卫星电源预算
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航天工程 · Spacecraft Engineering

卫星电源预算计算工具

实时计算太阳能电池阵面积、蓄电池容量、地影时间、放电深度(DoD)和EOL功率。支持LEO、MEO和GEO轨道场景的航天器电源系统设计。

轨道参数
轨道高度 h 500 km
LEO: 200–2000 · MEO: 2000–35786 · GEO: 35786
轨道倾角 i 51.6 °
太阳能电池阵参数
转换效率 ηsa 28.0 %
硅:14–18% · GaAs:28–32% · 三结:35%
线路效率 ηwire 95.0 %
年衰减率 d 2.5 %/yr
设计寿命 L 5 年
功率需求 · 蓄电池
卫星功耗 Psat 500 W
允许放电深度 DoD 30 %
蓄电池电压 Vbat 28.0 V
轨道周期 (min)
地影时间 (min)
日照率 (%)
太阳能电池阵面积 (m²)
蓄电池容量 (Wh)
EOL功率比 (%)

设计公式

轨道周期:$T_{orb} = 2\pi\sqrt{\dfrac{(R_e+h)^3}{\mu}}$

地影时间:$T_e = \dfrac{T_{orb}}{\pi}\arcsin\!\left(\dfrac{R_e}{R_e+h}\right)$

EOL功率:$P_{EOL} = P_{BOL}(1-d)^L$

蓄电池容量:$C_{bat} = \dfrac{P_{sat} \cdot T_e}{DoD \cdot \eta_{bat}}$

设计要点: 始终以EOL条件验证电力收支。GEO卫星在春秋分前后地影最长可达72分钟,需重点关注蓄电池充放电管理。LEO卫星每天约完成15个轨道周期(每年约5500次循环),DoD控制是决定蓄电池寿命的关键因素。
参数BOL值EOL值单位