このペーパーでは、国際宇宙ステーション（ISS）と中国宇宙ステーション（CSS）に乗っている太陽光発電システムの包括的な比較を紹介します。太陽光発電アレイ仕様、電力システムの出力、構造構成、セルテクノロジー、エネルギー貯蔵、電源機能を含む重要なパラメーターを分析して、2つのスペースステーション間の技術的特性と運用上の違いを強調します。

1.Potovoltaicアレイ電源、電圧、および電流

1.1内部宇宙ステーション（ISS）

ISSは4つの大きなソーラーアレイ翼を備えており、各翼は元々30 kWを超えることができたため、総公称出力は124 kW（通常は標準条件下で約80 kWで動作します）¹。これらのアレイは、約160 VのDC電圧で動作し、ステーション-幅の分布用にDC - DCコンバーターユニット（DDCU）を介して124 Vに下降します。¹。電流レベルは電力需要によって異なりますが、アレイごとのピーク電流は187 Aを超える可能性があります（30 kW / 160 Vから計算）。

画像ソース：Sohu News。 「国際宇宙ステーションには発電所またはその他の電力-生成機器がありますか？」

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

2021年、NASAは新しいロール-を使用してアップグレードを開始しました。²。これらのアップグレードされたアレイは、低太陽の角度で効率を向上させながら、既存の124 Vディストリビューションシステムとの互換性を維持します².

画像ソース：中国有人宇宙工学事務所。 「国際宇宙ステーションソーラーアレイをアップグレードするNASA。」

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

ISSの元のソーラーパネルは、おそらく複数のメーカーから調達された可能性があります。たとえば、Tecstarは、過去にISSの暫定制御モジュール（ICM）プログラムにソーラーパネルを提供しました³。アップグレードされたローザアレイのコンポーネントは、スペクトロラブから供給されています⁴.

1.2chinese宇宙ステーション（CSS）

CSSには、100 kWを超えるデザインパワーを組み合わせた6つの太陽翼グループが組み込まれています⁵。各太陽光翼は、ステーションの電源管理システムに最適化されたDC電圧で動作します（公開されていない特定の値）。最大の4つの翼（それぞれ27m×4m）にわたって138m²の総展開面積があるため、CSSは高度なセルテクノロジーを通じて高出力密度を達成します。⁵。電流定格は出力に比例し、主なバス電圧で800 Aを超える推定値（100 kW / 125 Vの仮定に由来）。

画像ソース：Netease News。 「時代遅れのデザイン？中国の宇宙ステーションは、300トンのギャップを備えた「軽量」？」 https://www.163.com/dy/article/k00llu9705538jem.html

CSSの太陽光発電成分のメーカーに関しては、特定の詳細は広範囲に公表されていませんが、中国には国内の大手パネルメーカーがいくつかあります。たとえば、2011年に設立された中国のTier-1ソーラーパネルメーカーであるSolarspaceなどの企業は、潜在的に関与する可能性があります。 2023年の終わりまでに、カンボジア、ラオス、中国に基地がある60ギガワットのセルと7.2ギガワットのモジュールに達する製造能力がありました⁶。もう1つの候補者は、中国の1 GWモジュールと2つの製造プラントのグローバル生産能力を持つ高-パフォーマンスPVモジュールを専門とするクリーンエネルギープロバイダーであるXPower Solar Energy Co.、Ltdです。⁷.

2.構造構成：収納状態と展開された状態

2.1ISS

収納された構成：元のソーラーアレイは発射のためにコンパクトセクションに折りたたまれ、新しいローザアレイは円筒形のキャニスターに保存されます（直径約1m×6m）².

展開された構成：各アレイウィングは73メートル（240フィート）に及び、総面積は2,500m²（27,000平方フィート）⁸。 8つのアレイは、米国の軌道セグメント全体に配布され、回転するジンバルに取り付けられて太陽を追跡する¹.
 

分布：4組の配列がステーションのトラス構造から伸びており、ロシアのモジュール（Zvezda、Zarya）が付いた小さな補助配列を備えています（Zaryaのアレイは現在撤回されています）¹.

画像ソース：NASA。 「国際宇宙ステーションのソーラーアレイ。」

https://www.nasa.gov/image {{2} article/solary {{3} arrays {{4} international {{5} space {{6} station-2//

2.2CSS

収納された構成：太陽の翼は、マルチ-ステージ、アコーディオン-のような構造に折りたたまれています。

展開された構成：各翼は27m×4mに展開し、マルチ-寸法アーティキュレーションシステムを使用して、最適な太陽追跡のために±180度回転を可能にします⁵。 6つの翼が分布しています：Tianhe、Mengtian、Wentianはそれぞれペアを持っています⁵.

分布：対称配置は、モジュール間のシェーディングを最小限に抑え、翼がステーションの縦軸に垂直に伸びています。

3.光子岩細胞技術

3.1ISS

Original Arrays（1998）は、約14％の変換効率を持つシリコン-ベースの太陽電池を使用します⁵.

アップグレードされたローザアレイは、高度なトリプル-接合セル（おそらくGAAS -ベース）を組み込んで効率を改善しますが、特定の材料は非公開のままです².

3.2CSS

Employs triple-junction gallium arsenide (GaAs) cells with >30％の変換効率^5,9.

これらの細胞は、インジウムリン化ガリウム（INGAP）、アルセニドガリウム（GAAS）、およびゲルマニウム（GE）層を利用して、低-地球軌道条件に重要な複数の光スペクトルをキャプチャします。

画像ソース：Netease News。 「時代遅れのデザイン？中国の宇宙ステーションは、300トンのギャップを備えた「軽量」？」 https://www.163.com/dy/article/k00llu9705538jem.html

4.バッテリーストレージシステム

4.1ISS

元のバッテリーは、ニッケル{-金属水素化物バッテリー（Ni -H₂）で、48の独立したバッテリーモジュール（ORU）で構成され、エネルギー貯蔵システム全体で96kWhの合計エネルギーがあります。 2017年には、リチウム-イオンバッテリーにアップグレードされ、各ニッケル-金属水素バッテリーORUがリチウム-イオンバッテリーORUに置き換えられ、容量とエネルギーが2倍になりました。 ISSエネルギー貯蔵システム全体の利用可能なエネルギーは約192 kWhに増加しました¹⁰.

これらのバッテリーは、日中に発生した電力の約60％を保存して、アースシャドウ（軌道あたり約35分）の間に操作をサポートします⁸.

ISSのニッケル-水素電池は、複数のサプライヤーから供給されました。 ISSがより高度なリチウム-イオン電池に向かって移動するにつれて、GS Yuasa Corporation's Group Company、GS Yuasa Technology Ltd.（GYT）は、2012年以降のISSのリチウム-イオン細胞を製造しています。¹¹.

4.2CSS

中国の宇宙ステーションの各モジュール（Tianheモジュール、Wentianモジュール、およびMengtianモジュール）には、独自の太陽光発電翼と独立したエネルギー貯蔵システムがあります。システムは、リチウム-イオン電池を使用します。 Tianhe Coreモジュールには、6セットのリチウム-イオン電池、4セットのWentian Laboratoryモジュール、4セットのMengtian Laboratoryモジュールが装備されています。関係者は、特定のバッテリー容量を明らかにしていません。ただし、公開報告書と専門家の推測によると、各バッテリーグループの容量は100-200 AHレベルになると予想されており、宇宙ステーションシステム全体の利用可能なエネルギーは100 kWhを超えると推定されています。¹².

CSSの場合、リチウム-イオン電池の可能性のあるメーカーには、リチウム-イオンバッテリー生産のグローバルリーダーであるCATL（Contemporary Amperex Technology Co.、Limited）、およびさまざまなタイプのバッテリーの製造経験がある宇宙飛行電力が含まれます。^5,13.

5.電源供給機能

5.1ISS

最大荷重124 kW（215 kWにアップグレード可能）をサポートし、生​​命維持、通信システム、50を超える科学実験をサポートします².

5.2CSS

毎日約1,000 kWhを生成し、数十の実験キャビネットや乗組員のニーズに十分である⁵.

100+ kW容量により、追加のモジュールや高-電力科学機器など、将来の拡張が可能になります。

ISSおよびCSSの太陽光発電システムは、それぞれの設計時代と運用要件を反映しています。 ISSは、より大きな配列領域と増分アップグレードを備えた、レガシーの互換性を優先し、CSSは高度なGAASセルとモジュラー設計を活用してより高い効率を活用します。両方のシステムは、低-地球軌道で人間の存在を維持するための堅牢なソリューションを実証しています。

出典：

1.SOHUニュース。 「国際宇宙ステーションには、発電所またはその他の電力-生成機器がありますか？」 https://m.sohu.com/a/374148541_120085179/

2. China Manned Space Engineering Office。 「国際宇宙ステーションソーラーアレイをアップグレードするNASA。」 https://www.cmse.gov.cn/hqsy/lydt/gjkjz/202101/t20210128_47565.html

3.Spacedaily。 「Tecstar Sips ISSソーラーパネル。」 https://www.spacedaily.com/reports/tecstar_ships_iss_solar_panels.html

4.「国際宇宙ステーションにさらに6つのソーラーアレイを提供するボーイング。」 https://boeing.mediaroom.com/news {{4} leleases {{5} statements?item =130801}

5.Wang Yanan（航空宇宙の知識）。 「China Space Station 'Power Bank'：1平方メートルあたり100万元、毎日1000 kWhを生成します。」 http://m.toutiao.com/group/7161312038013190656/?upstream_biz=doubao

6.a1solarstore。 「Solarspace Solar Panels Review 2025：In -深さの外観。」 https://a1solarstore.com/blog/solarspace {{8} solar {{9} panels - review - depth - look {{14} a1-solarstore.html

7.xpowerソーラー。 「主要なソーラーPVモジュールメーカー|約XPower。」 https://www.xpowersolar.com/about/

8.ナサ。 「国際宇宙ステーションのソーラーアレイ。」 https://www.nasa.gov/image {{5} article/solary {{6} arrays {{7} international {{8} space {{9} station-2//

9.Netease News。 「時代遅れのデザイン？中国の宇宙ステーションは、300トンのギャップを備えた「軽量」？」 https://www.163.com/dy/article/k00llu9705538jem.html

10.ユーゲン・シュワンベック;ペニ・ダルトン。 「国際宇宙ステーションリチウム-一次電力システム用のイオン電池。」

11.GS Yuasa。 「GS Yuasaのリチウム-イオン細胞は、4回目の国際宇宙ステーションに送達されます。」 https://www.gs - yuasa.com/en/newsrelease/article.php?ucode=gs200509534828_785

12.中国の有人宇宙プログラム。 「中国の宇宙ステーションのエネルギーシステム。」

13.SolarFeeds。 「SpaceFlight Power 65 AH、100 AH、150 AH、250 AH鉛酸（AGM）バッテリー容量、価格、レビュー。」 https://www.solarfeeds.com/battery/long {{9} life {{10} battery {11} series/