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2024年11月北京航空航天大学学报November2024

第50卷第11期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsVol.50No.11

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DOI:10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0820

太阳能飞艇刚性电池阵列接收能量分析

111，2，*

刘思宇，高健，孙康文

(1.北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191；2.北京航空航天大学云南创新研究院，昆明650233)

摘要：太阳能飞艇能量全部来自太阳能电池阵列，阵列接收的太阳辐射能量大小决定了

飞艇的续航能力。对用于飞艇的刚性晶体硅电池和柔性薄膜电池进行建模，考虑实际电池板单元的

尺寸和形状，对比刚性电池的斜平面阵列和柔性电池的曲面阵列在接收能量上的差异，并分析飞艇

尺寸对这2种阵列接收能量的影响。对于刚性电池设置4种斜平面阵列布置形式，比较斜平面阵列

中电池板的尺寸和形状对接收能量的影响。结果表明：中低纬度处刚性电池的斜平面阵列在全年各

天中接收的太阳辐射能量都高于柔性电池的曲面阵列，在高纬度地区则相反。对于刚性电池，电池

板在飞艇圆周方向上的尺寸会显著影响斜平面阵列接收的太阳辐射能量。在低纬度地区应增大电池

板在圆周方向上的长度以获得更多的辐射能量，而在高纬度地区则应减小长度。

关键词：太阳能飞艇；太阳辐射；刚性电池阵列；柔性电池阵列；接收能量

中图分类号：V221；TM914.4

文献标志码：A文章编号：1001-5965（2024）11-3542-11

太阳能飞艇作为一种轻于空气的太阳能飞行艇载能源的高效、闭环、可持续再生是太阳能

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器，具有航时长、使用效费比高等特点，可应用于通飞艇长期驻空的必要条件。为此，需要对电池阵

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信、气象观测及区域监视等多个领域。其能量列所接收的太阳辐射能量准确建模。对于飞艇上

来源于飞艇囊体顶部布置的太阳能电池板。太阳采用的2种太阳能电池，除了材料本身的能量转化

能电池种类繁多，但综合考虑电池效率及物理特性特性以外，其物理特性导致的不同铺设方式也会对

等因素，目前应用于飞艇上电池阵列的太阳能电池其电池阵列接收能量造成影响。对于刚性晶体硅

为刚性晶体硅电池和柔性薄膜电池。其中，单晶硅电池，一般将多块电池串并联成较大的电池板，然

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电池技术最为成熟，占据了大部分市场份额。其后将这些平面电池板分别拼接铺设到飞艇囊体表

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