(57)【要約】【課題】天体の衝撃に対する電気的保護を備える可撓性太陽光発電装置、ならびにそのような太陽光発電装置を少なくとも１つ備えている宇宙機および人工衛星を提供する。【解決手段】太陽光発電装置が、可撓性支持体と、太陽電池セルのアレイと、電気伝導導体と、ブロッキングダイオードと、別々の短手方向のストリングに沿って形成されている太陽電池セルを備え、太陽電池セルは、直列に電気的接続されている同じストリングであって、２つの対向する、正の極性の端部および負の極性の端部をそれぞれが備えるストリングに位置する。太陽電池セルの各ストリングの正の極性の端部は、前記ストリングに専用の電気伝導導体を介して、それぞれのブロッキングダイオードに個別に接続されており、別々のストリングに専用の電気伝導導体は相互に独立しており、ブロッキングダイオードは、太陽電池セルのアレイの外部の、太陽光発電装置の基端部に配置されている。【選択図】図２
2017063606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
宇宙機に固定されるように意図された太陽光発電装置であって、
長手方向の展開軸Ｙに沿って延在し、前記宇宙機に連結されるように意図された基端部、および前記基端部の反対側の先端部を有する可撓性支持体と、
前記可撓性支持体の表側の面に形成された太陽電池セルのアレイと、
ブロッキングダイオードと、
を備え、
前記太陽電池セルが、相互に間隔をあけて配置された別々の短手方向のストリングであって、相互に電気的に独立した別々の短手方向のストリングに沿って形成され、前記太陽電池セルが、直列に電気的接続されている同じ短手方向のストリングであって、２つの対向する、正の極性の端部および負の極性の端部をそれぞれが備える短手方向のストリングに位置し、
前記可撓性支持体が、前記短手方向のストリングの下に、長手方向に延びている電気伝導導体を装備した多層基板で構成され、
各短手方向のストリングの前記正の極性の端部が、個別に、かつ、直接、専用の電気伝導導体に連結されているとともに、前記別々の短手方向のストリングに専用の前記電気伝導導体が、相互に独立しており、短手方向のストリングの前記正の極性の端部に連結されたそれぞれの電気伝導導体が、前記太陽電池セルのアレイの外部の、前記太陽光発電装置の前記基端部に配置されたブロッキングダイオードに接続されている基端部を備える、
太陽光発電装置。
【請求項２】
前記多層基板が、前記電気伝導導体と、前記可撓性支持体の前記表側の面の上に固着された前記太陽電池セルとの間に配置された電気絶縁材料からなる少なくとも２つの層を備え、前記電気伝導導体が、前記可撓性支持体の裏側の面の上に形成されている、請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項３】
前記多層基板が、電気絶縁材料からなる少なくとも２つの層と、前記電気絶縁材料からなる２つの層の間に挟まれたエッチングされた導電性のトラックからなる少なくとも１つの層を備える可撓性プリント回路と、を備え、前記電気伝導導体が、前記エッチングされた導電性のトラックで構成されている、請求項１に記載の太陽光発電装置。
【請求項４】
前記多層基板が、電気絶縁材料からなる３つの層と、エッチングされた導電性のトラックを備える２つの積み重ねられた層であって、各層がそれぞれ、前記可撓性支持体の電気絶縁材料からなる２つの層の間にそれぞれ挟まれているエッチングされた導電性のトラックの第１の層および第２の層である２つの積み重ねられた層を備える可撓性プリント回路と、を備えるとともに、前記電気伝導導体が、前記エッチングされた導電性のトラックで構成されている、請求項３に記載の太陽光発電装置。
【請求項５】
前記２つの積み重ねられた層の前記第２の層に位置する前記エッチングされた導電性のトラックが、前記２つの積み重ねられた層の前記第１の層に位置する前記エッチングされた導電性のトラックに対して、少しずつずらして配列されている、請求項４に記載の太陽光発電装置。
【請求項６】
前記２つの積み重ねられた層の前記第２の層に位置する前記エッチングされた導電性のトラック、および前記２つの積み重ねられた層の前記第１の層に位置する前記エッチングされた導電性のトラックが、互いに部分的に重なり合っている、請求項５に記載の太陽光発電装置。
【請求項７】
前記ブロッキングダイオードが、前記可撓性支持体の、前記太陽光発電装置の前記基端部の、太陽電池セルがない空き区域に配置されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
【請求項８】
前記可撓性支持体が固定されている機械的インタフェースをさらに備えるとともに、前記ブロッキングダイオードが、前記可撓性支持体の外部の、前記機械的インタフェース上に配置されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
【請求項９】
前記可撓性支持体の外部に配置され、すべての前記短手方向のストリングによって送達された電気エネルギーを管理するように意図された電力調整装置であって、すべての前記電気伝導導体に接続されている電力調整装置であり、対応する別々の短手方向のストリングの前記正の極性の端部にそれぞれ連結された複数の電気伝導導体を並列に接続して、別々の太陽電池セル区画を形成するのに適した電気的接続手段を備える電力調整装置をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽光発電装置。
【請求項１０】
前記ブロッキングダイオードが、前記電力調整装置に配置され、前記電気的接続手段が、前記ブロッキングダイオードの出力で接続されている、請求項９に記載の太陽光発電装置。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の太陽光発電装置を少なくとも１つ備える、宇宙機。
【請求項１２】
人工衛星で構成されている、請求項１１に記載の宇宙機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天体からの衝撃に対する電気的保護を備える可撓性太陽光発電装置、ならびにそのような太陽光発電装置を少なくとも１つ備えている宇宙機および人工衛星に関する。本発明は、可撓性支持体を備えるあらゆる太陽光発電装置に当てはまり、より具体的には、軌道上の宇宙機または人工衛星に太陽光発電装置が取り付けられている宇宙用途の分野に当てはまる。
【背景技術】
【０００２】
宇宙機、例えば人工衛星に取り付けられた太陽光発電装置は、概して、相互に電気的接続され、かつ、人工衛星に電気的接続された、太陽電池セルのアレイを備える。これらの太陽電池セルは、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するのに適した支持パネルの表面を被覆し、この電気エネルギーは、人工衛星の電気装置各部へと伝送される。太陽電池セルは、複数の剛性太陽電池パネル上に、または厚さが剛性太陽電池パネルの厚さよりもはるかに薄い可撓性支持体、例えば可撓性メンブレン上に形成することができる。事実上、可撓性太陽光発電装置は、概して可撓性支持体で構成されている。可撓性支持体は、太陽電池セルであって、それぞれがガラス保護窓（カバーガラス）を備える太陽電池セルが取り付けられた表側の面と、導電体が形成されている裏側の面と、絶縁材料、例えばカプトン（Ｋａｐｔｏｎ）からなる、太陽電池セルと、導電体との間に位置している少なくとも１つの層と、を備える。
【０００３】
図１の電気回路図に表されるように、可撓性支持体１０に形成され、かつ、太陽光発電装置の同じストリング上に位置する太陽電池セルは、概して、直列に電気的接続され、それぞれのストリング１１は、２つの端部１２、１３を備え、端部１２は正の極性を、端部１３は負の極性を有する。数個のストリングの正の極性を有する端部１２、および負の極性を有する端部１３は、次に、互いに電気的接続され、数個の別々の区画１５、１６を形成する。この数個の別々区画はそれぞれ、並列に電気的接続された数個のストリングのセットで構成されている。それぞれが並列に接続された３つのストリングで構成されている２つの区画が、図１に表されているが、概して、一区画当たりのストリングの数および区画の数は、これよりも多い。次に、区画１５、１６はそれぞれ、２つの正の極性の電気伝導導体１５ａ、１６ａおよび２つの負の極性の電力導体１５ｂ、１６ｂによって、人工衛星２０に連結される。この電力導体は電気伝導導体とも呼ばれ、その区画によって生成された電力を人工衛星に移送するためだけのものである。区画１５、１６に専用の電気伝導導体１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂは、概して、太陽電池セルの下の、太陽光発電装置の可撓性支持体１０の裏側の面に形成されている。太陽光発電装置の同じ長手方向に別々の区画が相互に並んで形成されているので、この別々の区画に専用の電力導体は、隣接する区画の太陽電池セルの下を通り、人工衛星２０に接続されるまでに、太陽光発電装置のすべての翼の下に延びている。例えば、図１では、区画１５の電気伝導導体１５ａ、１５ｂは、区画１６の太陽電池セルの下に延びている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
問題は、可撓性太陽光発電装置の場合、可撓性支持体の表側の面に取り付けられた太陽電池セルと、可撓性支持体の裏側の面に取り付けられた電力導体とを隔てる距離が、非常に小さいこと、すなわち１ミリメートル未満であるということである。このように距離が小さいことにより、太陽光発電装置は、天体からの衝撃、特に砕片および微小隕石からの衝撃に非常に影響されやすくなる。事実上、例えば砕片または微小隕石からの衝撃は、１つまたは複数の太陽電池セルを局部的に貫通するだけでなく、太陽電池セルの下に位置する絶縁材料および電力導体をも貫通するおそれがある。衝撃によりプラズマ泡が生じるが、これにより、衝撃が加わった太陽電池セルと導電体との間の電圧が十分である場合、例えば、５０ボルトを超えている場合には、前記衝撃が加わった太陽電池セルと、その太陽電池セルの下に置かれた導電体との間に電気アーク１４が発生するおそれがある。衝撃点において利用可能な電流が十分に高電流であれば、例えば、１．５アンペアよりも大きい場合には、電気アークが自続する可能性があり、これは、太陽光発電装置の一区画に永続的な短絡が生じるという影響を及ぼし、最終的に電力の一部が失われる。
【０００５】
区画の他のストリングから発生するあらゆる放電電流から太陽電池セルを保護するために、各ストリングは、概して、その正の極性の端部にブロッキングダイオード１７が設けられ、ストリングを相互に絶縁させて、それぞれのストリングの電流の強度を１．５アンペア未満の値に制限することが可能になっている。しかしながら、これらのブロッキングダイオードは、可撓性支持体上に、太陽電池セルに可能な限り接近して配置されているので、それらは、隣接するストリングの太陽電池セル間に発生した電気アークからは保護するが、太陽電池セルと、電気伝導導体との間、特に、太陽電池セルと、正の極性を有し、太陽電池セルの下に延びるとともに、太陽光発電装置の一区画の出力で接続されている電気伝導導体との間に発生した電気アークからは保護しない。このとき、衝撃点では、正の極性を有する電気伝導導体の電圧が、衝撃が加わったセルの電圧よりもずっと大きくなるおそれがある。例えば、直列に接続された５０個の太陽電池セルを備えるストリングについて、正の極性を有する電気伝導導体の電圧は、１００ボルトに達する場合がある一方で、ストリングの第１のセルの負の極性の端部の電圧は、０ボルトに等しい。さらに、一区画の出力で接続されている電気伝導導体を循環する電流の強度は大きく、概して１．５アンペアよりもずっと大きい。微小隕石が太陽光発電装置を貫通して、太陽電池セルに、そして太陽電池セルと、太陽電池セルの下に位置する、正の極性を有する電気伝導導体との間の絶縁材料に穴があくと、電気アークが生じ、電気アークは、電力導体と、衝撃が加わった太陽電池セルとの間で自続する。次に、衝撃が加わったセルと、前記衝撃が加わったセルの下を通る、正の極性を有する電気伝導導体１５ａとの間に、短絡が発生する。次に、電気アーク流Ｉが、正の極性を有する電気伝導導体１５ａから、衝撃が起こった太陽電池セルのストリングの負の端部に連結された負の極性を有する電気伝導導体１６ｂまで循環する。負の極性を有する電気伝導導体がすべて、人工衛星２０で連結されているので、電気アーク流Ｉは、逆方向に、負の極性を有する電気伝導導体を介して、衝撃が加わったセルの下を通る区画１５の電気回路へと戻る。次に、前記区画１５が短絡され、もはや太陽光発電装置に電力を供給することができない。太陽光発電装置の全区画１５の損失に相当する電力のこの損失は、人工衛星に搭載された装置各部に対する電力の供給に損害を与える。
【０００６】
太陽電池セルと電気伝導導体との間で電気アークが生じるのを回避するために、伝導導体を裏側の面の、太陽電池セルの下に延在させる代わりに、それらを太陽光発電装置の縁端に延在させることが可能である。しかしながら、電気伝導導体は、太陽光発電装置の裏側の面を放射線、特に電子束および光子束から遮蔽する役割もまた果たしている。これらの放射線は、太陽電池セルの電気的性能を低下させ、利用可能な電力が減少する原因となる。その結果、電気伝導導体が太陽光発電装置の縁端に近づくと、それらはもはや遮蔽する役割を十分に果たすことができず、太陽光発電装置の裏側の面を保護する特別な遮蔽装置を追加することが必要になり、太陽光発電装置の重量が増す。
【０００７】
本発明の目的の１つは、公知の可撓性太陽光発電装置の短所を改善し、天体、特に砕片および微小隕石からの衝撃に対する電気的保護を備える可撓性太陽光発電装置を製造することにより、太陽光発電装置によって生成された電力を不利な状態にすることなく、太陽電池セルと、太陽電池セルの下に位置する電気伝導導体との間の電流の強度の制限を可能にするとともに、衝撃によって穴があいた太陽電池セルと、衝撃が加わった太陽電池セルの下に延びる電気伝導導体との間に永続的な電気アークが発生した時の太陽光発電装置の耐久強度を高め、電力の損失を回避することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、天体からの衝撃に対する電気的保護を備える可撓性太陽光発電装置を製造し、公知の可撓性太陽光発電装置と比較して、太陽光発電装置の重量または容積を増やすことなく、太陽光発電装置の裏側の面の確実な遮蔽をさらに可能することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため、本発明は、宇宙機に固定されるように意図された太陽光発電装置であって、長手方向の展開軸Ｙに沿って延在し、宇宙機に連結されるように意図された基端部、および基端部の反対側の先端部を有する可撓性支持体と、可撓性支持体の表側の面に形成された太陽電池セルのアレイと、ブロッキングダイオードと、を備える太陽光発電装置に関する。太陽電池セルは、相互に間隔をあけて配置された別々の短手方向のストリングであって、相互に電気的に独立した別々の短手方向のストリングに沿って形成され、太陽電池セルは、直列に電気的接続されている同じ短手方向のストリングであって、２つの対向する、正の極性の端部および負の極性の端部をそれぞれが備える短手方向のストリングに位置している。可撓性支持体は、短手方向のストリングの下に、長手方向に延びている電気伝導導体を装備した多層基板で構成されている。各短手方向のストリングの正の極性の端部が、個別に、かつ、直接、専用の電気伝導導体に連結されているとともに、別々の短手方向のストリングに専用の電気伝導導体は、相互に独立しており、短手方向のストリングの正の極性の端部に連結されたそれぞれの電気伝導導体が、太陽電池セルのアレイの外部の、太陽光発電装置の基端部に配置されたブロッキングダイオードに接続されている基端部を備える。
【００１０】
多層基板が、電気伝導導体と、可撓性支持体の表側の面の上に固着された太陽電池セルとの間に配置された電気絶縁材料からなる少なくとも２つの層を備え、電気伝導導体を可撓性支持体の裏側の面の上に形成することができるので有利である。
【００１１】
あるいは、多層基板は、電気絶縁材料からなる少なくとも２つの層と、この電気絶縁材料からなる２つの層の間に挟まれたエッチングされた導電性のトラックからなる少なくとも１つの層を備える可撓性プリント回路と、を備えることができ、電気伝導導体が、このエッチングされた導電性のトラックで構成されている。
【００１２】
あるいは、多層基板は、電気絶縁材料からなる３つの層と、エッチングされた導電性のトラックを備える２つの積み重ねられた層であって、各層がそれぞれ、可撓性支持体の電気絶縁材料からなる２つの層の間にそれぞれ挟まれているエッチングされた導電性のトラックの第１の層および第２の層である２つの積み重ねられた層を備える可撓性プリント回路と、を備えることができ、電気伝導導体が、このエッチングされた導電性のトラックで構成されている。
【００１３】
２つの積み重ねられた層の第２の層に位置するエッチングされた導電性のトラックは、２つの積み重ねられた層の第１の層に位置するエッチングされた導電性のトラックに対して、少しずつずらして配列することができるので有利である。
【００１４】
あるいは、２つの積み重ねられた層の第２の層に位置するエッチングされた導電性のトラック、および２つの積み重ねられた層の第１の層に位置するエッチングされた導電性のトラックは、互いに部分的に重なり合っていることが可能である。
【００１５】
ブロッキングダイオードは、可撓性支持体の、太陽光発電装置の基端部の、太陽電池セルがない空き区域に配置することができるので有利である。
【００１６】
あるいは、太陽光発電装置は、可撓性支持体が固定されている機械的インタフェースをさらに備えるとともに、ブロッキングダイオードは、可撓性支持体の外部の、機械的インタフェース上に配置することができる。
【００１７】
太陽光発電装置は、可撓性支持体の外部に配置され、すべての短手方向のストリングによって送達された電気エネルギーを管理するように意図された電力調整装置であって、すべての電気伝導導体に接続されている電力調整装置であり、対応する別々の短手方向のストリングの正の極性の端部にそれぞれ連結された複数の電気伝導導体を並列に接続して、別々の太陽電池セル区画を形成するのに適した電気的接続手段を備える電力調整装置を備えることができるので有利である。
【００１８】
ブロッキングダイオードは、電力調整装置に配置することができ、電気的接続手段は、ブロッキングダイオードの出力で接続することができるので有利である。
【００１９】
本発明は、そのような太陽光発電装置を少なくとも１つ備える宇宙機および人工衛星にもまた関する。
【００２０】
本発明の他の特定の特徴および利点は、添付の概略的な図面を参照する、純粋に例示的、かつ、非限定的な例として与えられた以下の説明においてはっきりと明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来技術による太陽光発電装置の太陽電池セルの、電気的配線の一例を示す図である。
【図２】展開位置にある、本発明による可撓性太陽光発電装置を備える人工衛星を示す図である。
【図３】ブロッキングダイオードが可撓性支持体に取り付けられた、本発明の第１の実施形態による太陽光発電装置の太陽電池セルの、電気的配線の一例を示す図である。
【図４】ブロッキングダイオードが可撓性支持体の外部に取り付けられた、本発明の第２の実施形態による太陽光発電装置の太陽電池セルの、電気的配線の変形例を示す図である。
【図５】絶縁材料からなる２つの層の間に組み込まれた単層のプリント回路を備える多層基板で構成された、本発明による可撓性支持体の一例を示す断面図である。
【図６ａ】エッチングされた導電性のトラックの２つの層を備えるプリント回路であって、エッチングされたトラックのそれぞれの層が、絶縁材料からなる２つの層の間に挟まれているプリント回路を備える多層基板で構成された、本発明による可撓性支持体の一例の、トラックが重なり合っていない短手方向の断面図である。
【図６ｂ】エッチングされた導電性のトラックの２つの層を備えるプリント回路であって、エッチングされたトラックのそれぞれの層が、絶縁材料からなる２つの層の間に挟まれているプリント回路を備える多層基板で構成された、本発明による可撓性支持体の一例の、トラックが重なり合っている短手方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
概して、宇宙機、例えば人工衛星は、人工衛星に取り付けられた装置各部の動作に必要な電力を供給するように意図された太陽光発電翼を備える。太陽光発電翼の数は、宇宙機が行う任務によって決まる。２つの太陽光発電翼が、宇宙機の両側に、すなわち宇宙機の２つの対向する側面に対称的に取り付けられる場合が多い。太陽光発電翼の照射を最適化するために、各翼の太陽光発電装置は、概して、宇宙機の側面に固定されるように意図されたヨークの端部で固定されている。図２の例では、本発明の説明を単純化するために、太陽光発電翼が１つだけ示されているが、言うまでもなく、太陽光発電翼の数は２つ以上とすることができる。
【００２３】
本発明によれば、太陽光発電装置は、長手方向の展開軸Ｙに沿って延在し、宇宙機に連結されるように意図された基端部６、および基端部の反対側の先端部７を有する。太陽光発電装置は、電気伝導導体（１２０、１３０）を装備した平面状可撓性支持体１０と、可撓性支持体の表側の面に形成された太陽電池セルのアレイ５と、を備える。可撓性支持体は、ヨーク４０に直接、あるいはこの代わりに、ヨーク４０の第１の端部に取り付けられた機械的インタフェース３０に固定することができる。このヨーク４０は、宇宙機２０の側面２１に固定されるように意図された第２の端部を備える。展開した位置では、可撓性支持体１０は、平面ＸＹに沿って延在する平坦面で構成されている。方向Ｙは、宇宙機２０の側面２１に直角であり、この側面２１上にヨーク４０が固定されるように意図されている。可撓性支持体１０の表側の面に取り付けられた太陽電池セルのアレイ５は、太陽光発電装置の基端部６と、先端部７との間に配置されている。本発明の１つの実施形態では、太陽電池セルのアレイは、基端部まで延在せずに、可撓性支持体の表側の面の、基端部に太陽電池セルがない空き区域８を残すことができる。
【００２４】
図３および図４は、本発明による太陽電池セルの電気配線の例を示す。これらの例に示されるように、アレイの太陽電池セルは、相互に間隔をあけて配置された、別々の短手方向のストリング１１に沿って形成することができる。太陽電池セルのストリング１１は、相互に、かつ、方向Ｘと平行とすることが可能であるが、これは必須ではない。太陽光発電装置の同じストリング１１に位置する太陽電池セルは、直列に電気的接続され、太陽電池セルの別々のストリングは、相互に電気的に独立しており、２つの端部、すなわち正の極性を有する端部１２と、負の極性を有する端部１３と、を備える。太陽電池セルの各ストリング１１の２つの端部はそれぞれ、２つの専用の電気伝導導体１２０、１３０に連結されている。２つの専用の電気伝導導体１２０、１３０は、太陽電池セルのストリング１１によって生成された、正の極性および負の極性をそれぞれ有するエネルギーを、可撓性支持体の外部に、例えば、図４に示されるように、機械的インタフェース３０上に配置された電力調整装置３１に、または宇宙機２０内へと伝送するように意図されている。電気伝導導体１２０、１３０は、短手方向のストリング１１の下に、長手方向に形成されている。したがって、電気伝導導体１２０、１３０は、太陽電池セルのストリング１１に対して短手方向に延び、可撓性支持体の表側の面に形成されたアレイの太陽電池セルの別々のストリング１１の下の、関係するストリング１１と基端部６との間を連続して通っている。各短手方向のストリング１１の正の極性の端部１２は、個別に、かつ、直接、専用の電気伝導導体１２０に連結されている。太陽電池セルの各ストリング１１に専用の電気伝導導体１２０、１３０は、可撓性支持体１０の外部に位置する電力調整装置に直接連結されている。したがって、短手方向のストリング１１はそれぞれ、電力調整装置３１に個別に連結されている。これにより、太陽光発電装置によって生成された電力を、可撓性支持体１０の外部で処理することが可能になるとともに、可撓性支持体の裏側の面に位置する、正の極性を有する伝導導体１２０を循環する電流の強度を制限することが可能になる。なぜなら、このときの電流は、太陽光発電装置の単一のストリングによって生じた電流に相当するからである。電力調整装置３１では、各短手方向のストリングに専用の、正の極性を有する伝導導体１２０は、それぞれのブロッキングダイオード１７に接続されている。このブロッキングダイオードはそれぞれ、太陽光発電装置の短手方向のストリングを、その他の短手方向のストリングから発生する放電電流から保護するためだけのものである。冗長性を有するように、太陽電池セルの各ストリングに専用の２つの電気伝導導体があり、１つのブロッキングダイオードが２つの対応する電気伝導導体に連結されている場合がある。別々のブロッキングダイオードは、太陽電池セルのアレイの外部の、太陽光発電装置の基端部６に配置されている。例えば、図３に示されるように、ブロッキングダイオード１７は、可撓性支持体１０の、太陽光発電装置の基端部６の、太陽電池セルがない空き区域８の、表側の面もしくは裏側の面に配置することが可能であり、あるいはこの代わりに、可撓性支持体の外部の、例えば、図４に示されるように、機械的インタフェース３０上に、または宇宙機２０に配置することが可能である。ブロッキングダイオード１７の出力では、電力調整装置は、太陽電池セルのストリング１１を別々の区画にグループ化するのに適した第１の接続手段３２および第２の接続手段３３を備え、これら別々の区画はそれぞれ、並列に連結された数個の太陽電池セルのストリングを備える。各区画では、第１の接続手段３２は、その区画のストリングに専用の、正の極性の電気伝導導体を接続している。負の極性の電気伝導導体１３０はすべて、電力調整装置３１内の第２の接続手段３３によって、連結されている。
【００２５】
可撓性支持体は、電気伝導導体と、電気絶縁材料、例えばカプトン（Ｋａｐｔｏｎ）からなる少なくとも２つの層と、を備える平面状の多層基板であって、電気伝導導体と、可撓性支持体の表側の面の上に固着された太陽電池セルとの間に配置された多層基板で構成されている。電気伝導導体は、可撓性支持体１０の裏側の面に形成された電線で構成することができる。あるいは、電気伝導導体は、可撓性支持体１０の多層基板に組み込まれた可撓性プリント回路にエッチングされた導電性の、例えば、銀製のトラックで構成することができる。プリント回路は、図５に示されるような単層、または、図６ａおよび図６ｂに示されるような多層とすることができる。プリント回路が単層である場合、プリント回路の層５０は、可撓性支持体の電気絶縁材料５１、５２からなる２つの層の間に挟まれている。また、層５０の別々のトラック５４、５５は、空間５８によって相互に隔てられている。トラック５４、５５の間に空間５８があるため、この構成では、可撓性支持体の裏側の面全体を確実に遮蔽することができない。図６ａのように、プリント回路が多層である場合には、プリント回路のトラック５４、５５、５６、５７を、２つの別々の層、すなわち下側の層５９、および上側の層５０で、少しずつずらして配列して上下に積み重ねることができる。エッチングされたトラックのそれぞれの層５０、５９は、可撓性支持体の電気絶縁材料５１、５２、５３からなる２つの層の間に挟まれている。この構成では、図６ｂのように、プリント回路の上側の層５０のトラックと、プリント回路の下側の層５９のトラックとの間で部分的に重なり合わせることができる。したがって、この構成では、可撓性支持体の裏側の面全体を確実に遮蔽することが可能になる。
【００２６】
互いに独立したストリング１１は、可撓性支持体１０の区画内でグループ化されておらず、太陽電池セルの下に延びている、正の極性を有する電気伝導導体１２０がそれぞれ、太陽電池セルの単一のストリングによって生成された電気エネルギーを機械的インタフェース３０に移送する。したがって、別々のストリングに専用の、正の極性を有する電気伝導導体１２０はすべて、相互に独立している。したがって、電気伝導導体を循環する電流は小さく、すなわち１．５アンペア未満である。その結果、例えば砕片、または微小隕石の衝撃が太陽電池セルのストリング１１に加わる場合には、この衝撃によって生じた電気アーク１４は、外に出て行くことになる。なぜなら、この衝撃が加わったストリング１１を保護するためだけのブロッキングダイオード１７によって、放電電流は、衝撃が加わった単一のストリング１１の放電電流に制限されるからである。
【００２７】
さらに、ブロッキングダイオード１７が太陽電池セルのアレイの外部に配置されているので、太陽光発電装置の表面はすべて、どのストリング１１からであれ、発生しているあらゆる放電電流から保護されている。太陽光発電装置のストリングに衝撃による穴があいている状態では、図３および図４に示された短絡電流Ｉの経路を記号化している矢印のように、単一のストリングはおそらく短絡し、もはや電力を供給しなくなる。太陽光発電装置の電力の損失は、１つのストリング１１によって生じた損失に制限され、したがって、現在の可撓性太陽光発電装置におけるよりもはるかに少なくなる。
【００２８】
十分に保護された太陽光発電装置の表面の、隔てられ、かつ、極性が異なる重層された２つの導電体に、衝撃による穴があいている状態では、正の極性の導電体と、負の極性の導電体との間の電気アークの場合には、電流がやはり制限される。この保護は、太陽電池セルと、導電体との間の電気アークに対して有効であるだけでなく、極性が異なる導電体間の電気アークに対してもまた有効である。
【００２９】
機械的インタフェース３０は、例えば、図２に示されるように宇宙機２０に連結されたヨーク４０に取り付けるか、または宇宙機２０に直接取り付けることができる。
【００３０】
可撓性支持体の裏側の面に位置するか、または可撓性支持体の基板に組み込まれた電気伝導導体１２０、１３０であって、太陽電池セルのストリング１１に対して短手方向に延びている電気伝導導体１２０、１３０により、追加的な特別な遮蔽を加える必要なしに、太陽光発電装置の裏側の面に対する遮蔽機能がさらに確実となる。太陽光発電装置の重量および容積は、このように最適化される。
【００３１】
特定の実施形態に関連して本発明を説明してきたが、本発明がこれらの特定の実施形態に限定されることは一切なく、本発明が、説明された手段の技術的等価物のすべてを含むと同様に、それらの組み合わせが本発明の範囲内にある場合には、それらの組み合わせもまた含むことは明白である。
【符号の説明】
【００３２】
５  太陽電池セルのアレイ
６  基端部
７  先端部
８  空き区域
１０  可撓性支持体
１１  ストリング
１２  端部
１３  端部
１４  電気アーク
１５  区画
１５ａ  電気伝導導体
１５ｂ  電気伝導導体
１６  区画
１６ａ  電気伝導導体
１６ｂ  電気伝導導体
１７  ブロッキングダイオード
２０  宇宙機
２１  側面
３０  機械的インタフェース
３１  電力調整装置
３２  第１の接続手段
３３  第２の接続手段
４０  ヨーク
５０  層
５１  電気絶縁材料
５２  電気絶縁材料
５３  電気絶縁材料
５４  トラック
５５  トラック
５６  トラック
５７  トラック
５８  空間
５９  層
１２０  電気伝導導体
１３０  電気伝導導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【外国語明細書】
2017063606000001.pdf