Makalah ini menyajikan perbandingan komprehensif dari sistem pembangkit listrik fotovoltaik di atas Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) dan Stasiun Luar Angkasa Cina (CSS). Parameter utama termasuk spesifikasi array fotovoltaik, output sistem daya, konfigurasi struktural, teknologi sel, penyimpanan energi, dan kemampuan catu daya dianalisis untuk menyoroti karakteristik teknologi dan perbedaan operasional antara kedua stasiun ruang angkasa.

1. Daya array fotovoltaik, tegangan, dan arus

1.1 International Space Station (ISS)

ISS ini memiliki empat sayap array surya besar, dengan masing -masing sayap awalnya mampu menghasilkan lebih dari 30 kW, menghasilkan total output daya nominal 124 kW (biasanya beroperasi sekitar 80 kW dalam kondisi standar)¹. Array ini beroperasi pada tegangan DC sekitar 160 V, yang dinaikkan ke 124 V melalui DC - DC Converter Units (DDCU) untuk stasiun - distribusi luas¹. Level saat ini bervariasi dengan permintaan daya, tetapi arus puncak per array dapat melebihi 187 A (dihitung dari 30 kW / 160 V).

Sumber Gambar: Sohu News. "Apakah Stasiun Luar Angkasa Internasional memiliki pembangkit listrik atau daya lain - menghasilkan peralatan?"

https://m.sohu.com/a/374148541_120085179/

Pada tahun 2021, NASA memprakarsai peningkatan dengan roll baru - out solar array (ROSA), meningkatkan kapasitas daya total menjadi 215 kW². Array yang ditingkatkan ini mempertahankan kompatibilitas dengan sistem distribusi 124 V yang ada sambil meningkatkan efisiensi selama sudut matahari rendah².

Sumber Gambar: Kantor Teknik Luar Angkasa Berawak Cina. "NASA untuk meningkatkan array surya Stasiun Luar Angkasa Internasional."

https://www.cmse.gov.cn/hqsy/lydt/gjkjz/202101/t20210128_47565.html

Panel surya asli ISS kemungkinan bersumber dari beberapa produsen. Tecstar, misalnya, menyediakan panel surya untuk program Modul Kontrol Sementara ISS (ICM) di masa lalu³. Komponen array ROSA yang ditingkatkan bersumber dari spectrolab⁴.

Stasiun Luar Angkasa 1.2Chines (CSS)

CSS menggabungkan enam kelompok sayap matahari dengan daya desain gabungan melebihi 100 kW⁵. Setiap sayap surya beroperasi pada tegangan DC yang dioptimalkan untuk sistem manajemen daya stasiun (nilai -nilai spesifik yang tidak diungkapkan secara publik). Dengan luas total 138 m² di empat sayap terbesarnya (masing -masing 27m × 4m), CSS mencapai kepadatan daya tinggi melalui teknologi sel canggih⁵. Peringkat saat ini sebanding dengan output daya, dengan perkiraan melebihi 800 A pada tegangan bus utama (berasal dari asumsi 100 kW / 125 V).

Sumber Gambar: Berita NetEase. "Desain yang sudah ketinggalan zaman? Stasiun luar angkasa China 'ringan' dengan celah 300 ton?" https://www.163.com/dy/article/k00llu9705538jem.html

Mengenai produsen komponen fotovoltaik CSS, sementara detail spesifik tidak dipublikasikan secara luas, Cina memiliki beberapa produsen panel surya domestik terkemuka. Misalnya, perusahaan seperti Solarspace, produsen panel surya Tier-1 Tiongkok yang didirikan pada 2011, berpotensi terlibat. Pada akhir tahun 2023, memiliki kapasitas manufaktur mencapai 60 gigawatt sel dan 7,2 gigawatt modul, dengan pangkalan di Kamboja, Laos, dan Cina⁶. Kandidat lain yang mungkin adalah XPower Solar Energy Co., Ltd, penyedia energi bersih yang berspesialisasi dalam modul PV kinerja - tinggi dengan kapasitas produksi global 1 modul GW dan dua pabrik di China di China⁷.

2. Konfigurasi Struktural: Status yang Dikeret dan Diperahkan

2.1iss

Konfigurasi yang disimpan: Array surya asli dilipat menjadi bagian kompak untuk diluncurkan, sedangkan array ROSA yang lebih baru disimpan dalam tabung silinder (≈1m diameter × 6m)².

Konfigurasi yang Diperahkan: Setiap sayap array membentang 73 meter (240 kaki) dengan total luas 2.500 m² (27.000 kaki persegi)⁸. Delapan array didistribusikan di seluruh segmen orbital AS, dipasang pada gimbal berputar untuk melacak matahari¹.
 

Distribusi: Empat pasang array diperpanjang dari struktur rangka stasiun, dengan modul Rusia (Zvezda, Zarya) yang menampilkan array tambahan yang lebih kecil (array Zarya saat ini ditarik kembali)¹.

Sumber Gambar: NASA. "Array Surya di Stasiun Luar Angkasa Internasional."

https://www.nasa.gov/image {in2}}article/solar {in3}'sarrays {54}'sinternational {o.in5}space {.66}station-2/

2.2CSS

Konfigurasi yang disimpan: Sayap surya dilipat dalam tahap multi -, Accordion - seperti struktur yang sesuai dengan fairing peluncuran, menggunakan bahan komposit ringan untuk penyimpanan kompak.

Konfigurasi yang Dip.⁵. Six Wings didistribusikan: Tianhe, Mengtian dan Wentian masing -masing memiliki sepasang⁵.

Distribusi: Penempatan simetris meminimalkan naungan antar modul, dengan sayap memanjang tegak lurus terhadap sumbu longitudinal stasiun.

3. Teknologi sel fotovoltaik

3.1iss

Array asli (1998) Gunakan silikon - sel surya berbasis dengan efisiensi konversi ≈14%⁵.

Array ROSA yang ditingkatkan menggabungkan triple canggih - sel persimpangan (kemungkinan gaas - berbasis) untuk meningkatkan efisiensi, meskipun bahan tertentu tetap tidak diungkapkan².

3.2CSS

Employs triple-junction gallium arsenide (GaAs) cells with >Efisiensi konversi 30%^5,9.

Sel -sel ini menggunakan lapisan indium gallium fosfida (INGAP), gallium arsenide (GaAs), dan germanium (GE) untuk menangkap beberapa spektrum cahaya, penting untuk kondisi orbit tanah- yang rendah.

Sumber Gambar: Berita NetEase. "Desain yang sudah ketinggalan zaman? Stasiun luar angkasa China 'ringan' dengan celah 300 ton?" https://www.163.com/dy/article/k00llu9705538jem.html

4. Sistem Penyimpanan Battery

4.1iss

Baterai asli adalah nikel - baterai logam hidrida (ni - h₂), yang terdiri dari 48 modul baterai independen (ORU), dengan total energi 96kWh yang tersedia untuk seluruh sistem penyimpanan energi. Pada tahun 2017, itu ditingkatkan ke lithium - ion baterai, dengan masing -masing nikel - baterai logam oru digantikan oleh lithium - baterai ion, menggandakan kapasitas dan energi. Total energi yang tersedia dari seluruh sistem penyimpanan energi ISS telah ditingkatkan menjadi sekitar 192 kWh¹⁰.

Baterai ini menyimpan ≈60% daya yang dihasilkan selama periode siang hari untuk mendukung operasi selama Bayangan Bumi (≈35 menit per orbit)⁸.

Nikel - baterai hidrogen pada ISS bersumber dari beberapa pemasok. Saat ISS bergerak menuju lithium yang lebih canggih - baterai ion, perusahaan grup GS Yuasa Corporation, GS Yuasa Technology Ltd. (GYT), telah memproduksi lithium - untuk ISS sejak 2012¹¹.

4.2CSS

Setiap modul Stasiun Luar Angkasa Tiongkok (Modul Tianhe, Modul Wentian, dan Modul Mengtian) memiliki sayap fotovoltaik sendiri dan sistem penyimpanan energi independen. Sistem menggunakan lithium - baterai ion. Modul inti Tianhe dilengkapi dengan enam set baterai ion lithium -, modul laboratorium Wentian dengan empat set, dan modul laboratorium Mengtian dengan empat set. Pejabat itu belum mengungkapkan kapasitas baterai spesifik. Namun, menurut laporan publik dan spekulasi ahli, kapasitas masing-masing kelompok baterai diharapkan berada di tingkat 100-200 AH, dan total energi yang tersedia dari seluruh sistem stasiun ruang angkasa diperkirakan lebih dari 100 kWh¹².

Untuk CSS, kemungkinan produsen lithium - baterai ion termasuk CATL (Contemporary Amperex Technology Co., Limited), pemimpin global dalam lithium - produksi baterai ion, dan Spaceflight Power, yang memiliki pengalaman dalam pembuatan berbagai jenis baterai, produksi baterai spaceflight, yang memiliki pengalaman dalam pembuatan berbagai jenis baterai,^5,13.

5. Kemampuan Pasokan Tenaga

5.1iss

Mendukung beban maksimum 124 kW (dapat ditingkatkan hingga 215 kW), dukungan hidup yang kuat, sistem komunikasi, dan lebih dari 50 percobaan ilmiah².

5.2CSS

Menghasilkan ≈1.000 kWh setiap hari, cukup untuk lusinan kabinet percobaan dan kebutuhan kru⁵.

Kapasitas 100+ kW memungkinkan untuk ekspansi di masa mendatang, termasuk modul tambahan dan instrumen ilmiah daya - tinggi.

Sistem fotovoltaik ISS dan CSS mencerminkan era desain masing -masing dan persyaratan operasional. ISS, dengan area array yang lebih besar dan peningkatan tambahan, memprioritaskan kompatibilitas warisan, sementara CSS memanfaatkan sel -sel GAAS tingkat lanjut dan desain modular untuk efisiensi yang lebih tinggi. Kedua sistem menunjukkan solusi yang kuat untuk mempertahankan kehadiran manusia di orbit bumi - rendah.

Sumber:

1.sohu News. "Apakah Stasiun Luar Angkasa Internasional memiliki pembangkit listrik atau daya lain - menghasilkan peralatan?" https://m.sohu.com/a/374148541_120085179/

2. Kantor Rekayasa Luar Angkasa Berawak. "NASA untuk meningkatkan array surya Stasiun Luar Angkasa Internasional." https://www.cmse.gov.cn/hqsy/lydt/gjkjz/202101/t20210128_47565.html

3.Spacedaily. "Tecstar Ships ISS Panel Surya." https://www.spacedaily.com/reports/tecstar_ships_iss_solar_panels.html

4. "Boeing untuk menyediakan enam susunan matahari lagi untuk Stasiun Luar Angkasa Internasional." https://boeing.mediaroom.com/news {/4}}releases {{5.5 --statements ?item=130801

5. Wang Yanan (Pengetahuan Aerospace). "China Space Station 'Power Bank': 1 juta yuan per meter persegi, menghasilkan 1000 kWh setiap hari." http://m.toutiao.com/group/7161312038013190656/?upstream_biz=doubao

6.A1SolarStore. "Solarspace Solar Panels Review 2025: di - tampilan kedalaman." https://a1solarStore.com/blog/solarspace{{88}}solar-panels-review {11 --in-wolarstore.html

7. xpower solar. "Produsen Modul Surya Terkemuka|Tentang XPower." https://www.xpowersolar.com/about/

8. nasa. "Array Surya di Stasiun Luar Angkasa Internasional." https://www.nasa.gov/image {5.5}naRticle/solar {.6 --'sArrays {.7}}International {.in8}space {.19 --station-2/

9. Berita Netease. "Desain yang sudah ketinggalan zaman? Stasiun luar angkasa China 'ringan' dengan celah 300 ton?" https://www.163.com/dy/article/k00llu9705538jem.html

10.eugene Schwanbeck; Penni Dalton. "International Space Station Lithium - baterai ion untuk sistem tenaga listrik primer."

11.gs yuasa. "Lithium GS Yuasa - sel ion yang akan dikirim ke Stasiun Luar Angkasa Internasional untuk keempat kalinya." https://www.gs - yuasa.com/en/newsrelease/article.php?ucode=GS200509534828_785

12. Program Luar Angkasa Berawak China. "Sistem Energi Stasiun Luar Angkasa Tiongkok."

13.SolarFeeds. "Spaceflight Power 65 Ah, 100 ah, 150 ah, 250 ah asam timbal (RUPS) kapasitas baterai, harga, ulasan." https://www.solarfeeds.com/battery/long-Life {110 --Battery {111}series/