Characterization Equipment of Aerospace Photovoltaic Panels

Abstract

The main purpose of this project is the development of a system able to characterize solar panels in order to obtain higher TRL levels. This system consist of a photovoltaic measurement system and a low cost home-made Thermal and Vacuum Chamber. Furthermore, the system is managed by a graphical user interface where the obtained curves and data can also be visualized. From the beginning of the project, the methodology sought a product and market oriented philosophy. Each decision concerning the project’s development, without exception, is taken considering all the criteria involves, that is, engineering criteria as well as the pricing and the market availability. In this manner, the project arises from requirements which might be given by an assumed and imaginary client. Technical requirements emerge then from those previous requirements. Afterwards, a complete process involving analysis, design and implementation is carried out. This project is presented as a Master Thesis within the Master in Telecommunication Engineering of the University of Granada. Therefore, it is captivating to not merely focus on a specialised but also a multidisciplinary approach in which the student uses the competences acquired during the academic period as well as the concepts learn by the realization of this work. In order to enhance the significance of the project, several and distinct technologies are used. Some of the technologies used during the project are instrumentation and control, CAD/CAM design and software design. Moreover, the management system is presented via GUI which focus on the user experience and the ease of use. This system is intended to be a crucial tool for the new projects and challenges the GranaSAT Team will face. The result of this work concludes obtaining a comprehensive measurement system which meets the Functional and the Client’s Technical Requirements previously specified.

El propósito principal de este trabajo es desarollar un sistema de caracterización de paneles solares aerospaciales que permita obtener un mayor TRL y afrontar con mayores garantías las certificaciones necesarias para poner en orbita un componente electrónico. Estas certificaciones se realizan para asegurar que dicho componente soportará las adversas condiciones de vacío y temperatura que tienen lugar en el espacio. El sistema desarollado esta compuesto por un subsistema de medida de paneles fotovoltaicos y una cámara TVAC de bajo coste diseñada y manufacturada de forma casera. Además, el sistema es controlado por medio de una interfaz de usuario encargada tanto de la configuración de los equipos como de la representación y el almacenamiento de los datos obtenidos por medio de las pruebas realizadas. Desde el comienzo del proyecto se sigue una metodología orientada tanto al producto como también a la situación del mercado, lo cual implica que cada decisión es tomada tras analizar todos los factores influyentes. Esos factores pueden ser tanto técnicos o ingenieriles como económicos o disponibilidad comercial. De esta forma, el proyecto se desarrolla a partir de los requrimientos técnicos facilitados por un cliente hipotético, a partir de los cuales, se obtienen los requerimientos funcionales de ingeniería. Posteriormente, se realiza un exhaustivo proceso de análisis, diseño e implementación del producto. Este proyecto se presenta como Trabajo Fin de Máster de la titulación de Máster de Ingeniería de Telecomunicación de la Universidad de Granada. Una idea interesante es afrontar el proyecto con un enfoque multidisciplinar en el cual el alumno es capaz de demostrar no solo los conceptos aprendidos durante esta etapa académica, sino también, los aprendidos en su especialidad, durante el Grado de Telecomunicación, y los desarrollados durante la realización de este mismo proyecto. Varias y distintas tecnologías han sido empleadas durante este proyecto con el fin de aportar un valor añadido al mismo. Algunas de estas tecnologías son el control y configuracion de equipos electónicos, el uso de software de diseño CAD/CAM y otras herramientas de software y programación. Además, el sistema de control se presenta por medio de una GUI la cual se centra en la funcionalidad, su facilidad de uso y la experienca final del usuario. El objetivo es que este sistema se consolide como una herramienta crucial para los futuros y exitosos retos que aguardan al equipo GranaSAT. Este proyecto culmina con la obtención de un sistema de caracterización completo, el cual garantiza su cumplimiento de los requerimientos técnicos del cliente y los requisitos funcionales de ingeniería derivados de estos.