Альтернативная энергетика и энергосбережение
1,519,686 7,708
 

  AEro ( Слушатель )
01 мар 2013 в 16:43

Тред №536167

новая дискуссия Дискуссия  326

Я вот даже не знаю, сюда это постить или в военную ветку. Потому что если это таки реализовать, получится знатная вундервафля  ;)

Головное научное учреждение Роскосмоса — ЦНИИмаш выступил с инициативой создания российских космических солнечных электростанций (КСЭС) мощностью 1–10 ГВт с беспроводной передачей электроэнергии наземным потребителям.
Цитата
Идея состоит в том, чтобы разместить на геостационарной орбите отражатели, которые будут улавливать солнечную энергию, преобразовывать ее и отправлять на Землю.

«В настоящее время в США консорциум, в который входят Lockheed Martin, Boeing, JPL, Центр Маршалла, Центр Гленна, а также ряд университетов, планирует создать коммерческую КСЭС гигаваттного уровня к 2016 году», — говорит главный научный сотрудник ЦНИИмаша Валерий Мельников. — «Китай намерен участвовать в этом рынке. Группа японских корпораций во главе с Mitsubishi Corporation планирует построить КСЭС гигаваттного уровня к 2025 году в рамках проекта Solarbird. Общая сумма инвестиций в создание КСЭС оценивается в $24 млрд».

По мнению представителей ЦНИИмаша, в новых экономических условиях направление создания КСЭС может определять в перспективе темп развития космической техники.

Разрабатываемая зарубежными компаниями концепция КСЭС состоит в следующем: от солнечной батареи большой площади (несколько квадратных километров), расположенной в космосе, электроэнергия собирается и преобразуется в СВЧ-сигнал, который передающей антенной транслируется на наземную антенну. На Земле происходит преобразование СВЧ-сигнала в электричество с приемлемыми параметрами.

«В последние годы в мире резко возрос интерес к КСЭС с лазерным каналом передачи энергии в связи с успешным развитием инфракрасных полупроводниковых лазеров и особенно волоконных лазеров», — говорит Мельников. — «Концепция лазерной КСЭС близка к СВЧ-варианту: солнечные батареи питают твердотельные лазеры, распределенные по их площади. От лазеров по волоконным световодам энергия собирается к центральной оптической системе, передающей энергию на Землю, где она фотоэлектрическими преобразователями снова превращается в электричество».

Инфракрасные твердотельные лазеры дают ряд существенных преимуществ, отмечает ученый.

«Значительно меньшая расходимость лазерного луча по сравнению с СВЧ-сигналом дает на порядки меньшую площадь передающих и приемных систем, а из-за малой площади приема появляется возможность энергоснабжения высокоширотных регионов России, Канады, Гренландии и других островов в северных широтах, а также Антарктиды от КСЭС, находящейся на геостационарной орбите», — говорит Мельников.


Как-то оно звучит несколько фантастично, особенно заявленная мощность. Но вообще гигаваттный лазер на геостационаре штука очень интересная, и отнюдь не только в плане электрификации Заполярья  :D
  • +0.02 / 1
  • АУ
ОТВЕТЫ (10)
 
 
  Feral ArtRaz ( Слушатель )
01 мар 2013 в 18:06

Во-первых SolarBird Митчубиши была вроде на Microwave (СВЧ) передаче? ладно, пусть будут лазеры.
Хмм ... а сколько у нас к.п.д. фотоэлектрических преобразователей, да еще в диапазоне лазера? Процентов 5-10%? А нагрев их поверхности при приеме Гигаваттов?
Ну, пусть 10%. То есть для приема 1 ГВт на земле КСЭС должна из космоса на геостационаре за ~34 000 км выдать 10 ГВт.
К.п.д солнечной панели близка к 10-15% - т.е. они должны покрыть площадь с эквивалентом инсоляции в ~ 100 ГВт?
Инсоляция на орбите 1364 Вт/кв.м или 1.36 ГВт/кв.км. То есть площадь панелей должна быть около  73 кв.км или скажем грубо с потерями 8 х 10 км панелька... нигде не ошибся?
М-даа ... а микрометеориты и космический мусор её не поцарапают? А если это геостационар - как она, синхронно вращаясь вместе в Землей, будет непрерывно облучаться солнцем? А туман и облака над приемником в Заполярье?
А компактный реактор на быстрых нейтронах вроде 2 х БН-600..800 не будет проще? И пингвины не облысеют ...
  • +0.16 / 7
  • АУ
 
  Фёдор144 ( Слушатель )
01 мар 2013 в 18:58


или сфероконь. и в данном случае точно в вакууме.

мы тут ломали копья насчет солнечных электростанций в сахаре и транспортировке энергии по обычным кабелям в европу.

вся затея имеет смысл только если ожидается отдача энергии, потенциально превышающая затраченную. иначе нет изюма.

в данном случае энергия, затраченная на изготовление, запуск и разворачивание, может вернуться через 100500 лет, когда уже сами панели рассыпятся в труху.

я уже не говорю о затратах на обслуживание.

тем более, что с применением данной концепции энергоснабжения мы существенно нарушаем энергобаланс земли (если делать это массово). следующим этапом нужно будет строить гигантские излучатели низкопотенциального тепла обратно в космос.

имхо, к тому моменту когда развертывание такой системы будет возможно технически, потребность в энергии в космическом пространстве существенно возрастет и такие системы будут покрывать именно эти потребности.




а вот в качестве оружия канеш подойдет. но я бы такое сбивал загодя. нахрена такая дура над головой.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
  AEro ( Слушатель )
04 мар 2013 в 10:32

Ну не так уж все плохо. Примем допущение, что усредненный автомобильный движок имеет мощность 60 КВт, тогда 10 гигаватт будут соответствовать 167 тыс. машинам. Это количество транспорта в не очень крупном городе. Думаю, вулканическая деятельность на нашей планете дает более серьезные цифры.
  • +0.03 / 1
  • АУ
 
 
  Harsky ( Слушатель )
04 мар 2013 в 11:47


Федор, перестаньте нести чушь. Землю от Солнца получает 1.74·1017 Вт энергии. Человек тут вовсе руку не прикладывал, как бы не хотелось.
Суммарно, на всех электростанциях, вырабатывается немногим более 0.2·1013 Вт. При КПД 30% это будет примерно 0.6·1013 Вт тепла любого рода, которое рассеивается в атмосферу. Еще столько же даст нам вся вырабатываемая нефть, при условии, что мы ее всю сжигаем в авто и на электростанции и химические заводы она не попадает вовсе, т.е. будем считать, что в электростанциях мы ее не учли. Уголь и газ я не считал вовсе, т.к. всё тепло, что из них вырабатывается уже учтено в выработке электростанций. Та часть угля и газа, которая сжигается частным сектором и металургией дает погрешность противоположную по знаку той, что образовалась от дважды учтенной нефти, так что, в целом, картина не поменятся.

В итоге, тепло вырабатываемое в результате всей хозяйственной деятельности человека (грубая оценка, точность в двоичный порядок, как мне кажется) - 1.2·1013 Вт.

Дальше про "существенное нарушение энергобаланса" надо что-то говорить? менее 0.1% всей существенности, как и достоверности ваших постов  ;)
  • +0.05 / 2
  • АУ
 
 
 
  Фёдор144 ( Слушатель )
04 мар 2013 в 14:29


Harsky, перестаньте хамить ну или включите моск.

рассматривайте ситу в развитии. это все технологии будущего (сейчас они просто экономически не реализуемы).

имхо, нужно учитывать постоянный рост потребности в энергии и куммулятивный эффект накопления низкопотенциального тепла в экосистеме земли.

можно легко обосновать десятикратный рост энергопотребления к концу 21-го века. и это будет не предел.

с учетом роста энергопотребления, накопление низкопотенциального тепла за 30 лет будет уже не такое мизерное как если взять за один год при нынешнем энегропотреблении.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
  Harsky ( Слушатель )
04 мар 2013 в 15:13

С каких это пор хамством стало назвать глупость глупостью?


И в будущем они будут также экономически не реализуемы. На протяжении все истории человечество переходило ко все более "концентрированным" источникам энергии. "Зеленая" энергия - ересь и мракобесие, если рассматривать ее вне нишы утилизации отходов деятельности человека или единственного источника низкокачественной энергии на неудобьях и в медвежьих углах, куда ЛЭП не дотянется.


Верно, потребность постоянно растет. А с чего бы низкопотенциальному теплу накапливаться? Оно прекрасно греет вселенную. Изменение солнечной постоянной на 1% даст изменение температуры на поверхности земли примерно на 1К. Я согласен на то, чтобы сейчас градусник показывал не -6С, а -5С, уговорили. Именно на столько увеличится средняя температура, если человечество начнет генерировать (и потреблять) в 10 раз больше энергии во всех ее видах.


Перефразируйте. В таком виде это звучит как сравнение Ватт с Джоулями.

Если вы так сильно заботитесь о тепловом загрязнении окружающей среды, то ведите проповеди среди бюргеров о массовом переходе на централизованное отопление. Это позволит пустить низкопотенциальное тепло в дело, а не расходовать на обогрев качественную высокопотенциальную энергию.
  • +0.07 / 3
  • АУ
 
 
 
 
 
  Фёдор144 ( Слушатель )
04 мар 2013 в 20:59


Harsky, я так понял вам совершенно фиолетово, кто предлагает идею.

но тем не менее для тех, кто в танке - эта идея НЕ МОЯ, мне эта идея в данной констелляции НЕ НРАВИТСЯ и я ее НЕ ЗАЩИЩАЮ.

я просто написал то, что лично мне показалось несколько проблематичным - стоимость, амортизация энергозатрат и возможные влияния на энегробаланс, если широко применять.

ваша априорная оценка (чушь) влияния такой технологии на энергобаланс земли без конкретной квантификации в моем посте не имеет обоснования и только ваше имхо.

вполне возможно смоделировать условия, в который будет реальное воздействие на энергобаланс. и условия эти далеко не фантастичны.

так, что ваш тезис подвис со всеми вашими цифрами (которые вполне себе правильные).

точно так же и ваш тезис насчет экономической нереализуемости такой технологии в будущем. не понятно на каком основании выдвинут такой тезис.

вполне возможно представить такие условия, когда такая технология будет экономически оправдана. не обязательно для энергоснабжения земли и производство не обязательно на земных мощностях.

теперь насчет низкопотенциального тепла - насколько мне известно, оно хорошо передается конвекцией и плохо радиацией.

за пределы атмосферы  - либо с переносом массы, либо нужны специальные радиаторы-излучатели. такие применялись на наших станциях и применяются сейчас на мкс да и на кораблях тоже.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
  Harsky ( Слушатель )
05 мар 2013 в 11:55


Вобщем, да.
Мы идею обсуждаем, а не человека. Вы идею на ветку притащили - вам и отвечать  :D



Из всех выделенных проблем только энергобаланс проблемой и не является. В любых условиях, т.к. я дал оценку сверху, а в реальности только лучше будет. Все остальные проблемы - это вообще не проблемы, это гвозди в крышку гроба идеи. Даже по одиночке.


На основании того факта, что существуют другие способы получения энергии. В десятки-сотни раз более дешевые и "концентрированные". Пока они будут существовать (погуглите на тему запасов U235 и U238, это даже без всякой фантастики типа He3) у альтернативной энергетики не будет никаких шансов из-за экономики, за исключением мест, где она локально (из-за логистики) станет безальтернативной. И через 300 лет можно будет встретить на таежной заимке "лопух" СЭС или ветряк, я уверен. Только ножками топать придется далеко, чтоб увидеть это зрелище.

Если же настанут последние времена, когда человечество не сможет по каким-то причинам использовать газ-нефть-уран, то тут уж будет не до грибов...
  • +0.08 / 3
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
  Фёдор144 ( Слушатель )
05 мар 2013 в 20:33


ну идею то не я сюда вытащил. посморите выше.

я и писал раньше, что считаю эту концепцию вредной и не применимой для энергоснабжения именно земли.

энергобаланс не является проблемой ин ситу. если рассматривать в динамике, то вполне может таковой стать буде мужики действительно собираются массово внедрять  эту концепцию именно в этой констелляции. экологический эффект не ограничивается только возможным прямым влиянием на тепловой баланс.

экономически опять же ин ситу не реализуем, но в перспективе вполне возможно будут найдены решения ключевых вопросов, которые сделают такую концепцию возможной. тем более, никто не ограничивает применение именно землей. в космосе такие системы вполне могут быть экономически более привлекательны, чем ядерные технологии.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
  Harsky ( Слушатель )
05 мар 2013 в 20:53


Вот!
Отличная ниша для панелей. Жаль что факт использования их в космосе как-то прошел мимо вас  ;)
На орбите Земли они составляют серьезную конкуренцию другим источникам энергии. Где-нибудь подальше, за Марсом (в поясе) - у них шансов нет. Как раз там, скорее всего и будет вестись хозяйственная деятельность человечества, поближе к ресурсам.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
<< Тред №536166
Тред №536168 >>