Cet article présente une comparaison complète des systèmes de production d'électricité photovoltaïque à bord de la Station spatiale internationale (ISS) et de la Station spatiale chinoise (CSS). Les paramètres clés, notamment les spécifications du tableau photovoltaïque, la sortie du système d'alimentation, les configurations structurelles, les technologies cellulaires, le stockage d'énergie et les capacités d'alimentation électrique, sont analysées pour mettre en évidence les caractéristiques technologiques et les différences opérationnelles entre les deux stations spatiales.

1.Photovoltaïque Power, tension et courant

1.1 Station spatiale internationale (ISS)

L'ISS dispose de quatre grandes ailes de réseau solaire, chaque aile étant à l'origine capable de générer plus de 30 kW, résultant en une puissance nominale totale de 124 kW (fonctionnant généralement à environ 80 kW dans des conditions standard)¹. Ces tableaux fonctionnent à une tension à courant continu d'environ 160 V, qui est passé à 124 V via DC - convertisseur DC (DDCU) pour la station - Distribution large¹. Les niveaux de courant varient avec la demande de puissance, mais le courant de pointe par tableau peut dépasser 187 A (calculé à partir de 30 kW / 160 V).

Source de l'image: Sohu News. "La station spatiale internationale a-t-elle des centrales électriques ou d'autres équipements de génération de puissance -?"

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

En 2021, la NASA a lancé une mise à niveau avec un nouveau rouleau - des tableaux solaires (ROSA), augmentant la capacité de puissance totale à 215 kW². Ces tableaux améliorés maintiennent la compatibilité avec le système de distribution de 124 V existant tout en améliorant l'efficacité pendant les faibles angles de soleil².

Source de l'image: Bureau de l'ingénierie spatiale habité en Chine. "La NASA pour moderniser les tableaux solaires de la station spatiale internationale."

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

Les panneaux solaires d'origine de l'ISS provenaient probablement de plusieurs fabricants. Tecstar, par exemple, a fourni des panneaux solaires pour le programme de module de contrôle provisoire (ICM) de l'ISS dans le passé³. Les composants du tableau Rosa amélioré proviennent de Spectrolab⁴.

Station spatiale 1.2chinese (CSS)

Le CSS intègre six groupes d'ailes solaires avec une puissance de conception combinée dépassant 100 kW⁵. Chaque aile solaire fonctionne à une tension CC optimisée pour le système de gestion de l'alimentation de la station (valeurs spécifiques non divulguées publiquement). Avec une zone totale déployée de 138 m² dans ses quatre plus grandes ailes (27 m × 4 m chacune), le CSS atteint une densité de puissance élevée grâce à une technologie cellulaire avancée⁵. Les cotes de courant sont proportionnelles à la puissance de sortie, avec des estimations dépassant 800 A à la tension de bus principale (dérivée de 100 kW / 125 V hypothèse).

Source de l'image: NetEase News. "Design obsolète? La station spatiale chinoise« légère »avec un écart de 300 tonnes?" https://www.163.com/dy/article/k00Llu9705538jem.html

En ce qui concerne les fabricants des composants photovoltaïques du CSS, tandis que les détails spécifiques ne sont pas largement publiés, la Chine possède plusieurs principaux fabricants de panneaux solaires nationaux. Par exemple, des entreprises comme Solarspace, un fabricant chinois de panneaux solaires de niveau 1 fondée en 2011, pourraient potentiellement être impliquées. À la fin de 2023, il avait des capacités de fabrication atteignant 60 gigawatts de cellules et 7,2 gigawatts de modules, avec des bases au Cambodge, au Laos et en Chine⁶. Un autre candidat possible est Xpower Solar Energy Co., Ltd, un fournisseur d'énergie propre spécialisé dans les modules PV de performance élevés - avec une capacité de production mondiale de 1 modules GW et deux usines de fabrication en Chine⁷.

2. Configurations structurelles: états rangé et déployé

2.1IS

Configuration cordée: les tableaux solaires d'origine ont été repliés en sections compactes pour le lancement, tandis que les réseaux de rosa plus récents sont stockés dans des cartouches cylindriques (≈1m de diamètre × 6 m)².

Configuration déployée: Chaque aile du tableau s'étend sur 73 mètres (240 pieds) avec une superficie totale de 2 500 m² (27 000 pieds carrés)⁸. Les huit tableaux sont distribués à travers le segment orbital américain, montés sur des cardans rotatifs pour suivre le soleil¹.
 

Distribution: Quatre paires de tableaux s'étendent à partir de la structure de la ferme de la station, avec des modules russes (Zvezda, Zarya) avec de plus petits tableaux auxiliaires (les tableaux de Zarya sont actuellement rétractés)¹.

Source de l'image: NASA. "Répanes solaires sur la Station spatiale internationale."

https://www.nasa.gov/Image {2 par voie

2.2CSS

Configuration rangé: les ailes solaires sont pliées dans une étape multi -, l'accordéon - similaire à la structure pour s'adapter à des camencements de lancement, en utilisant des matériaux composites légers pour un stockage compact.

Configuration déployée: chaque aile se déploie à 27 m × 4m, avec un système d'articulation dimensionnel multi - permettant une rotation de ± 180 degrés pour un suivi du soleil optimal⁵. Les six ailes sont distribuées: Tianhe, Mengtian et Wentian ont chacun une paire⁵.

Distribution: Le placement symétrique minimise l'ombrage entre les modules, avec des ailes s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal de la station.

3. Technologies de cellules Photovoltaïques

3.1IS

Arrays originaux (1998) Utilisez des cellules solaires à base de silicium - avec une efficacité de conversion ≈14%⁵.

Les réseaux ROSA améliorés intègrent des cellules de jonction Triple- avancées (0}} (probablement GAAS -) pour améliorer l'efficacité, bien que les matériaux spécifiques restent non divulgués².

3.2CSS

Employs triple-junction gallium arsenide (GaAs) cells with >30% d'efficacité de conversion^5,9.

Ces cellules utilisent des couches de phosphure de gallium d'indium (INGAP), d'arséniure de gallium (GaAs) et de germanium (GE) pour capturer plusieurs spectres lumineux, critiques pour les conditions de l'orbite terrestre faible -.

Source de l'image: NetEase News. "Design obsolète? La station spatiale chinoise« légère »avec un écart de 300 tonnes?" https://www.163.com/dy/article/k00Llu9705538jem.html

4. Systèmes de stockage de la baisse

4.1IS

La batterie d'origine était une batterie d'hydrure métallique de nickel - (ni - h₂), composée de 48 modules de batterie indépendants (ORU), avec une énergie totale disponible de 96 kWh pour l'ensemble du système de stockage d'énergie. En 2017, il a été mis à niveau vers une batterie en ion au lithium -, avec chaque batterie d'hydrure de nickel - ORU remplacé par une batterie de lithium - ORU, doublant la capacité et l'énergie. L'énergie totale disponible de l'ensemble du système de stockage d'énergie ISS a été augmentée à environ 192 kWh¹⁰.

Ces batteries stockent ≈60% de l'énergie générée pendant les périodes de lumière pour soutenir les opérations pendant l'ombre de la terre (≈35 minutes par orbite)⁸.

Les batteries d'hydrogène nickel - sur l'ISS proviennent de plusieurs fournisseurs. Alors que l'ISS se déplace vers des batteries au lithium--, la société de groupe de GS Yuasa Corporation, GS Yuasa Technology Ltd. (GYT), fabrique des cellules de lithium - pour l'ISS depuis 2012¹¹.

4.2CSS

Chaque module de la station spatiale chinoise (le module Tianhe, le module Wentian et le module Mengtian) possède ses propres ailes photovoltaïques et systèmes de stockage d'énergie indépendants. Les systèmes utilisent des batteries ioniques au lithium -. Le module Tianhe Core est équipé de six ensembles de batteries au lithium -, du module de laboratoire Wentian avec quatre ensembles et du module de laboratoire Mengtian avec quatre ensembles. Le responsable n'a pas divulgué la capacité de batterie spécifique. Cependant, selon les rapports publics et les spéculations d'experts, la capacité de chaque groupe de batteries devrait être au niveau de 100-200 AH, et l'énergie totale disponible de l'ensemble du système de la station spatiale est estimée à plus de 100 kWh¹².

Pour le CSS, les fabricants possibles des batteries en ion au lithium - incluent CATL (Contemporary Amperex Technology Co., Limited), un leader mondial du lithium - Production de batteries et de vol spatial, qui a de l'expérience dans les différents types de batteries^5,13.

5. Capacités d'alimentation en puissance

5.1IS

Prend en charge une charge maximale de 124 kW (mise à niveau à 215 kW), alimentant la vie, les systèmes de communication et plus de 50 expériences scientifiques².

5.2CSS

Génère ≈1 000 kWh par jour, suffisant pour des dizaines de cabinets d'expérience et de besoins d'équipage⁵.

La capacité 100+ KW permet une expansion future, y compris des modules supplémentaires et des instruments scientifiques élevés élevés -.

Les systèmes photovoltaïques ISS et CSS reflètent leurs époques de conception respectives et leurs exigences opérationnelles. L'ISS, avec sa zone de réseau plus grande et ses mises à niveau incrémentielles, hiérarte la compatibilité héritée, tandis que le CSS exploite les cellules GAAS avancées et la conception modulaire pour une efficacité plus élevée. Les deux systèmes présentent des solutions robustes pour soutenir la présence humaine dans une orbite terrestre faible -.

Sources:

1.SOHU NOUVELLES. "La station spatiale internationale a-t-elle des centrales électriques ou d'autres équipements de génération de puissance -?" https://m.sohu.com/a/374148541_120085179/

2.China Office d'ingénierie spatiale habitée. "La NASA pour moderniser les tableaux solaires de la station spatiale internationale." https://www.cmse.gov.cn/hqsy/lydt/gjkjz/202101/t20210128_47565.html

3.Spasée quotidienne. "Tecstar expédie les panneaux solaires ISS." https://www.spacedaily.com/reports/tecstar_ships_iss_solar_panels.html

4. "Boeing pour fournir six autres tableaux solaires pour la station spatiale internationale." https://boeing.mediaroom.com/News {4 actions

5.Wang Yanan (connaissances aérospatiales). "China Space Station 'Power Bank': 1 million de yuans par mètre carré, générant 1000 kWh par jour." http://m.toutiao.com/group/7161312038013190656/?upStream_biz {9} }doubao

6.A1SolarStore. "Panneaux solaires Solarspace Revue 2025: dans - Depth Look." https://a1solarstore.com/blog/solarspace {8 par voie

7.xpower solaire. "Fabricant de modules solaires PV principaux|À propos de Xpower." https://www.xpowersolar.com/about/

8.NASA. "Répanes solaires sur la Station spatiale internationale." https://www.nasa.gov/Image{{5 }article/solar {6 }atyarray

9.Nease News. "Design obsolète? La station spatiale chinoise« légère »avec un écart de 300 tonnes?" https://www.163.com/dy/article/k00Llu9705538jem.html

10.Eugene Schwanbeck; Penni Dalton. "Batteries d'ions à la station spatiale internationale Lithium - pour le système d'alimentation électrique primaire."

11.gs Yuasa. "Les cellules du lithium- de GS Yuasa à livrer à la Station spatiale internationale pour la quatrième fois." https://www.gs - yuasa.com/en/newsrelease/article.php?ucode=GS200509534828_785

12.PROSSE SPACIAL MABIENNE DE CHINA. "Système énergétique de la station spatiale chinoise."

13.Solarfeeds. "Spaceflight Power 65 Ah, 100 Ah, 150 Ah, 250 AH Acid Acid (AGM) Capacité de batterie, prix, avis." https://www.solarfeeds.com/battery/long{{9 }Life {10}