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Planificador de presupuesto de potencia de satélite

Construye un presupuesto eléctrico orbital simplificado a partir de las principales cargas del satélite. Suma la potencia del bus, la carga útil y las comunicaciones; calcula la energía necesaria durante el eclipse y estima la potencia solar requerida durante la fase iluminada para sostener el consumo y recuperar esa energía con una eficiencia especificada.

El planificador sirve para comparar escenarios de operación antes de disponer de un modelo de potencia detallado por modo. También muestra el efecto del margen de diseño sobre la potencia de generación. Para fases avanzadas conviene separar cargas por ciclo de trabajo, degradación solar, temperatura, baterías y perfiles orbitales reales.

Cargas y órbita

W
W
W
min
min
%
%
Resultado
—
Potencia solar objetivo
Carga total—
Energía de eclipse—
Generación antes de margen—

1. Define las cargas simultáneas
Introduce los consumos del bus, la carga útil y las comunicaciones para el modo que quieras analizar.

2. Indica la duración del eclipse
Usa el tiempo durante el que la nave depende principalmente de la batería.

3. Añade el tiempo iluminado
Introduce el intervalo disponible para alimentar cargas y reponer la energía gastada.

4. Ajusta la eficiencia de recarga
Representa las pérdidas del camino de generación y almacenamiento.

5. Aplica el margen
El resultado final incluye el porcentaje de reserva de potencia introducido.

P_carga = P_bus + P_payload + P_comm E_eclipse = P_carga × t_eclipse P_solar,base = P_carga + E_eclipse / (t_sol × η) P_solar = P_solar,base × (1 + M)

Los tiempos deben expresarse en horas dentro del cálculo; η y M se usan como fracciones.

Qué significa el resultado

La potencia solar objetivo representa la generación que permitiría alimentar las cargas durante iluminación y recuperar la energía del eclipse bajo el modelo simplificado.

La herramienta supone las mismas cargas durante eclipse y fase iluminada. Si los modos cambian, conviene usar potencias medias ponderadas o presupuestos separados.

Datos: 320 W de bus, 700 W de carga útil, 180 W de comunicaciones, 35 min de eclipse, 60 min de Sol, 85 % de eficiencia y 20 % de margen.

Cálculo: carga = 1.200 W. Energía de eclipse = 1.200 × 35/60 = 700 Wh. Potencia de recarga = 700/(1 × 0,85) = 823,5 W. Base solar = 2.023,5 W. Con margen = 2.428,2 W.

Resultado: potencia solar objetivo aproximada de 2,43 kW.

¿Debo sumar cargas que nunca funcionan a la vez?

No. El escenario debe representar una combinación de cargas físicamente posible. Para varios modos, calcula cada uno o usa un ciclo de trabajo bien definido.

¿Por qué se añade potencia de recarga durante la fase iluminada?

Porque los paneles no solo alimentan la nave: también deben reponer la energía que salió de la batería durante el eclipse.

¿La duración iluminada es el periodo orbital completo?

No. Debe ser el intervalo útil de generación solar del escenario analizado, no necesariamente toda la parte geométricamente iluminada si existen restricciones.

¿Qué sucede si el eclipse es cero?

La energía de eclipse pasa a cero y el resultado depende de la carga instantánea, la eficiencia aplicada a la recarga deja de tener efecto sobre ese término.

¿Este cálculo incluye degradación de paneles por fin de vida?

No de forma explícita. Puedes reflejar parte de esa incertidumbre con margen, pero para diseño se recomienda modelar degradación y temperatura por separado.