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Sizing Photovoltaic Harvesters for Energy-Neutral UWB Sensors in Space

Lübken, Andre (2026) Sizing Photovoltaic Harvesters for Energy-Neutral UWB Sensors in Space. In: IEEE International Conference on Wireless for Space and Extreme Environments (WiSEE). IEEE. 2026 IEEE International Conference on Wireless for Space and Extreme Environments (WiSEE), 2026-09-14 - 2026-09-16, Leuven,Belgien.

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Kurzfassung

Impulse radio ultra-wideband (IR-UWB) radios suit intra-spacecraft sensor networks through their multipath robustness and precise ranging capability, but the high peak currents of commercial transceivers strain the small photovoltaic harvesters and supercapacitor buffers practical in space, where lithium cells are poorly suited to the often unconditioned thermal envelope. We derive a temperature aware loss model for energy-neutral UWB nodes that provides a single design equation for the minimum photovoltaic area AP V,min(D, Ee, T). Calculation requires the dominant standing loss, supercapacitor self discharge, which we measure to rise ~2.6× between 25 C and 50 C. The resulting sizing curves show a plateau dominated by leakage current and a slope defined by the energy per transmit burst. For a cadence of one packet per minute under 0.6 W m-2, an ADP5091/DW3000 based prototype`s 10.66 cm2 cell is able to sustain operation at 25 C with ~16 % margin but falls ~25 % short at 50 C, showing how strongly temperature drives harvester sizing.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/227673/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Sizing Photovoltaic Harvesters for Energy-Neutral UWB Sensors in Space
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lübken, Andreandre.luebken (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2982-4834NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2026
Erschienen in:IEEE International Conference on Wireless for Space and Extreme Environments (WiSEE)
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Verlag:IEEE
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Ultra-wideband, wireless sensor network, energy harvesting, photovoltaic, supercapacitor, space avionics, harsh environment
Veranstaltungstitel:2026 IEEE International Conference on Wireless for Space and Extreme Environments (WiSEE)
Veranstaltungsort:Leuven,Belgien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:14 September 2026
Veranstaltungsende:16 September 2026
Veranstalter :IEEE
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - ICAP-PRF | ICAP-PRF: Integrated Core Avionics Plus Power & RF
Standort: Bremen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtsysteme > Avioniksysteme
Hinterlegt von: Lübken, Andre
Hinterlegt am:09 Okt 2026 10:39
Letzte Änderung:09 Okt 2026 10:39

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