Nelson Veissid e Antonio Fernando Beloto

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1 CINCO ANOS DE ANÁLISE DOS DADOS DO EXPERIMENTO CÉLULA SOLAR DO SATÉLITE SCD2 DO INPE
Nelson Veissid e Antonio Fernando Beloto Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - LAS/INPE, São José dos Campos/SP ; XXVII Encontro Nacional de Física da Matéria Condensada Poços de Caldas – MG 4 a 8 de maio de 2004 O satélite SCD2 do INPE, lançado em outubro de 1998, leva a bordo um experimento de células solares (ECS). O ECS tem como objetivo principal estudar em missão o desempenho de células solares nacionais de qualificação espacial. Os arquivos de dados do experimento permitem calcular os valores de ISC , VOC , IMP , VMP e η em função do tempo de vida do satélite. As figuras abaixo mostram as curvas da variação destes parâmetros. O ECS é composto por seis células solares, acomodadas aos pares sobre uma estrutura de alumínio e ocupa uma das janelas laterais do satélite. O sinal gerado pelas células é transmitido por telemetria do satélite e recebido em tempo real pela antena localizada na cidade de Cuiabá-MT. A degradação relativa de ISC é da ordem de 0,1% ao ano. A degradação relativa do valor de VOC é menor do que 3% ao ano e a degradação da eficiência das célula solares é de 4% ao ano. Estes valores de degradação refletem os danos de radiação que o dispositivo experimenta em órbita e correspondem aos valores esperados. A figura abaixo (esquerda) apresenta uma amostra de como os dados são recebidos. A figura abaixo (direita) mostra o mesmo conjunto de dados após uma transformada de variável de tempo para ângulo de fase de spin do satélite. O pico maior corresponde a radiação solar incidente diretamente sobre o ECS e o menor está associado a radiação solar refletida pela Terra. Os dados do experimento célula solar do SCD2 são, também, usados para estimar a refletividade do planeta Terra (ALBEDO). Os valores de albedo podem ser mostrados na forma de gráficos de sua variação em função do dia do ano. Por exemplo, a figura ao lado mostra esta variação para a cidade de São Paulo. Estes dados podem ser agrupados por períodos na forma de imagens (ver abaixo). t  θ A equação da característica corrente por tensão de uma célula é dada por: A figura ao lado mostra os parâmetros da curva IxV, os quais são: ISC (corrente fotogerada), VOC (tensão de circuito aberto), IMP e VMP (corrente e tensão de máxima potência). O desempenho de uma célula é definido pela sua eficiência de conversão de energia solar em elétrica. O espectro solar extraterrestre possui uma potência incidente de 135,3 mW/cm2. CONCLUSÕES UM EXPERIMENTO DE TECNOLOGIA SIMPLES E DE BAIXO CUSTO EM CONJUNTO COM UM ALGORITMO ADEQUADO DE TRATAMENTO DE DADOS PERMITE CALCULAR O DESEMPENHO DE CÉLULAS SOLARES EM TEMPO REAL. OS RESULTADOS DO EXPERIMENTO MOSTRAM QUE OS PROCESSOS E OS MATERIAIS USADOS NA FABRICAÇÃO DOS SENSORES ESTÃO APROVADOS COMO DE QUALIFICAÇÃO ESPACIAL. O USO DE CÉLULAS SOLARES COMO UM SENSOR DE RADIAÇÃO VÍSIVEL PERMITE INFERIR EXPERIMENTALMENTE A RADIAÇÃO REFLETIDA PELO PLANETA TERRA AO ESPAÇO EXTERIOR (ALBEDO PLANETÁRIO). A AUSÊNCIA DE COLIMADORES ÓPTICOS É COMPENSADA PELA FORMA ESFÉRICA DA TERRA E PELA FUNÇÃO PESO NO FLUXO INTEGRADO INCIDENTE, QUE FAVORECE O SINAL PARA O PONTO NADIR DO SATÉLITE. OS DADOS DO ALBEDO OBTIDOS PELO ECS PODEM SER MOSTRADOS NA FORMA GRÁFICA PARA DIFERENTES LOCAIS OU NA FORMA DE IMAGENS. AS IMAGENS SÃO ÚTEIS AOS CLIMATOLOGISTAS E METEOROLOGISTAS PARA O ENTENDIMENTO DOS PROCESSOS ATMOSFÉRICOS. POR EXEMPLO, NO ESTUDO DOS PROCESSOS SAZONAIS, PROCESSOS NATURAIS (EL-NIÑO) E HUMANOS (POLUIÇÃO). ÓTIMA FERRAMENTA PARA MONITORAR MUDANÇAS GLOBAIS. PARA FUTUROS EXPERIMENTOS DE SATÉLITES, A METODOLOGIA PROPOSTA PODE SER USADA PARA OPERAR EM JANELAS ESPECTRAIS DIFERENTES E POSSIBILITAR UM ESTUDO DO ALBEDO ESPECTRAL.