; :o-e: a0 a

o9e90*a0o9 o/ 1B4K1%1B308 a 0-a+ :e-o,0o9 08@9e,, o/ %. %6 %. %12

. T8e A+9 o90e90 , %FB6F; 9o9a++ %B3F. I9a0)e GaA, 0o Ge I90e*/ae(

T8e g*o08 *a0e; 0e-e*a0*e; 08@9e,, a9: :o-a90 o/ GaA, 0o Ge 90e*/ae ++

e o90*o++e: ,8 08a0 GaA, 0o Ge 90e*/ae , 9a0)e. O-e9 *0 )o+0age o

o/ ,o+a* e++ CIC a,,e+ ++ e ,e: 0o )e*/ 08, *e*ee90.

5. 2. 2. A90BRe/+e0)e Coa09g(

T8e a90B*e/+e0)e oa09g a--+e: 0o 08e /*o90 ,*/ae o/ 08e ,o+a* e++ ++ e +0B

+ae* /+, o/ 00a9 o:e =TO> a9: a+9 o:e. =Al2 O! >. T8, oa09g ++

e :e,g9e: 0o o-0,e 08e a,o*-0o9 o/ 08e ,-ae ,o+a* ,-e0* 8e9 90e*/ae:

08 Do Co*99g DC$3B5%% 0*a9,-a*e90 ,+o9e o)e* g+a,, o9:9g a:8e,)e. T8e

-*oe,,; o90*o+; 0e,0 a9: 9,-e0o9 ++ e9,*e 08a0 08e oa09g ++ 9o0 :e+a9a0e;

:e0e*o*a0e a9: :eg*a:e a9 ,o+a* e++ -a*ae0e*, :*9g ,o+a* -a9e+ /a*a0o9;

0e,0; a,,e+ a9: 9 ,-ae e9)*o9e90 90+ 08e e9: o/ ,,o9 +/e.

5. 2. 3( Co90a0, a9: G*:+9e,(

5.2.3.1 Ma0e*a+(

T8e o90a0, a9: g*:+9e, ++ e o/ go+:B?9Bgo+:B,+)e* o9,0*0o9 /o* 08e /*o90

-Bo90a0 ,:e a9: go+:Bge*a9B9@e+Bgo+:B,+)e* o9,0*0o9 /o* 08e a@ 9B

o90a0 ,:e; :e-o,0e: 9 a )a 8ae* a9: 08e9 ,90e*e:.T8e /*o90 a9: a@ o90a0 ++ e e+:a+e ,9g -a*a++e+ ga- *e,,0a9e e+:9g 0o

90e*o99e0o*,.

T8e -B,:e o99e09g a* e0ee9 08e o90a0 -a:, ++ e o909o,.

5.2.3.2 So+a* e++ 90o9 A*ea(

T8e ,o+a* e++ 90o9 a*ea ++ e +oa0e: o9+ o9 08e --e* e++ ,*/ae.

35


36/88

5.2.4 So+a* Ce++ De9,o9

T8e ,o+a* e++ 08@9e,, 9+:9g Ge ,,0*a0e; MOCD GaA, +ae* a9: o90a0, ++

e 116. % 0o 2%2. % . T8e :e9,o9, ++ e 2%. %66 4%. %1 a9: 08e

0o+e*a9e ++ e %. %762

5.2.5 Co)e* g+a,,

T8e o)e* g+a,, ,e: /o* 08e a,,e+ o/ a CIC ++ 8a)e 08e :e9,o9, o/ 2%. 2%

4%. 2% 08 08e 0o+e*a9e o/ %. %5 T8e o)e* g+a,, 08@9e,, ++ e

15%2% . T8e o)e* g+a,, a0e*a+ ++ e e* o:e ,0a+?e: *o ,8ee0 08

a 9a0*a+ 0Bo9 a)e+e9g08 %/ 355 9a9oe0e*,. T8e 0o- ,:e o/ 08e o)e* g+a,, ++

e oa0e: 08 Mg&2 a90*e/+e0)e oa09g :e,g9e: 0o a?e 08e e+e0*a+ o0-0

o/ 08e CIC,.

5.2.6 Se*e, I90e*o99e0

T8e ,e*e, 90e*o99e0 a0e*a+ ++ e ,+)e* /o+. T8e 90e*o99e0 ++ e :e,g9e:

a9: /a*a0e: 08 o0 o/ -+a9e ,0*e,, *e+e/ +oo- :e,g9e: 0o 08,0a9: 08e*a++

9:e: e8a9a+ :,0o*0o9, :*9g CIC a9: -a9e+ a,,e+.

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Ta+e 5. 2. 1(GaAs solar %ells *pro%red dr&n4 2@@@/2@@2+

;endor #>S. Em%ore

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Ce++ 0-e GaA, S9g+e 90o9

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36


37/88


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38


39/88

0.! #lt&5n%t&on Solar Cells

0. !. 1 Dal 5n%t&on Solar Cells

;endor #>S. Em%ore * Year/2@@2+

Ta+e 5. 3. 1(Dal 5n%t&on solar %ells *pro%red dr&n42@@@/2@@2+


Ce++ 0-e I9GaP#GaA,# Ge :a+ 90o9

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39


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40


41/88

0. !. 2 Ad3an%ed Tr&ple 5n%t&on solar %ells

;endor #>S. Em%ore, USA

Des&4n and %onstr%t&on

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0. !. 2. 1 Solar %ell des%r&pt&on

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41


42/88

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5.3.2.7 Se*e, I90e*o99e0, e0ee9 Ce++(

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5.3.2.$ Co)e*g+a,, 0o Ce++ !o9:9g A:8e,)e

T8e a:8e,)e ,e: 9 o9:9g o/ o)e*g+a,, 0o 08e ,o+a* e++ ++ e 08e ,-ae -*o)e9

DC$3B5%%. T8e o)e*g+a,, ++ e o9:e: 0o 08e e++ a/0e* 08e 90e*o99e0o*, a*e

,o+:e*e: 0o 08e e++.

;endor #>S. Em%ore

Ta+e 5. 3. 2( Ad3an%ed Tr&ple 5n%t&on solar %ells *pro%red dr&n4 2@@2/

2@@$+a+ Des&4n and #e%-an&%al Data

Ce++ 0-e I9 GaP#I9GaA,# Ge T*-+e 90o9

!a,e *e,,0)0 No0 a)a+a+e

SCA De9,o9, 37. 34 =%. %5> K 76. 2 =%.

%5>

Ce++ 08@9e,, # Ma,, 155 *o9, # 3. g, =a)e*age>

42


43/88


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43


44/88


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44


45/88

0. !. ! Impro3ed Tr&ple n%t&on Solar Cells

;endor #>S. Spe%trola'

0.!.!.1 Solar Cell Des%r&pt&on

GaInP2 > GaAs > Ge Sta%= Des&4n

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+ae* , ,e+e0)e+ e08e: aa 0o e-o,e 08e 9:e*+9g A+I9P e)e*8e*e ee-0

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a, -a*a++e+ ga- e+:9g a9 o9,ee90+ e ,e: 08o0 :eg*a:9g e++

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Cell Ele%tr&%al Conta%ts

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P+@9g0o9 S-ae 0e89o+og> , o9:e: 0o 08e e++ ,9g DC$3B5%% a:8e,)e.

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e+o.

Ta+e 5. 3. 3(Impro3ed Tr&ple 5n%t&on solar %ells *pro%red dr&n4 2@@!/

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45


46/88

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Ce++ a,o*0a9e => %. $2

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'+ Ele%tr&%al Data

S0a9:a*: 0e,0 o9:0o9,(



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46


47/88

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3. % K 1%15 %. $47 %. $13 %. 3$ %. 47 %. 766

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47


48/88

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48


49/88

F Solar arra( te%-nolo4( %-o&%e

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08e *oo0 o/ 08e a**a /*o 88 a ,e*e, o/ 89ge: ,o+a* -a9e+, a9 e 9/o+:e:

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o-o,0e /ae ,8ee0. T8, o9/g*a0o9 o/ ,o+a* -a9e+ 08 8o+: :o9 -o90, a9:

89ge, ++ 8a)e a*ea+ a,, :e9,0 o/ 1. 5@g#,. ,8a++ e ,e: /o* o08 GEO a9:

LEO ,,o9,.

Solar Panel S'strate Spe%&)&%at&ons(

S,0*a0e 0-e; e9:o*

Co*e 08@9e,,

&ae ,@9 0-e; a0e*a+; 08@9e,,

I9,+a0o* 0-e; 08@9e,,

S,0*a0e /+a09e,,

D-+e :e-08

!e9:9g *a:,

&*ee9 o/ )*a0o9 a0 -a9e+ +e)e+

Pa9e+ a@ ,*/ae e,,)0

CoBe//e90 o/ +9ea* e-a9,o9

S-e/ eg80

T8e ,eo9: o+9 9 08e ao)e 0a+e ,8a++ e /++e: 08e o9e*9e: -*oe0

-e*,o99e+ a,e: o9 GEO# LEO.

49


50/88

NASA -*og*a;

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M+,0a* a9: EOSBAM ,o+a* a**a,. T8e,e ,,0e, a*e e0*ee+ *e+a+e; ,0o 90o a

o-a0 )o+e; 8a)e *ea,o9a+e :e-+oe: ,0//9e,,; a9: a*e *e+a0)e+ +o o,0.

50


51/88

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,-ae*a/0. T8e a*e ge9e*a++ o*e a,, e//e90 a, -oe* *e*ee90, 9*ea,e.

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o-e00)e ea,e o/ 08e +a*ge -a*a,0 a,,e, o/ 08e* ,--o*09g :e-+oe90

,,0e a9: ,0oage o90a9e*.

C+Con%entrator arra(s

Mo,0 o/ 08e oe*a+ a--+a0o9, e9g -*o-o,e: 0o:a o9,,0 o/ 8g8 -oe* GEO

a,e: ,,0e,; a9: +o 0o e: ea*08 o*0 o9,0e++a0o9, o-o,e: o/ a9

,-ae*a/0. So+a* a**a -oe* *e*ee90, ++ + /*o 5 0o 1% @' *a9ge, o/

0o:a 0o 15 0o 2% @' 089 5 ea*,. Mee09g 08e,e 9e agg*e,,)e GEO a--+a0o9,

++ *e*e o9,:e*a0o9 o/ a+0e*9a0)e a**a 0e89o+oge, 88 9?e

-e*/o*a9e# o,0

I-a0, a0 08e ,-ae*a/0 ,,0e +e)e+ a9: a++o ,g9/a90 o,0 ,a)9g, 08*og8

eo9o, o/ ,a+e.

So+a* a**a -+a0/o*, 88 o9e90*a0e ,9+g80 o90o a ,a++e* a*ea a*e e9g

,e*o,+ o9,:e*e: /o* a9 9e0 ge9e*a0o9 ,,0e, 9 a9 e//o*0 0o ,g9/a90+

*e:e o,0 a9: a,,. I9 ,oe a--+a0o9,; 08e o,0 o/ -8o0o)o+0a, a9: 08e*

+a:o9 o90o ,,0*a0e, *e-*e,e90, a, 8 a, 7%F o/ 08e o,0 o/ a o-+e0e a**a

,,0e. NASA ega9 08e :e)e+o-e90 o/ o9e90*a0o*, 9 08e ea*+ 1$% o* +e9,e,=*e/*a0o*,>. Co9e90*a0o* a**a, a9 o9)e*0 o*e

,o+a* e9e*g 08 a ,a++e* 9e* o/ ,o+a* e++, 08a9 08e 9o9Bo9e90*a0o* a**a,;

0 9o0 08o0 ,oe -e9a+0e,.

To a0*e: a9: /+g80 -*o)e9 o9e90*a0o* ,o+a* a**a :e,g9, a*e 1> Re/+e0)e a9:

2> Re/*a0)e o9e90*a0o* ,o+a* a**a ,0*0*e,.

Re)le%t&3e %on%entrator arra(

Re/+e0)e o9e90*a0o* a**a :e,g9 o9,,0, o/ a *g: ,o+a* -a9e+ ,+a* 0o 08e *g:

-+a9a* a**a a9: 08e *e/+e0)e o9e90*a0o*, /o* ,9+g80 o9e90*a0o9. T8e

*e/+e0)e o9e90*a0o*, o9,,0 o/ +a*ge 089 /+ ,8ee0, 8e+: a0 08e* /o* o*9e*, a9:-o,0o9e: a0 a9 a9g+e o9 o08 ,:e, o/ ea8 -a9e+. T8e *e/+e0o* ,8ee0, a*e

0e9,o9e: ,-*9g e+ee90, a0 ea8 o*9e* a9: a*a0e+ -o,0o9e: 08 *e,-e0

0o 08e -a9e+ 08 0e08e* o*:,. D*9g +a98 08e *e/+e0o*, a*e o-*e,,e:; /o+:e:

a9: ,0oe: 0o 08e a@ o/ ,o+a* -a9e+,. A, 08e 9g ,+o+ :e-+o,; 08e *e/+e0o*, a*e

*e+ea,e: a0 ,-e/ 9g ,8a-e o9/g*a0o9, a9: 08e9 *o0a0e: 90o 08e -o,0o9 a9:

/e: ,9g +a-9g e8a9,.

51


52/88

Re)ra%t&3e %on%entrator arra(

Re/*a0)e o9e90*a0o* ,o+a* a**a o9,,0, o/ +g80eg80 o-o,0e ,,0*a0e a9:

,0*e08e: a*8e: +e9, o9e90*a0o*, =SLA> a*e a:e 08 ,+o9e a:8e,)e. T8e

o-o,0e ,,0*a0e a0, a, *a:a0o* a9: o90*o+, 08e 08e*a+ 8a*a0e*,0, o/ 08e

,o+a* a**a. P8o0o)o+0a ,o+a* e++, a*e o90e: o9 o-o,0e ,8ee0. T8e ,o+a* a**a

08 o9e90*a0o* e+ee90,; o-o,0e *a:a0o* ,8ee0, a9: -8o0o)o+0a *ee)e*, a*e

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e+ee90, a*e )e* 089 a9 e0*ee+ o-a0 ,0oage )o+e a9 e a8e)e:. O9e

08e a**a , 9 o*0; 08e ,o+a* a**a :e-+o,; -e*o:a++ a+o9g 08e +e9g08 o/ 08e

a**a; -o-B- +e9, a*8e, -*o):e +a0e*a+ a9: )e*0a+ +e9, -o,0o9 o90*o+. '8e9 08e

e0e9:e: ea , /++ :e-+oe:; 08e +e9, /+ /o*, o9e ,0*e08e: e*a9e +ae*

a9: 08e o-o,0e *a:a0o* ,8ee0 /o* a9o08e* -a*a++e+ ,0*e08e: e*a9e +ae*.

&o* o08 0-e, o/ o9e90*a0o* a**a :e,g9,; 8g8 e//e9 +090o9 ,o+a* e++,

a*e -*e/e*a+e.

52


53/88

. SOLAR ARRAY DESIGN

T8e !a, :e,g9 -*oe,, 9+:e,(

1. M,,o9 Re*ee90

2. Poe* Re*ee90

3. So+a* a**a ,?9g

M,,o9 Re*ee90 9+:e,(

M,,o9 o-e*a0o9 o:e,

O*0 a9: 9+9a0o9

M,,o9 +/e

#&ss&on operat&on modes(

T8, 9+:e,(

La98 :a0e

T*a9,/e* o*0

O9 o*0

A-ogee

Pe*gee

I9+9a0o9

M,,o9 e)e90,

So+a* :,0a9e

No. o/ E+-,e,

A9a+?9g *e*ee90, 9+:e, -e*/o*a9e; 90e*/ae, a9: -8,a+ 8a*a0e*,0,.

De,g9 0*a:e, 9+:e, ://e*e90 0-e, o/ ,,,0e o-o9e90, a9: o9e-0,;

,e+e0o9 *0e*a a9: :e,g9 /a0o*, /o* ,-e/ ,,o9.

&o* 08e 0*a:e o// ,0:e, :e,g9 :*)e*, o* @e -e*/o*a9e *e*ee90, a*e o/ g*ea0

-o*0a9e ea,e 08e 8a)e g*ea0e,0 -a0 o9 e//e0)e o-e*a0o9; eg80 a9:

o,0 o/ ,,,0e. A++ 8oe, ,0 ee0 :e,g9 *e*ee90, 089 ,0a+e

a*g9,.&*,0 a,e+9e , 0o @9o 08e eg80 :ge0 a9: -oe* :ge0 /o* 08e g)e9 ,,o9.

&o* :e,g9 o/ -oe* ,,0e; 08e -oe* :ge0 9ee:, 0o e e,0a0e: a::9g 08e

-a+oa:, -oe* *e*ee90, 0o -oe* e,0a0e, /o* S#C , ,,,0e,.

To :e,g9 a ,o+a* a**a; 08e :e,g9e* ,0 /*,0 :e0e*9e 08e ,,o9 +/e a9:

a)e*age -oe* *e*ee90, o/ 08e ,-ae*a/0. T8e a**a ,0 e :e,g9e: 0o ee0

53


54/88

08e -oe* *e*ee90, o/ 08e ,-ae*a/0 a0 e9: o/ +/e. =EOL>. T8, 08e -oe*

o0-0 ++ e o)e*,?e: /o* 08e eg999g o/ +/e *e*ee90,. =!OL>.

"e :e,g9 ,,e, /o* ,o+a* a**a, 9+:e S#C o9/g*a0o9; *e*e: -oe* +e)e+

=-ea@ a9: a)e*age >; o-e*a09g 0e-e*a0*e,; ,8a:o9g; *a:a0o9 e9)*o9e90;

++9a0o9 o* o*e90a0o9; ,,o9 a9g+e; a,, a9: a*ea; o,0 a9: *,@. T8e

o-e*a09g 0e-e*a0*e o/ 08e a**a , a @e ,,e ea,e 08e ,o+a* e++, -e*/o*a9e

:e-e9:, o9 0e-e*a0*e.

. 1 GEO

. 1. 1 Introd%t&on

T8e o9e-0, e89: 08e e+e0*a+ :e,g9 o/ a ,o+a* a**a /o* ,e o9 a 08*ee a,

,0a+?e:

GeoB,0a0o9a* o9a0o9 ,a0e++0e , :e,*e:.

T8e 12 0o 15 ea* E9: o/ L/e =EOL> A09 E9o -o90 , ,a++ 08e :e,g9

:*)e* /o* ,o+a* a**a, o/ +a*ge ,?e. T8e ,0*0*e o/ 08e a**a , a,,e: 0o e a

*g: :e-+oa+e a**a; ,--+9g a *eg+a0e: ,-ae*a/0 -oe* ,.

.1.2 In&t&al Re:&rements

T8e -oe* :ge0 9 ,9+0 a9: e+-,e o9:0o9, ,8a++ e :e/9e: 08e -*oe0.

T8e9 -oe* o0-0 *e*e: /*o 08e ,o+a* a**a , :e/9e: 08e o)e*a++ -oe*

:ge0 /o* 08e ,a0e++0e 08 a 5F a*g9 a::e: 0o 08e ,,o9 *e*ee90. De 0o

,?e; a,, a9: o,0 o9,0*a90, /o* ,-ae a--+a0o9,; 08e ,o+a* a**a :e,g9e*

,8o+: e9,*e 08a0 08e ,o+a* a**a ,?e , 9o gge* 08a9 0 9ee:, 0o e. So+a* a**a

-*o:e, e0*a -oe* a0 ,,o9 ,0a*0 ,o 08a0 -oe* *e*e: a0 ,,o9 e9: ,

a)a+a+e. To o08e* ao* :e,g9 a, a*e 0o @ee- 08e a,, a9: o,0 o/ 08e a**a 0o

a 9 8+e ,--+9g 08e :e,*e: -oe* 0o 08e ,-ae*a/0 a0 a++ 0e,. T8e

a,, a9: o,0 *e*ee90, a*e *e+a0e:; a, a9 a,, ,a)9g, ++ +0a0e+ *e:e

08e o,0 o/ 08e +a98. A+,o 08e 0e89o+og ,0 e a)a+a+e 08 ae-0a+e a9:

a*a0e :e,g9 :a0aa,e 089 08e 9ee,,a* 0e /*ae.

Solar arra( des&4n re:&rements )or GEO

1. T8e a**a ,8a++ :e+)e* *e*e: -oe* a, :e/9e: 08e ,,o9 a0 e9: o/ +/e;e9o

08 o9e ,0*9g a*g9 o* 5F a*g9 =88e)e* , -o,,+e> a0 08e g)e9 ,

)o+0age

a9: a+,o :e+)e* 08e -oe* *e*e: a0 08e e9: o/ ,-e/e: 9e* o/ 0*a9,/e*

o*0,.

54


55/88

2. T8e a**a -oe* , 0o e *eg+a0e: a0 08e , )o+0age a ,ee90a+ ,089g

,890

*eg+a0o* . T8e ,09g **e90 ,8a++ e +0e: 0o 08e ,-e/e: )a+e =Ne* e++,

9

-a*a++e+ ,8a++ e :e:e: ao*:9g+. >

3. T8e a**a ,8a++ ,*))e 0e-e*a0*e, e0ee9 13%%C a9: B16%%C a0 1%B6 o/

Hg

P*e,,*e.

!. T8e a**a ,8a++ e -*o0e0e: /*o 8o0,-o0,; ,8a:o9g a9: e+e0*o,0a0

8a*g9g.

$. T8e a**a ,8a++ 08,0a9: -a*0+a0e *a:a0o9 e9)*o9e90.

0. T8e a**a ,8a++ 08,0a9: 08e e8a9a+ +oa:9g :e 0o +a98; ,e-a*a0o9; a9:

:e-+oe90. &o* :e,g9; +a98 +oa:, ,8a++ e o9,:e*e:.

F. T8e a**a 90e* -a9e+ 8a*9e,, ,8a++ o//e* 9a+ *e,,0a9e 0o 08e a**a

:e-+oe90.

. S9g+e -o90 /a+*e, ,8a++ e a)o:e:.

B. !a00e* 8a*g9g ,8a++ e ao-+,8e: 8a*ge* ,0*9g,# 8a*ge* a**a, .

D//e*e90 8a*ge **e90 *a0e, ,8a++ e -o,,+e 8oo,9g a--*o-*a0e -a*a++e+

o9a0o9.

. C8a*ge* a**a *0, ,8a++ e -+ae: o9 -a9e+ e:ge, /o* e00e* 8ea0 :,,-a0o9.

[email protected] ,o+a* a**a ,0*9g :e,g9 ,8a++ 0a@e a*e o/ Ha*9e,, )o+0age :*o-, a9:

,0a9:a*: +o,, /a0o*,.

11.S0*9g +ao0 ,8a++ 0a@e a*e o/ /a*a0o9 ea,9e,, o/ 08e *0,.

12.S?e o/ 08e a**a ,8a++ ee0 08e ,0oage *e*ee90, -o,e: 08e +a98

)e8+e.

1!.Ma,, o/ 08e a**a ,8a++ ee0 08e ,,o9 *e*ee90,.

T-e poer o) t-e solar/4enerator &s de)&ned '( t-e )ollo&n4 data/

M,,o9 L/e

O*0 0-e a9: 9+9a0o9

!, )o+0age

No. o/ 0*a9,/e* o*0

O-e*a09g )o+0age o/ ,o+a* a**a

Te-e*a0*e 9 o*0 = :e-e9:, o9 ,ea,o9> Ra:a0o9 :o,age +e)e+ /o* g)e9 ,,o9 +/e

P+a,a e9)*o9e90

U *a:a0o9

S9 +g80 90e9,0 =:e-e9:, o9 ,ea,o9; a9g+e; e+-,e -e*o:; ,o+a* :,0a9e>

Ce++ ,8a:o9g

De-+oe: a*ea

55


56/88

M9 -oe* *e*e: 08e ,,o9 a0 e9: o/ +/e a0 e9o o9:0o9 a0 08e

g)e9 , )o+0age

T8e -oe* o/ 08e ,o+a* ge9e*a0o*; :e0e*9e: 08e *e*e: 9e* o/ ,o+a* e++,

a9: 08e 9o9a+ ,o+a* e++ -oe* , *e:e: ,e*e, o/ /a0o*,; 88 o9,:e*

0e89a+ a9: ,,o9 o9,0*a90,; ,-ae *a:a0o9 a9: 0e-e*a0*e +e)e+.

Ta@9g 90o ao90 08e ,-e/e: -oe* a9: eg80 o9,0*a90,; 08e a)a+a+e ,o+a*

a**a ,0*0*e,; 08e a--+a+e -oe* +o,, /a0o*, a9: ,o+a* e++ -*oe,,9g a,-e0,;

08e ,o+a* e++ 8oe ,8a++ e a:e .

S,0e 0*a:e ,0:e, ++ 8e+- 9 9:e*,0a9:9g ,oe o/ 08e *e+a0)e a:)a90age, o/

://e*e90 0-e, o/ ,o+a* e++,

Ea8 ,,o9 -*o/+e 0-a++ *e,+0, 9 ,-e/ :e,g9 -a*ae0e*, ,8 a, e++ a9:

o)e* ,?e a9: 08@9e,,; *a:a0o9 :eg*a:a0o9; 0e-e*a0*e o/ o-e*a0o9; e0.

.1.! Solar arra( s&9&n4

O9e 08e ,,o9 ,-e/a0o9 8a, ee9 /e:; 08e 9-0, /o* 08e *a:a0o9 a9:

08e*a+

E9)*o9e90 08a0 08e ,-ae*a/0 ++ e9o90e* , *e*e:.

. 1. !. 1 On/or'&t/rad&at&on en3&ronment

T8e a9 ,o*e, o/ e9e*ge0 -a*0+e, 08a0 a*e o/ o9e*9 0o ,-ae*a/0 :e,g9e*,

a*e(

1> -*o0o9, a9: e+e0*o9, 0*a--e: 9 08e a9 A++e9 e+0,

2> Hea) o9, 0*a--e: 9 08e ag9e0o,-8e*e

3> Co, *a -*o0o9, a9: 8ea) o9,

4> P*o0o9, a9: 8ea) o9, /*o ,o+a* /+a*e,

T8e +e)e+, o/ a++ 08e,e ,o*e, a*e a//e0e: 08e a0)0 o/ 08e ,9. T8e ,o+a* +e

, :):e: 90o 0o a0)0 -8a,e,( 08e ,o+a* 9 a9: 08e ,o+a* a. A9

a)e*age +e +a,0, ao0 11 ea*, 08 08e +e9g08 )a*9g /*o $ 0o 13 ea*,.

Ge9e*a++; 08e o:e+, o/ 08e *a:a0o9 e9)*o9e90 *e/+e0 08e -a*0+e +e)e+ 8a9ge,

9 ,o+a* a0)0.

T8e *a:a0o9 e9)*o9e90 a0 ,98*o9o, a+00:e *a9@ a, /o++o, /o* +o9ge*

,,o9, :*9g -e*o:, o/ ,o+a* a0)0(1. So+a* /+a*e -*o0o9, o9 ,0a0o9

2. T*a--e: e+e0*o9,

3. T*a--e: e+e0*o9, a9: -*o0o9, :*9g 0*a9,/e* o*0,.

T8e 0o0a+ *a:a0o9 e9)*o9e90 a,e, 0o *a:a0o9 o-o9e90, 0o e90e* 08e ,o+a*

e++( O9e 08*og8 08e o)e*g+a,, =/*o90> a9: o9e 08*og8 08e ,,0*a0e. =a@>

56


57/88

Rad&at&on 8len%e Pred&%t&on(

T8e *a:a0o9 a9a+,, a++a0e, a9 a,o*e: :o,e 08a0 08e ,o+a* e++ 90o9

*ee)e, /o* a g)e9 ,,o9 :*a0o9. To -e*/o* 08, a o9)e*,o9 , :o9e 0o 8a9ge

a++ 08e e9e*g ,-e0*a /o* 08e -a*0+e, 08a0 08e e++ ++ e9o90e* /o* 08a0 -a*0+a*

o*0 90o 1Me e+e0*o9 e)a+e90 e9e*g a9: 08e *e,+0 ++ e a /90o9 o/ 08e

,8e+:9g :e9,0. T8e o9)e*,o9, a*e a,e: o9 e-*a++ :e*)e: :aage

oe//e90,. = Re/. H. Y. Ta:a

. R. Ca*0e*; *. 1$77; So+a* e++ Ra:a0o9 Ha9:oo@>

T8e e9e*g ,-e0*a a9 e :e*)e: /*o 08e a08ea0a+ o:e+, 08a0 :e,*e 08e

Ea*08


58/88

Ta+e ( 7B2 Ea*08 O*0 Ra:a0o9(

A--*oa0e A+00:e Ra9ge = @ > Ra:a0o9 Pa*0+e,

% 0o 25% Neg+g+e25$ 0o 16%% T*a--e: e+e0*o9, a9: -*o0o9,

16%% 0o 5%; %%% =9+:e, ,98*o9,

a+00:e o/ 35; 76>

T*a--e: e+e0*o9, a9: ,o+a* /+a*e -*o0o9,

a9: a+-8a -a*0+e,

Ao)e 5%; %%% ,o+a* /+a*e -*o0o9, a9: a+-8a -a*0+e,

S-&eld&n4 T-&%=ness Determ&nat&on

To a /*,0 o*:e* a--*oa0o9; 08e ,8e+:9g e//e0)e9e,, o/ a ,o+a* e++ o)e* ,

-*o-o*0o9a+ 0o 08e a,, :e9,0 o/ 08e ,8e+:9g a0e*a+. S8e+: 08@9e,, , ,a++

e-*e,,e: 9 90, o/ = a,, :e9,0 > K = S8e+: 08@9e,, > o* a,, -e* 90 a*ea.

Pro%edre )or 1 #e; )len%e Anal(s&s

T8e 1 Me /+e9e ,0 e :e0e*9e: /o* ,-e/ /*o90 a9: a@ ,8e+:9g 08@9e,,

ea,e 08e ,8e+:9g e//e0)e9e,, 8a9ge, 08 08e 9:e90 *a:a0o9 -a*0+e 0-e

a9: -a*0+e e9e*g; a9: 08e e0ee9 ://e*e90 -a*0+e, a, e++ a, 08e* e9e*g

:,0*0o9, 8a9ge 08 o*0 a+00:e a9: o*0 9+9a0o9. T8e /o++o9g Ta+e

-*o):e, a o9)e9e90 /o*a0 /o* *eo*:9g a9: ,9g o/ 08e o-0e: 1 Me

/+e9e )a+e,.

Ta+e 7. 1( Ta+a0o9 o/ 1 Me &+e9e Co-o9e90,

O*0 Pa*0+e, 1 Me &+ e. #,.

#*

1 Me &+ e. #,.

&*o90 !a@ &*o90 !a@

T*a9,/e* o*0

BBBBB o*0,

T*a--e:

e+e0*o9,

T*a--e: -*o0o9,

S0o0a+

O9BO*0

BBBBBB ea*,

T*a--e:

e+e0*o9,

T*a--e: -*o0o9,

&+a*e -*o0o9,

S0o0a+

To0a+

G*a9: 0o0a+ &*o90 !a@

58


59/88

S8e+: 08@9e,,(

&*o90

!a@(

P*oe:*e (

T8e ge9e*a+ -*oe:*e /o* e,0a09g 08e ,o+a* e++ :aage e)a+e90 1 Me /+e9e

, a, /o++o,(

De0e*9e 08e *e*e: 9-0,

De0e*9e 08e1 Me /+e9e o-o9e90, a, :e/9e: 9 Ta+e 7. 1; e90e*9g 08e

,o+a* e++ /*o 08e /*o90 ,:e /o* 9/90e a@ ,:e ,8e+:9g.

De0e*9e 08e1 Me /+e9e o-o9e90, a, :e/9e: 9 Ta+e 7. 1; e90e*9g 08e

,o+a* e++ /*o 08e /*o90 ,:e /o* 9/90e /*o90 ,:e ,8e+:9g.

E90e* a++ 1 Me /+e9e o-o9e90, a, 9 Ta+e 7. 1 a9: , -.

A9a+,, 9-0,(

Re*ee90, /o* a++ ,,o9, (

La98 :a0e

M,,o9 :*a0o9

C8a*a0e*,0, o/ 0*a9,/e* o* -a*@9g o*0,

Ne* o/ 0*a9,/e* o* -a*@9g o*0,.

De,g9 :a0a

A::0o9a+ *e*ee90,(

A-ogee =/a*08e,0 -o90 /*o ea*08>

Pe*gee =9ea*e,0 -o90 0o ea*08>

I9+9a0o9 =a9g+e e0ee9 08e o*0 -+a9e a9: 08e ea*08

De,g9 :a0a(

A9 a::0o9a+ *e*e: 9-0 , 08e ,o+a* e++ /*o90 a9: a@ ,:e ,8e+: 08@9e,,.

. 1. !. 2 T-ermal anal(s&s

Te-e*a0*e , a9o08e* ao* /a0o* 9 08e -e*/o*a9e o/ ,o+a* a**a. A**a


60/88

I90a+ o9:0o9, /o* 08e 08e*a+ a9a+,, oe /*o a @9o+e:ge o/ 08e 9o9a+

,o+a* a**a 0e-e*a0*e =/*o ea,*e: o-0a+ -*o-e*0e, o/ ,o+a* e++, a9: 08e

o9:a* o9:0o9, -o,e: ,-ae*a/0 ,0*0*e> a9: 0e-e*a0*e oe//e90,

/o* )a*o, ,o+a* e++ -a*ae0e*,; 9+:9g e//e9; ea,*e: o)e* a *a9ge o/

*a:a0o9 /+ )a+e,. T8e,e )a*a+e, a*e 08e9 ,e: a, /ee:a@ 9 08e 08e*a+

a9a+,, 0o -*e:0 08e ,o+a* e++ 0e-e*a0*e, a0 EOL.

T8e -a*ae0e*, 9ee,,a* /o* -*e:0o9 o/ ,o+a* a**a 0e-e*a0*e 9 o*0 a*e g)e9

e+o(

&*o90 ,:e e,,)0 IR e,,)0 =8e*0a++> o/ o)e*g+a,,

&*o90 ,:e a,o*-0a9e ,o+a* e++ a,o*-0)0

Rea* ,:e e,,)0 ,o+a* -a9e+ e,,)0

Poe* :*a9B 08e ,-e/ -oe* :*a9 /*o 08e ,o+a* e++ e9: o/ +/e a, a

*e,+0 o/ o*0 :eg*a:a0o9

V

Ta'le 7. 1 Te-e*a0*e o,e*)e: 9 GEO o*0 /o* )a*o, 0-e o/ ,o+a* e++, ,e:

9 ISRO M,,o9,( = +@e INSAT 2 # 3 Se*e,; GSAT 1# 2# 3>

Temperatre o'ser3ed *#a6&mm+ on rear s&de o) solar panels &n de4. C

* Telemetr( error H>/ 1. B de4. C +

Sea,o9 S +a*ge a*ea e++,

=4 6 ,. >

GaA, e++, M+0 90o9

e++,

T*a9,/e* o*0BSS 6 B B

E9o $1 $$ B

O9 o*0B SS 25 3% 2$

'S 3%

EQK 35 36. 5 37

Te-e*a0*e g*a:e90 9 TO /*o *ea* 0o /*o90 ,:e o/ 08e -a9e+ 2 0o 5 :eg. C

Te-e*a0*e g*a:e90 9 OO /*o *ea* 0o /*o90 ,:e o/ 08e -a9e+ 14 :eg. C

. 1. !. ! Solar %ell per)orman%e

60


61/88

O9e 08e -*e:0e: *a:a0o9 :o,age a9: 0e-e*a0*e o/ 08e e++, a0 EOL a*e @9o9;

08e 9e0 ,0e- , 0o o9,0*0 08e e++ I C8a*a0e*,0, /*o 08e :o:e ea0o9.

. 1. !. $ Solar arra( s&9&n4(

O9e 08e -a*0+a* ,o+a* e++ -e*/o*a9e , @9o9 ,9g 08e -*e:0e: 08e*a+ a9:

*a:a0o9 e9)*o9e90; 08e ,o+a* a**a ,?e a9: :e,g9 a9 e o*@e: o0.

T8e ,0e-, 9)o+)e: a*e(

a> M9 a**a )o+0age

> Ne* o/ ,o+a* e++, 9 ,e*e, 9 a ,0*9g

> Ne* o/ ,o+a* e++, 9 -a*a++e+ *e*e: 0o ge9e*a0e 08e o-e*a09g **e90 o/ 08e

a**a

:> To0a+ a*ea o/ ,o+a* a**a *e*e:

e> S09g :,0*0o9 -e* !,

a+ #&n&mm arra( 3olta4e

M9 a**a )o+0age a :

'8e*e

a M9 a**a )o+0age

,-ae*a/0 +oa: o* a00e* , )o+0age

: a**a +o@9g :o:e /o*a*: )o+0age :*o-

To0a+ *9g )o+0age :*o- e0ee9 ,o+a* e++, a9: ,-ae*a/0 +oa: o* 08e a00e*

=9

!o08 +)e a9: *e0*9 +9e,> a9: :e-e9:, o9 0o0a+ *e +e9g08 a9: gage

T8e )a+e o/ , -*oe0 :e-e9:e90 . a+e /o* : , a*o9: %. 7 /o* S+o9

:o:e,. a+e o/ , -*oe0 :e-e9:e90.

Total ;olta4e Drop de to arness and d&ode &s %al%lated as )ollos

Step 1 To %al%late t-e 3olta4e drop pto S-nt

Re,,0a9e o/ S-e 55 *e WR1< o8, -e* e0*e.

To0a+ +e9g08 o/ 08e *e ,e: /o* L)e a9: Re0*9 /*o !, !a* 0o Co99e0o* L1

e0*e.

To0a+ Re,,0a9e o/ 08e *e /*o !, !a* 0o Co99e0o* R1 L1 O8, BBB= 1 >I90e*-a9e+ 8a*9e,, '*e +e9g08 L2 e0*e

I90e*-a9e+ 8a*9e,, *e,,0a9e R1 L2 O8, BBB=

2>

Yo@e 0o SADA '*e +e9g08 L3 e0*e

Yo@e 0o SADA '*e +e9g08 *e,,0a9e R1 L3 O8, BBB= 3 >

61


62/88

Co90a0 Re,,0a9e R2J O8, BBB=

4 >

Ne* o/ '*e, ,e: -0o S890 9 BBBBBBBBBBBB =

5 >

To0a+ Re,,0a9e -0o S890 X =1> =2> =3> =4> # = 5 > BBBBBBBBBBBB =

6 >

Ma S0*9g C**e90 I J 9 A-, BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB = 7

>

o+0age :*o- -0o S890 S =6> =7> BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB

= >

Do:e :*o- =9 08e a,e o/ M Ce++ ,0*9g,> :1 o+0, BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB

= $>

Step 2 To %al%lae t-e ;olta4e drop )rom SADA to

Co90a0 *e,,0a9e R3J O8,

BBBBBBBBB= 12 >

Ne* o/ '*e, ,e: /*o SADA 0o !, 9

BBBBBBBBBBBBBBBBBB= 13 >

To0a+ Re,,0a9e /*o S890 0o !, Ca-a0o* X =11> =12> #

= 13 >BBBBBBBBBBBBB= 14 >

Ma !, C**e90 I J A-,

BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB= 15 >

o+0age :*o- /*o SADA 0o !, S! =14> =15> BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB

= 16 >

Do:e :*o- /*o SADA 0o !, :2BBBBBBBBBB= 17 >

Total ;olta4e Drop ;S H ;d1H ;S Nm'er o) solar %ells &n ser&es &n a str&n4(

A ,//e90 9e* o/ ,o+a* e++, ,0 e e+e0*a++ o99e0e: 9 ,e*e, 0o -*o):e

08e , )o+0age -+, a9 )o+0age :*o-, 9 08e +o@9g :o:e, a9: 9 *9g. T8e

*e*e: 9e* o/ e++, 9 ,e*e, N, , g)e9 08e ea0o9(

N, = : > # =o- a0 EOL> BBBBBBBBB=2>

62


63/88

'8e*e o- So+a* e++ e9: o/ ,,o9 :eg*a:e: o0-0 )o+0age a0 o-e*a09g -o90

a9: 9:e* o-e*a09g 0e-e*a0*e a9: 90e9,0.

;op o) t-e 4&3en %ell at EOL &s %al%lated as )ollos

1> &*,0 ,0e- (

A--+ +o,, /a0o*, 9 )o+0age :e 0o /a*a0o9 a9: *a:a0o9 /o* 08e g)e9 ,,o9

+/e 0o o- o/ 08e ,o+a* e++ 0-e ,e: a0 2 :eg. C

o- a0 2 :eg. C &a*a0o9 +o,, /a0o* 9 )o+0age Ra:a0o9 Deg*a:a0o9 9

)o+0age

2> Seo9: ,0e- (

A--+ o9 o*0 0e-e*a0*e /o* 08e ,o+a* e++ ,e: (

o- a++a0e: 9 ,0e- 1 0e-*. oe//90 9 )o+0age = To- To>

'8e*e

To- :e,g9 0e-e*a0*e 88 , 08e a)e*ge o/ 0e-*. SS a9: 0e-* e9o

Te-e*a0*e a0 SS a9: 0e-e*a0*e a0 e9o a9 e 0a@e9 /*o 08e /+g80 :a0a

o,e*)e: 9 o*0 /o* 08e 0-e o/ e++ ,e: o* a9 e a++a0e:.

To Ca+*a0o9 0e-e*a0*e o/ 08e ,o+a* e++ a9: 2 :eg. C =9o*a++ ,e:>

> Ne* o/ e++, 9 -a*a++e+ (

To a++a0e 08e 9o. o/ e++, 9 -a*a++e+; 08e -oe* *e*ee90 :e/9e: 08e ,,o9

5F a, a a*g9 ,8a++ e 0a@e9 a9: **e90 o/ 08e e++ 0-e ,e: a0 08e o-e*a09g

)o+0age a0 e9: o/ ,,o9 +/e 9:e* o-e*a09g 0e-e*a0*e 9 o*0 a9: 90e9,0 ,8a++

e a++a0e:.

N- =**e90 o-e*a09g )o+0age o/ 08e a**a EOL> #= Io- o/ 08e e++ a0 EOL> BB

=4>

'8e*e Io- o/ 08e a**a =Poe* *e*e: EOL 5F a*g9> # O-e*a09g )o+0age

o/ 08e ,o+a* a**a

Io- o/ 08e e++ a0 EOL , a++a0e: a, /o++o,(

S0e- 1(

Io- a0 2 :eg. C /a*a0o9 +o,, /a0o* 9 **e90 Ra:a0o9 :eg*a:a0o9I9 **e90 /o* 08e e++ 0-e ,e: EOL

S0e- 2(

Io- o/ 08e e++ 0-e /*o ,0e- 1 0e-*. oe//e90 o/ 08e e++ 9 **e90= To- To>

d+ Total solar arra( area re:&red(

63


64/88

1>O9e 9e* o/ ,o+a* e++, 9 ,e*e, a9: -a*a++e+ a*e a++a0e:; 0o0a+ 9e* o/

,o+a* e++, *e*e: N, N-. A*ea o/ 08e 0o0a+ 9o. o/ ,o+a* e++, ,8a++ 08e9 e

a++a0e: a, = :e9,o9 o/ 08e e++ 9+:9g ga- 9 ,e*e, a9: -a*a++e+ N,N->

2>A*ea o/ 89ge,; 8o+: :o9 -o90, a9: 8a*9e,, a*ea ,8a++ e a++a0e: 88 ,

9o*a++ oe, a*o9: 0o 1%F 0o 12F. T8, ea9, 08e a*ea a)a+a+e /o* -a@9g

,o+a* e++, , F 0o $%F = . e 08e -a@9g /a0o*>

3> So+a* a**a a*ea *e*e: 0o ge9e*a0e 08e *e*e: -oe* a0 o-e*a09g )o+0age

A*ea o/ 08e 0o0a+ 9o. o/ ,o+a* e++, Pa@9g /ao*

e+Str&n4 d&str&'t&on per

Note T-e solar arra( area %al%lat&on met-od &s t-e same )or 'ot- GEO and

LEO e6%ept t-at t-e rad&at&on and temperatre data )or t-e %ell t(pe s-old

'e appl&ed )or LEO m&ss&on l&)e and or'&t %ond&t&ons

. 1. !. 0 Loss )a%tors

D//e*e90 +o,, /a0o*, ,e: /o* o-09g 08e ,o+a* a**a ,?e /o* o08 LEO a9: GEO

,,o9 a--+a0o9, /a++ 90o 08*ee a9 g*o-,(

O-e*a0o9a+ o*0a+ +o,, /a0o*,; 08e /a*a0o9 +o,, /a0o*,; a9: 08e /+g80 +o,,

/a0o*,.

Ta+e 7. 2 +,0, 08e 0-a+ +o,, /a0o*, o/ a++ 08*ee a0ego*e, 08a0 o+: e ,e: /o*

,o+a* a**a ,?9g.

Ta+e 7. 2 So+a* a**a +o,, /a0o*, /o* -+a9a* a**a,(

Loss 8a%torsGEO > LEO

1. Or'&tal Loss 8a%tors

So+a* 90e9,0 /a0o* =D> Sea,o9 :e-e9:e90

O*0a+ 9+9a0o9 Sea,o9 :e-e9:e90

O-e*a09g 0e-e*a0*e /a0o*

=D0>

So+a* e++ :e-e9:e90 a9: ,ea,o9 :e-e9:e90

64


65/88

2. =135. 3 '#,. > :e 0o 08e )a*9g

:,0a9e o/ 08e ea*08 0o 08e ,9.

T8e ,o+a* a**a, o9 GEO ,a0e++0e, a*e ,e0 0o a 9e* o/ /a0o*, 88 a9 *e,+0

9 ,g9/a90 /+0a0o9, 9 08e ao90 o/ -oe* a)a+a+e 0o o9oa*: ,,0e,. To

65


66/88

eg9 08; 08e -o,0o9 o/ 08e ,a0e++0e *e+a0)e 0o 08e ,9 )a*e, 08*og8o0 08e ea*.

A, 08e ea*08 goe, a*o9: 0, o*0; 0, :,0a9e /*o 08e ,9 8a9ge, /*o a

9 o/ %. $3 a,0*o9oa

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