Список форумов Форум космопорта Форум космопорта
Космос и все, что с ним связано...
 
 FAQFAQ   ПоискПоиск   ПользователиПользователи   ГруппыГруппы   РегистрацияРегистрация 
 ПрофильПрофиль   Войти и проверить личные сообщенияВойти и проверить личные сообщения   ВходВход 

Солнечная энергия для Лунной колонии
На страницу 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8  След.
 
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Форум космопорта -> Обсуждение идей
Предыдущая тема :: Следующая тема  
Автор Сообщение
Kuasar
Администратор


Зарегистрирован: 15.02.2005
Сообщения: 1071
Откуда: Минск

СообщениеДобавлено: 27 Мар 2007 [08:12]    Заголовок сообщения: Солнечная энергия для Лунной колонии Ответить с цитатой

О возможности энергообеспечения лунной колонии при помощи солнечной энергии не говорит разве только ленивый. Я тоже в свое время написал целую статью на эту тему.

Обычно оппоненты этой схемы подчеркивают тот факт, что солнечные элементы способны вырабатывать энергию только на протяжении лунного дня. Всю лунную ночь колония должна получать энергию от другого источника.

Ниже приведены варианты решения проблемы накопления энергии, которые могут быть использованы при постройке первых лунных поселений.

Аккумуляторная подстанция
На протяжении лунного дня часть энергии идет на подзарядку аккумуляторов. Ночью колония переключается на использование энергии аккумуляторов.
Плюсы: простота реализации, отработанные технологии, легкая масштабируемость.
Минусы: потери энергии в процессе зарядки аккумуляторов, необходима доставка дополнительного оборудования с Земли (аккумуляторы).

Конденсаторная подстанция
Все как в предыдущем варианте, но вместо аккумуляторов используется батарея конденсаторов сверхвысокой емкости. Днем идет зарядка, конденсаторов. Ночью колония использует накопленную энергию.
Плюсы: простота реализации, высокий КПД зарядки, легкая масштабируемость.
Минусы: необходима доставка дополнительного оборудования с Земли (конденсаторы).

Электролизная подстанция
На протяжении лунного дня часть энергии поступает на выработку кислорода и водорода. На протяжении лунной ночи колония питается от топливных элементов.
Плюсы: готовый источник тепла для колонии.
Минусы: потери энергии в процессе электролиза, затраты на сжижение газов, необходима доставка дополнительного оборудования с Земли (электролизер, компрессор, топливные элементы, баки для хранения).

Лично мне кажется, что использование конденсаторов сверхвысокой емкости выглядит наиболее привлекательно. У них выше удельная емкость на единицу массы, чем у аккумуляторов. Современные образцы обладают очень низкими показателями саморазряда. КПД зарядки гораздо выше чем у аккумуляторов или КПД электролиза. Не боятся скачков в потреблении энергии. Их характеристики не ухудшаются при большом количестве циклов заряд/разряд.

К тому же, конденсаторы с простейшей схемой управления можно навешивать прямо на солнечные батареи. Нужно только подобрать компоненты, сохраняющие работоспособность в условиях лунной ночи. Такой модуль будет отдавать энергию и днем и ночью: днем, за счет работы солнечных элементов (от них же будет идти зарядка конденсаторов), а ночью - за счет заряда, накопленного в конденсаторах. Таким образом можно также децентрализовать накопление энергии.


Немного цифр.
Футбольное поле, "застеленное" обычными солнечными панелями, будет давать до 1 МВт электроэнергии. На энергообеспечение колонии пойдет порядка 200-400 кВт, остальное идет в накопление.
Масса этих солнечных панелей в современном конструкционном исполнении (для земных условий) составит порядка 70 тонн. Уменьшение этой массы, для упрощения доставки солнечных панелей на Луну, может быть достагнуто за счет использования полимеров вместо стекла и тонкопленочных технологий.

Как видим - не так уж все и страшно.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Посетить сайт автора
qs
Бывалый


Зарегистрирован: 19.02.2007
Сообщения: 53

СообщениеДобавлено: 27 Мар 2007 [09:14]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Ещё вариант -- добыча топливных компонентов из реголита.

Его плюсы :-

-- перерабатывать реголит всё равно придётся, почему бы не получить из этого пользу с точки зрения энергоснабжения станции?!
-- высокая плотность хранимой энергии
-- большое время хранения энергии
-- возможность транспортирования энергии в топливных цистернах с одного завода на многочисленные удалённые поселения
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Kuasar
Администратор


Зарегистрирован: 15.02.2005
Сообщения: 1071
Откуда: Минск

СообщениеДобавлено: 27 Мар 2007 [09:24]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Какие топливные компоненты вы имеете ввиду? Водород?

Мне кажется, что с точки зрения энергообеспечения, добыча водорода из реголита будет гораздо менее выгодна чем тот же электролиз воды, например.

Понятно, что водород из реголита добывать придется, но не с целью наладить обеспечение колонии энергией, это точно.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Посетить сайт автора
zenixt
Ветеран


Зарегистрирован: 14.04.2005
Сообщения: 1278
Откуда: Россия

СообщениеДобавлено: 27 Мар 2007 [23:49]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Kuasar писал(а):
Какие топливные компоненты вы имеете ввиду? Водород?

Кислород плюс аллюминий, таково мое мнение. И того добра и того добра на Луне полно. У аллюминия удельная теплота сгорания сопоставима с углем.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Отправить e-mail Посетить сайт автора
Boo
Модератор


Зарегистрирован: 06.10.2006
Сообщения: 2143
Откуда: Донецк

СообщениеДобавлено: 28 Мар 2007 [00:08]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Цитата:
У аллюминия удельная теплота сгорания сопоставима с углем.

Тэк-с. Опять дошли до лунного паровоза! Laughing
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
ruata matsu
Ветеран


Зарегистрирован: 17.02.2005
Сообщения: 830
Откуда: Uk

СообщениеДобавлено: 28 Мар 2007 [09:24]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

zenixt писал(а):
Kuasar писал(а):
Какие топливные компоненты вы имеете ввиду? Водород?

Кислород плюс аллюминий, таково мое мнение. И того добра и того добра на Луне полно. У аллюминия удельная теплота сгорания сопоставима с углем.
Если у чистого алюминия - то теплота сгорания гораздо выше, чем угля. Если топливоной пары алюм+кислор, то много меньше.
Другая фигня - такой процесс в принципе почти как электролиз... тока в обратном направлении. Так что алюминий - плохой выбор....
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
ruata matsu
Ветеран


Зарегистрирован: 17.02.2005
Сообщения: 830
Откуда: Uk

СообщениеДобавлено: 28 Мар 2007 [09:30]    Заголовок сообщения: Re: Солнечная энергия для Лунной колонии Ответить с цитатой

Kuasar писал(а):
О возможности энергообеспечения лунной колонии при помощи солнечной энергии не говорит разве только ленивый. Я тоже в свое время написал
Обычно оппоненты этой схемы подчеркивают тот факт, что солнечные элементы способны вырабатывать энергию только на протяжении лунного дня. Всю лунную ночь колония должна получать энергию от другого источника.

Два принципиальных вопроса
1. Почему игнорируется наиболее реальная и выгодная схема размещения поселения на полюсе, где есть участки освещаемые непрерывно?
Освещение - нужно главным образом для оранжереи... А такую плотность солнечного света воссоздать лампами нереально... ДА и мщность уйдет такая никаких конденсаторов не хватит...

2. Одни из наиболее привлекательных аккумуляторов на луне - это ротационные аккумуляторы. Где энергию накапливает массивный диск, раскручиваемый ЭД в вкакууме...
Такие аккумуляторы можно производить и на луне. Уже при первом поколении колонистов.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
qs
Бывалый


Зарегистрирован: 19.02.2007
Сообщения: 53

СообщениеДобавлено: 28 Мар 2007 [10:36]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

> Другая фигня - такой процесс в принципе почти как электролиз...

Зато аллюминий (или кремний) хранить очень удобно. Можно, в крайнем случае, на поверхности огромные горы аллюминия складывать.... Склады аллюминия не нуждаются в техническом обслуживании, в отличие от ёмкостей с водородом (свободно испаряющимся, как я понимаю?).

При использовании электролиза воды требуются три ёмкости для хранения жидкостей, две из которых криогенные. Кроме того, часть воды, добытой на Луне, или доставленной на станцию будет выведена из системы жизнеобеспечения станции в систему её энергоснабжения. Вода в любом случае будет уходить из замкнутого цикла хотя бы из-за диффузии водорода и запасы воды должны будут постоянно пополняться. Стоит ли так расточительно обходится с весьма ценной жидкостью?!

Электролиз воды не имеет никаких преимуществ перед аллюминием и кислородом. Даже перед аллюминием и кислородом. Даже на Земле метод получения водорода из воды гидролизом аллюминия более выгоден в финансовом плане, чем метод получения водорода из воды путём электролиза.

> Тэк-с. Опять дошли до лунного паровоза! Laughing

Паровоз самое надёжное и простое устройство. Паровоз может быть изготовлен методом литья или ковки непосредственно на Луне.

> Одни из наиболее привлекательных аккумуляторов на луне - это ротационные аккумуляторы. Где энергию накапливает массивный диск, раскручиваемый ЭД в вкакууме...

Такие аккумуляторы очень стрёмно делать на луне. Потребуется, как минимум, тройное резервирование всей хранимой энергии. Если ваш ротационный аккумулятор (единый маховик, хранящий всю энергию станции сломается), то станция будет обречена. Даже если маховик починить (силами первых колонистов, допустим), то вся энергия уйдёт безвозвратно. Маховики (как и жидкий водород) хороши, тогда и только тогда, когда энергия ничего не стоит, а её наличие некритично.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
ruata matsu
Ветеран


Зарегистрирован: 17.02.2005
Сообщения: 830
Откуда: Uk

СообщениеДобавлено: 28 Мар 2007 [11:12]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

qs писал(а):

Электролиз воды не имеет никаких преимуществ перед аллюминием и кислородом. Даже перед аллюминием и кислородом.

Ну да ну да. Какже какжи.
Провести єлектролиз воды - можно в банке из под кока колы. Попробуйте провести электролиз алюминия. Вам откроется много нового.


Цитата:
Даже на Земле метод получения водорода из воды гидролизом аллюминия более выгоден в финансовом плане, чем метод получения водорода из воды путём электролиза..

Это ересь. Или бред. Как посмотреть.

Цитата:
Паровоз самое надёжное и простое устройство. Паровоз может быть изготовлен методом литья или ковки непосредственно на Луне.

С чего такой оптимизм по надежности? Да и методом ЛИТЬЯ! паровоз можно изготовить только игрушечный. Very Happy

Цитата:
Маховики (как и жидкий водород) хороши, тогда и только тогда, когда энергия ничего не стоит, а её наличие некритично.

ЛОгики нет. Вообще.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
qs
Бывалый


Зарегистрирован: 19.02.2007
Сообщения: 53

СообщениеДобавлено: 28 Мар 2007 [11:20]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

> ЛОгики нет. Вообще.

Есть. Хотя для человека, желающего раскручивать маховик весь лунный день, чтобы потом всю ночь на эту вращающуюся железку молиться, дабы он вдруг ненароком не накрылся медным тазом логики никакой нет. Без сомненья.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
qs
Бывалый


Зарегистрирован: 19.02.2007
Сообщения: 53

СообщениеДобавлено: 28 Мар 2007 [11:25]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

> С чего такой оптимизм по надежности?

С того, что авария паровоза приводит лишь к кратковременной неспособности получать энергию из запасов, которые на время энергетического голода остаются в целости и сохранности. После ремонта, доступного любому грамотному слесарю, паровоз опять готов к работе. Все здоровы все счастловы. Жизнь станции восстановлена и идёт своим чередом. В отличие от Ваших технологичных способов...



> паровоз можно изготовить только игрушечный. Very Happy

Это ересь или бред. Видимо, Вы не совсем представляете, что такое сборка машины из деталей.


Последний раз редактировалось: qs (29 Мар 2007 [17:52]), всего редактировалось 1 раз
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Boo
Модератор


Зарегистрирован: 06.10.2006
Сообщения: 2143
Откуда: Донецк

СообщениеДобавлено: 28 Мар 2007 [12:05]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Бурим скважину (метров 100). Заряжаем мощной взрывчаткой. Взрываем. Получаем некоторую полость (под сотню кубов как минимум). Туда же параллельно бурим ещё одну скважину. Методом проктологии, из опущенного в скважину 1 распылителя (в скважину 2 идёт телекамера с освещением), покрываем стенки полости теплоизолирующим и герметизирующим материалом. Достаём проктологический инструмент, вставляем пару теплоизолированных труб (по одной на скважину), закачиваем некоторый теплоноситель, который можно добыть на Луне. Сей теплоноситель и будет аккумулировать нашу энергию. В идеальном варианте - конечно, вода!
Верхние концы труб - в преобразователь "тепло-энергия". Он может быть совершенно разной конструкции, учитывая как низкие ночные температуры на Луне, так и возможно разные типы теплоносителя (от жидкого аммиака до жидкого натрия). Таким преобразователем может служить и банальная термопара.

Дорого, но очень надёжно! Тепло нагретого вещества само по себе, "вдруг" - никуда не денется...
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
ruata matsu
Ветеран


Зарегистрирован: 17.02.2005
Сообщения: 830
Откуда: Uk

СообщениеДобавлено: 28 Мар 2007 [13:30]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

qs писал(а):

С того, что авария паровоза приводит лишь к кратковременной неспособности получать энергию из запасов, которые на время энергетического голода остаются в целости и сохранности. После ремонта, доступного любому грамотному слесарю, паровоз опять готов к работе. Все здоровы все счастловы. Жизнь станции восстановлена и идёт своим чередом. В отличие от Ваших технологичных способов...
.

Паровоз - это высокие температуры и высокое давление. А также, достаточно прецизионная подгонка очень немаленьких деталей друг к другу. Ну и конечно огромная масса... при низком КПД.
ремонт больших прецизионных деталей - доступен "грамотному" слесарю, если есть станки соответствующих размеров.

Вы когда нибудь были в локомотивном депо?
Разобранные паровоз видели?
"Небольшой" токарный стан для обточки колесиков паровоза видели???
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Boo
Модератор


Зарегистрирован: 06.10.2006
Сообщения: 2143
Откуда: Донецк

СообщениеДобавлено: 28 Мар 2007 [14:38]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

ruata matsu
Ну не обязательно так утрировать. Возьмём тот же аполлоновский "Ровер" и вместо электрического двигателя поставим трёхцилиндровый (дабы избежать "мёртвых точек") паровой движок, без потерь пара в вакуум.

Между колёс присобачить раму, на неё приварить топку и котёл. Кочегар будет бежать сзади и подбрасывать лопатой ф топку тот самый горючий люмень!
(Шутка)))

Естественно, можно придумать какую-то компактную камеру сгорания с порционной подачей горючей смеси и змеевиком. Дальше обычная схема: цилиндры - конденсация - змеевик.

Это, кстати, в качестве альтернативы ДВС на монотопливе Wink

Однако мы несколько уходим в оффтоп, а функции объединения тем движок Форума не имеет!
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
ruata matsu
Ветеран


Зарегистрирован: 17.02.2005
Сообщения: 830
Откуда: Uk

СообщениеДобавлено: 28 Мар 2007 [15:26]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Boo писал(а):
Ну не обязательно так утрировать. Возьмём тот же аполлоновский "Ровер" и вместо электрического двигателя поставим трёхцилиндровый (дабы избежать "мёртвых точек") паровой движок, без потерь пара в вакуум.

И без всякого утрирования ровер - превратиться в паровоз. Чтобы развивать такую же мощность как и компактные електродвигатели, нам понадобиться паровик нехилого размера и массы. А что бы опять сконденсировать мятый пар - В ВАКУУМЕ... при освещении солнышком... Нам понадобиться радиатор размером в сотню квадратных метров.
Не паровик не пройдет... Exclamation
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
qs
Бывалый


Зарегистрирован: 19.02.2007
Сообщения: 53

СообщениеДобавлено: 28 Мар 2007 [15:28]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

>
>>Даже на Земле метод получения водорода из воды гидролизом >>алюминия более выгоден в финансовом плане, чем метод получения >>водорода из воды путём электролиза..
>
>Это ересь. Или бред. Как посмотреть.

ok

> Ну и конечно огромная масса... при низком КПД.

КПД зависит от давления. В МАИ, в конце тридцатых годов был разработан паровой двигатель с прямоточным котлом высокого давления для самолёта У-2 мощностью 160 л.с. Двигатель показал неплохие результаты -- был экономичным, лёгким и бесшумным (из-за отсутствия редуктора), пожаробезопасным, экологически чистым, не терял мощности с набором высоты. Были проведены лётные испытания, работа получила высокую оценку, но в серию не пошла.


Последний раз редактировалось: qs (28 Мар 2007 [15:37]), всего редактировалось 1 раз
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
qs
Бывалый


Зарегистрирован: 19.02.2007
Сообщения: 53

СообщениеДобавлено: 28 Мар 2007 [15:37]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

> Чтобы развивать такую же мощность как и компактные електродвигатели, нам понадобиться паровик нехилого размера и массы.

Здесь Вы ошибаетесь.

> А что бы опять сконденсировать мятый пар - В ВАКУУМЕ..

Давайте не офтопить. Квазар создал тему для обсуждения стационарных энергоустановок. Для Ровера пар можно и не конденсировать, если на Луне будут обнаружены запасы воды. Кроме того, можно реализовать теплообмен с поверхностью Луны через гусеницы, к примеру. И ездить ночью сколько влезет!!!!
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Kuasar
Администратор


Зарегистрирован: 15.02.2005
Сообщения: 1071
Откуда: Минск

СообщениеДобавлено: 28 Мар 2007 [15:59]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Да, господа, что-то мы в оффтоп свалились...
Давайте про стационарное энергообеспечение. Двигатели роверов, если кому интересно, можно обсудить в другой теме.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Посетить сайт автора
zenixt
Ветеран


Зарегистрирован: 14.04.2005
Сообщения: 1278
Откуда: Россия

СообщениеДобавлено: 28 Мар 2007 [18:03]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Boo писал(а):
Бурим скважину (метров 100)...Верхние концы труб - в преобразователь "тепло-энергия". Он может быть совершенно разной конструкции, учитывая как низкие ночные температуры на Луне, так и возможно разные типы теплоносителя (от жидкого аммиака до жидкого натрия). Таким преобразователем может служить и банальная термопара.

Дорого, но очень надёжно! Тепло нагретого вещества само по себе, "вдруг" - никуда не денется...

Эта идея пока что мне нравится больше всего.
Только роем один котлован и заливаем расплавленный люминий. У всей емкости после слоя хорошей термоизоляции идет водяная рубашка. Учитывая, что на Луне вакуум можно в турбине использовать очень низкие давления, вода у нас может кипеть и при десяти градусах Цельсия, пар низкого давления будет вращать турбину. Very Happy
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Отправить e-mail Посетить сайт автора
ruata matsu
Ветеран


Зарегистрирован: 17.02.2005
Сообщения: 830
Откуда: Uk

СообщениеДобавлено: 28 Мар 2007 [18:05]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

qs писал(а):

> Ну и конечно огромная масса... при низком КПД.

КПД зависит от давления. В МАИ, в конце тридцатых годов был разработан паровой двигатель с прямоточным котлом высокого давления для самолёта У-2 мощностью 160 л.с. Двигатель показал неплохие результаты -- был экономичным, лёгким и бесшумным (из-за отсутствия редуктора),

С ростом давления пара - паровые двигатели катастрофически теряют надежность.

Вот по маховикам:
Удельная энергия супермаховика тогда составит 240 килоджоулей на килограмм массы. Правда, уже испытаны супермаховики с удельной энергией в 650 и даже 700 килоджоулей на килограмм,

http://n-t.ru/ri/gl/ek08.htm

Так что, это пока наилучшее решение для систем аккумулирования энергии на луне... Да и в космосе тоже.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Форум космопорта -> Обсуждение идей Часовой пояс: GMT + 2
На страницу 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8  След.
Страница 1 из 8

 
Перейти:  
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах