Desenvolvimento e avaliação de um sistema de geração de energia de baixo custo para cubesats

Abstract

Este trabalho aborda o desenvolvimento de sistemas de geração de energia destinados a pequenos satélites do tipo CubeSats. Inicialmente, foi realizado o desenvolvimento de paineis solares visando reduzir a dependência de soluções comerciais de elevado custo utilizadas nas plataformas desenvolvidas pelo SpaceLab da UFSC. Em complemento, considerando que o desempenho desses paineis depende diretamente da eficiência do sistema de gerenciamento de energia, foi realizada uma revisão bibliográfica das arquiteturas de Maximum Power Point Tracking (MPPT) aplicáveis a pequenos satélites, bem como uma análise crítica do algoritmo atualmente empregado no módulo EPS 2.0 desenvolvido em trabalhos anteriores no SpaceLab. O trabalho abrange aspectos relacionados aos materiais, componentes eletrônicos, projeto das placas de circuito impresso, normas aplicáveis e procedimentos de fabricação e testes dos paineis solares, além da avaliação das principais topologias e algoritmos MPPT encontrados na literatura, culminando na proposta de melhorias para a arquitetura de gerenciamento de energia do módulo EPS 2.0.

This work addresses the development of power generation systems for CubeSat-class small satellites. Initially, solar panels were developed to reduce reliance on the high-cost commercial solutions used in platforms created by UFSC’s SpaceLab. Additionally, recognizing that panel performance depends directly on the efficiency of the power management system, a literature review of Maximum Power Point Tracking (MPPT) architectures suitable for small satellites was conducted, alongside a critical analysis of the algorithm currently used in the EPS 2.0 module developed in previous SpaceLab projects. The study covers aspects related to materials, electronic components, printed circuit board design, applicable standards, and solar panel manufacturing and testing procedures, as well as an evaluation of key MPPT topologies and algorithms found in the literature, culminating in proposed improvements for the EPS 2.0 module's power management architecture.