本发明涉及太阳能电池热管理，尤其是涉及一种浮空器太阳能电池阵列隔热散热系统及其控制方法。
背景技术：
1、浮空器单次运行时间较长，仅依靠储能电池无法携带足够所用用电设备消耗的能源，利用太阳能电池将太阳能转换为电能是浮空器获取源源 不断能源的主要方式。太阳能电池阵列部署在浮空器上表面，太阳能电池受太阳辐射会导致太阳能电池温度上升，太阳能电池温度高于浮空器蒙皮温度。太阳能电池经浮空器蒙皮向浮空器囊体内部气体传热，会引起浮空器超热和超压现象，影响飞行安全。
2、目前，减少太阳能电池向浮空器内部过渡传热的主要方式是隔热，在太阳能电池与浮空器蒙皮之间铺设隔热层，可以有效就降低浮空器内部气体温度，减小与外界大气之间的最大压差。然而，太阳能电池的能量输出受温度影响显著，充分隔热会带来太阳能电池温度大幅度升高，降低太阳能电池能量转换效率。浮空器囊体为轴对称结构，其表面接收到的太阳辐射和温度分布并不均匀，太阳辐射强的区域，热效应对太阳能电池阵列能量输出的削弱最为强烈。
技术实现思路
1、为了在有限配重和有效隔热的情况下对浮空器太阳能电池板进行散热，本申请提供了一种浮空器太阳能电池阵列隔热散热系统及其控制方法。
2、第一方面，本申请提供一种浮空器太阳能电池阵列隔热散热系统，采用如下的技术方案：
3、一种浮空器太阳能电池阵列隔热散热系统，包括多段收尾相接的太阳能电池板，太阳能电池板为柔性电池板，两端的太阳能电池板贴合在浮空器蒙皮上，太阳能电池板与浮空器蒙皮之间设有可移动的散热装置；浮空器底部设有用于驱使散热装置沿浮空器径向方向移动的驱动组件；太阳能电池板上还铺设有多个温度传感器和多个辐射传感器；
4、所述驱动组件包括电机、卷辊和拉绳，卷辊转动连接在浮空器底部，卷辊的转动轴线沿浮空器长度方向设置；拉绳的一端缠绕固定连接在卷辊上，另一端从浮空器侧面绕过后固定连接在卷辊上，散热装置与拉绳中段固定连接；电机用于驱动卷辊转动。
5、可选的，所述浮空器蒙皮外侧还设有隔热层，隔热层位于浮空器蒙皮与所述散热装置之间。
6、可选的，所述隔热层的材料为nomex纸蜂窝、气凝胶、硅酸铝纤维中的一种。
7、可选的，所述散热装置为散热板，散热板为疏松结构，散热板中设有多个空洞。
8、可选的，所述散热板为拱形，其与隔热层之间形成有拱洞，拱洞轴线与浮空器轴线方向一致。
9、第二方面，本申请还公开一种浮空器太阳能电池阵列隔热散热系统的控制方法，采用如下技术方案：
10、一种浮空器太阳能电池阵列隔热散热系统的控制方法，包括如下步骤：
11、s1、通过布置在太阳能电池表面的温度传感器获取其表面的温度，n为温度传感器的数量，计算太阳能电池阵列最高温度，并记录最高温度出现的位置;
12、s2：比较太阳能电池阵列最高温度和设定的最高温度阈值的相对大小，若，进入s3，否则进入s4；
13、s3：驱动机构启动，对散热机构连接的拉绳进行收卷，将散热机构移动到；
14、s4：布置在太阳能电池表面的太阳辐射传感器获取其太阳能电池接收到的太阳辐射，m为太阳辐射传感器的数量，计算太阳能电池阵列接收到的最强太阳辐射，并记录最高温度出现的位置，进入s5；
15、s5：比较太阳能电池阵列接收到的最强辐射和设定的太阳辐射阈值的相对大小，若，进入s6，否则返回s1；
16、s6：驱动组件启动，对散热机构连接的拉绳进行收卷，将散热机构移动到。
17、综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
18、本申请的浮空器太阳能电池阵列隔热散热系统及其控制方法，对浮空器顶部区域的太阳能电池下安装可移动的散热装置，将其与隔热层进行结合，既可以减少太阳能电池向飞艇囊体传热，又增加了太阳能电池阵列高温区域与大气之间及时对流换热的渠道。非贴合的太阳能电池阵列，并可根据艇体结构、任务环境确定其在飞艇表面的跨度，可设计性好。
技术特征：1.一种浮空器太阳能电池阵列隔热散热系统，其特征在于：包括多段收尾相接的太阳能电池板，太阳能电池板为柔性电池板，两端的太阳能电池板贴合在浮空器蒙皮上，太阳能电池板与浮空器蒙皮之间设有可移动的散热装置；浮空器底部设有用于驱使散热装置沿浮空器径向方向移动的驱动组件；太阳能电池板上还铺设有多个温度传感器和多个辐射传感器；
2.根据权利要求1所述的一种浮空器太阳能电池阵列隔热散热系统，其特征在于：所述浮空器蒙皮顶部外侧还设有隔热层，隔热层位于浮空器蒙皮与所述散热装置之间。
3.根据权利要求2所述的一种浮空器太阳能电池阵列隔热散热系统，其特征在于：所述隔热层的材料为nomex纸蜂窝、气凝胶、硅酸铝纤维中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种浮空器太阳能电池阵列隔热散热系统，其特征在于：所述散热装置为散热板，散热板为疏松结构，散热板中设有多个空洞。
5.根据权利要求4所述的一种浮空器太阳能电池阵列隔热散热系统，其特征在于：所述散热板为拱形，其与隔热层之间形成有拱洞，拱洞轴线与浮空器轴线方向一致。
6.一种浮空器太阳能电池阵列隔热散热系统的控制方法，应用于上述权利要求5所述的一种浮空器太阳能电池阵列隔热散热系统，其特征在于包括如下步骤：
技术总结本发明公开了一种浮空器太阳能电池阵列隔热散热系统及其控制方法；涉及太阳能电池热管理技术领域，包括多段收尾相接的太阳能电池板，两端的太阳能电池板贴合在浮空器蒙皮上，中段的太阳能电池板为柔性电池板，柔性电池板与浮空器蒙皮之间设有可移动的散热装置；浮空器底部设有用于驱使散热装置沿浮空器径向方向移动的驱动组件；太阳能电池板上还铺设有多个温度传感器和多个辐射传感器；该控制方法以太阳能电池阵列最高温度和表面最强辐射作为判据，有利于对太阳能电池高温区域及时散热、有效防范，保障了飞艇的安全运行和太阳能电池的高性能输出；对浮空器顶部区域的太阳能电池下安装可移动的散热装置，将其与隔热层进行结合，既可以减少太阳能电池向飞艇囊体传热，又增加了太阳能电池阵列高温区域与大气之间及时对流换热的渠道。
技术研发人员：蒋祎,李珺
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：技术公布日：2024/12/23