DISEO DEL SISTEMA DE POTENCIA DE UN SATLITE

DISEO DEL SISTEMA DE POTENCIADE UN SATLITE

A la hora de disear un satlite, una de las variables que debemos tener en cuenta es el dimensionamiento de las bateras. Este hecho es importante porque a lo largo de la rbita del satlite existen momentos en los que no incide la luz solar sobre el mismo (eclipses) y el satlite necesita extraer la energa para sus procesos de dichas bateras.

El objetivo de este problema ser calcular o dimensionar las bateras, para lo cual se pide:

Resolver el circuito elctrico simplificado del satlite.

Calcular el nmero de bateras necesarias para la misin, para lo que se calcular con anterioridad:

Tiempo de descarga de cada batera.Tiempo total de eclipses a lo largo de la misin.

DATOS DE PARTIDA

Sabemos que el satlite describe una rbita geoestacionaria, es decir, tiene el mismo periodo orbital que el de rotacin de la Tierra. (rgeo=42164Km).Para un satlite geoestacionario se verifica que el tiempo mximo de eclipse es de 71 minutos.

El circuito elctrico simplificado del satlite, con todos los equipos generadores (bateras) y equipos que consumen energa elctrica viene dado por:

5 VLos valores de las resistencias del circuito anterior son:Ra= 2 Rb= 5 Rc= 3 Rd= 1 Re= 2

Las bateras tienen una diferencia de potencial de 5V y, adems, a los 600 ciclos de carga y descarga se considera que no cumplen la normativa y se desechan.

Cada vez que una batera sedescarga, se conecta una nueva,de tal manera que solo hayuna batera en funcionamiento.

INFORMACIN ADICIONAL:La capacidad de descarga de cada batera es de 1800 A. minuto.

La relacin que liga la capacidad de descarga con el tiempo de descarga, viene dada por la expresin:

El satlite debe realizar correctamente todas sus funciones durante 25 aos desde el lanzamiento.

TE ATREVES?

CON UN POQUITO DE AYUDA

Lo primero que se pide es resolver el circuito simplificado del satlite. Como puedes ver tenemos cinco incgnitas, que son las cinco intensidades que circulan por cada rama del circuito, por lo que necesitamos CINCO ecuaciones linealmente independientesDe ellas pueden ser dos ecuaciones de nudos y tres ecuaciones de malla

Si necesitas ayuda para plantear estas ecuaciones puedes recurrir al archivo:Leyes de KirchhoffUna vez planteadas las cinco ecuaciones linealmente independientes, debes resolver el sistema obtenido, que tendr 5 ecuaciones con 5 incgnitas.

Demasiado largo para resolver a mano?

Para ayudarte no olvides que dispones de MAXIMA :Manual Descarga MAXIMA RESOLUCIN DE SISTEMAS DE ECUACIONES LINEALESLa capacidad de las bateras, con la intensidad de funcionamiento est establecido en1800 A. minuto.Puedes calcular el tiempo de funcionamiento de cada una de las bateras con la expresin:

Una vez calculado el tiempo de descarga de una batera, sabiendo que: cada ao se producen aproximadamente 40 eclipses de 71 minutosque se busca un satlite que tenga una vida aproximada de 25 aos, yque el mximo nmero de ciclos de carga y descarga es de 600,Ya tenemos todos los datos para calcular el nmero de bateras que necesitamos para la misin.Este ejemplo simplificado, es un estudio que se realiza en todos los lanzamientos de satlites, puesto que tiene una importancia capital en el xito de la misin.

Cmo crees que lo habrs hecho?COMPRUBALO T MISMO.

Dimensionamiento del satlite