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 Пред.  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
Кулибин
Старожил


Зарегистрирован: 09.12.2006
Сообщения: 217
Откуда: Сургут.

СообщениеДобавлено: 18 Сен 2012 [08:55]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Линии электропередач на луне могут понадобится только когда появятся базы рассчитанные на какую то промышленную деятельность. А появление таких баз не вопрос сегодняшнего дня, поэтому по здравой логике нужно рассчитывать на перспективу не меньше 10, 15 лет.
Чего сложного в УКВ передатчике, это модифицированная микроволновка, технологии давно отработанные и широко используются в радарных антеннах и банальных бытовых печках.
То что орбитальные генераторы дешевле, я имел в виду в сумме, и генератор, солнечная батарея или концентратор с тепловым преобразователем, и микроволновый передатчик. На посадочных двигателях экономится 50% массы выводимой на орбиту при той же мощности.
Железо можно плавить в условиях гаражной лаборатории, нужен только кислородный поддув.
Силикаты и прочие минеральные примеси на качество железа не влияют, они будут всплывать в расплаве как опилки в воде. В промышленной руде тоже довольно много силикатов, но они всплывают в виде шлака и на качество металла не влияют. Они даже полезны, тем что предохраняют от окисления, хотя для луны это не актуально.
У меня вызывает большие сомнения что железо вообще есть в реголите, по крайней мере в виде пригодном для добычи. Железные метеориты на луну падают, но они падают со скоростью не меньше двух километров в секунду, как правило больше. А при таких скоростях при соударении, железо или плавится или испаряется.
Что подтверждают данные исследований лунного грунта. На частицах реголита обнаружен тонкий слой железа с примесью никеля, но железа в виде слитков или пылевидных частиц не нашли. Из чего можно предположить что все падающее на луну железо было расплавлено ударом и размазано по поверхности лунного песка.
Конечно хорошо бы если бы железо на луне было, если есть, то это сразу дает массу преимуществ. Можно делать и механизмы, и электромеханическое оборудование, элетромагниты для лунных двигателей и пушек, и т. п. И линии электропередач.
Но пока на наличие самородного железа на луне ничего не указывает.
Хотя может быть оно там есть, но не в виде железных метеоритов, а в виде вкраплений в камнях.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Kuasar
Администратор


Зарегистрирован: 15.02.2005
Сообщения: 1071
Откуда: Минск

СообщениеДобавлено: 18 Сен 2012 [23:25]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

При ударе крупного метеорита о поверхность луны происходит взрыв и часть вещества метеорита разбрасывается по окрестностям. Метеорит не плавится и не испаряется полностью при ударе.

То, что на Луне не нашли железных метеоритов, еще не значит, что их там нет - мало было экспедиций. Вот на Марсе, например, нашли такой метеорит прямо на поверхности на пути одного из роверов - повезло.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Посетить сайт автора
Плазма
Ветеран


Зарегистрирован: 22.06.2012
Сообщения: 334
Откуда: Россия

СообщениеДобавлено: 20 Сен 2012 [08:02]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Мне тоже как то не верится, что при падении метеорита , допустим пару метров в диаметре он полностью испаряется. Должны же остаться какие нибудь частицы. И ещё не ясно, когда KUASAR проводил расчёты по оценке выпавших метеоритов, он учитывал только поверхность, или же и некоторый профиль в глубину грунта
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Плазма
Ветеран


Зарегистрирован: 22.06.2012
Сообщения: 334
Откуда: Россия

СообщениеДобавлено: 20 Сен 2012 [08:15]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Предлагаю использовать камнеуборочную машину, в качестве базовой модели, при разработке машины которая будет собирать метеориты.
И ещё, вроде бы при уменьшении силы тяжести растворимость жидкостей друг в друге увеличивается. Хорошо будет если силикаты и другие вещества также всплывают в расплавленном железе как и на Земле.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Кулибин
Старожил


Зарегистрирован: 09.12.2006
Сообщения: 217
Откуда: Сургут.

СообщениеДобавлено: 21 Сен 2012 [19:39]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Мне пришло в голову, что если вместо стали на луне использовать феррит?
Феррит можно получить из окислов железа и других металлов при нагревании в вакууме, предельные окислы железа при этом раскисляются. Закись железа и ее соли с другими металлами обладает электрической проводимостью.
Феррит можно получать без больших трудностей. Сырья на луне вполне достаточно, правда оно не везде встречается.
По проводимости феррит полупроводник, ближе к углю чем к металлам. Но это при нормальной температуре. При повышенной температуре проводимость феррита возрастает, при криогенных температурах феррит, так же как оксиды меди или другие проводящие керамические материалы вероятно может переходить в состояние сверхпроводимости.
Некоторые исследователи даже предполагают получить высокотемпературные свехпроводники на основе оксида железа.
http://www.findpatent.ru/patent/244/2441845.html
http://www.sunhome.ru/journal/516537

На луне большие и длительные суточные перепады температуры. Днем температура достигает 150 градусов, так как нет атмосферы, то зачерненные тела могут быть и более горячие, а феррит как раз черный. После захода солнца феррит будет быстро охлаждаться, предохранить его нагревание от инфракрасного излучения поверхности можно зеркальной подложкой или слоем фольги на нижней полусфере.
В таких условиях ферритовые кабели будут ночью приобретать сверхповодимость, днем их проводимость будет повышаться от солнечного нагрева.
Конечно такой проводник возможен только если удастся подобрать состав феррита переходящий в сверхпроводимость из доступного сырья и достаточно повысить проводимость при высокой температуре. Но последнее время в этом направлении есть подвижки связанные с освоением нанотехнологий, нанопорошки полупроводников ведут себя не типично из за электронной эмиссии, электроны отрывающиеся от сверхмалых частиц создают электронный газ, но не в толще кристаллической решетки, как у металлов, а в пространстве между частицами.
Что в принципе позволяет использовать керамические проводники на луне и в космосе вместо металлических.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Kuasar
Администратор


Зарегистрирован: 15.02.2005
Сообщения: 1071
Откуда: Минск

СообщениеДобавлено: 21 Сен 2012 [20:52]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

А нафига мудрить, если есть железо?
Не нравится железо - так алюминия в лунном грунте не меньше, чем на Земле, а способы его добычи также хорошо известны - делайте провода из алюминия.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Посетить сайт автора
Кулибин
Старожил


Зарегистрирован: 09.12.2006
Сообщения: 217
Откуда: Сургут.

СообщениеДобавлено: 22 Сен 2012 [09:33]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Металлов на луне много, не вопрос, вопрос в энергозатратах. Сколько должен работать генератор чтобы получить из оксидов железо или алюминий? И сколько нужно энергии чтобы прокалить породу с высоким содержанием окислов железа.
Энергозатраты отличаются на порядок, к тому же сам процесс прокаливания проще, правда на счет измельчения до нанопорошка это еще под вопросом. Соответственно и производственное оборудование легче и дешевле.
Если порошок будет работать как проводник со сходными с металлами характеристиками, это сильно упростит производственные задачи. Для материалоемких инфраструктурных проектов, таких как ЛЭП, это большая экономия.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Kuasar
Администратор


Зарегистрирован: 15.02.2005
Сообщения: 1071
Откуда: Минск

СообщениеДобавлено: 23 Сен 2012 [19:12]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Кулибин писал(а):
Металлов на луне много, не вопрос, вопрос в энергозатратах.

Начальные энергозатраты на добычу металлов не идет ни в какое сравнение с теми энергопотерями, которые вы получите из-за высокого сопротивления "ферритовой" ЛЭП в процессе ее эксплуатации.
Кстати, если мне память не изменяет, то ферриты обладают плохой электропроводностью. У них хорошие ферромагнитные свойства, но с проводимостью напряг.
Про сверхпроводимость таких материалов - это маловероятно. Высокотемпературные сверхпроводники должны состоять из чередующихся слоев атомов, а вы не добьетесь этого простым спеканием.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Посетить сайт автора
Плазма
Ветеран


Зарегистрирован: 22.06.2012
Сообщения: 334
Откуда: Россия

СообщениеДобавлено: 03 Окт 2012 [11:33]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Я тут нашёл интересные документы касающиеся нашей темы.
Программа 22 президиума РАН.
3. Луна и планеты земной группы, сравнительная планетология.
Проект 3.8 Разработка лунной солнечной электростанции для энергоснабжения долговременных баз на поверхности Луны.
Организация(исполнитель): ФТИ РАН.
Руководитель проекта: Румянцев В.Д.
Так же нашёл слайды к программе. Вот цитаты с них: ,, Энергетические потребности современных космических аппаратов обеспечиваются с помощью гетероструктурных солнечных элементов (ГСЭ) на основе полупроводниковых материалов А3В5.
КПД и радиационная стойкость многокаскадных ГСЭ увеличиваются при использовании концентраторов солнечного излучения(ожидаемый уровень КПД порядка 40% к концу десятилетия). Очевидно, при освоении Луны именно ГСЭ с концентраторами и системами слежения за Солнцем для непрерывного оптимального ориентирования станут основой для оснащения станционарно расположенных лунных энергоустановок.
Задачи проекта:1).Анализ эффективности применения солнечных концентраторных батарей в условиях различных участков поверхности Луны(приход солнечной энергии,равновесная температура,термоциклирование,радиационное воздействие и т.д.).
2).Разработка концентраторных фотоэлектрических модулей на основе гетероструктурных солнечных элементов(ГСЭ), оптимизированных по структуре и составу для применения в условиях Луны. На основании опыта создания наземных солнечных фотоэлектрических установок с концентраторами излучения будут предложены варианты облегчённых конструкций систем слежения за Солнцем для лунных фотоэлектрических станций.
План работ на 2012 год.
1.Анализ факторов окружающей среды и ,,привязка к местности,, солнечных энергоустановок лунного базирования.
2.Создание прототипов солнечных модулей для работы на Луне. Эскизный проект лунной солнечной электростанции установленной мощностью 10 кВт.,,
Из этого можно сделать вывод что тема очень актуальна и не чуть не уступает идеям создания ядерных энергетических установок для использования на Луне.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Boo
Модератор


Зарегистрирован: 06.10.2006
Сообщения: 2143
Откуда: Донецк

СообщениеДобавлено: 04 Окт 2012 [15:47]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Энергетика - 1/11 мощности МКС. Ничего сверхъестественного.
Цитата:
Из этого можно сделать вывод что тема очень актуальна и не чуть не уступает идеям создания ядерных энергетических установок для использования на Луне

Смотря для чего энергия-то. Одно дело - вахта 2 недели, другое - постоянная база. Не путайте тёплое с мягким.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Плазма
Ветеран


Зарегистрирован: 22.06.2012
Сообщения: 334
Откуда: Россия

СообщениеДобавлено: 29 Май 2013 [11:51]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

ОФИЦИАЛЬНЫЙ ОТЧЁТ ИКИ РАН ЗА 2012 ГОД ПО ТЕМЕ:
3.7. Разработка лунной солнечной электростанции для энергоснабжения
долговременных баз на поверхности Луны
Руководитель проекта: г. н. с. ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, д.ф.-м. н. В.Д. Румянцев
1. Введение
Освоение и колонизация лунной поверхности могут иметь важное значение для
человечества. Благодаря сравнительно близкому расположению Луны относительно
Земли и современному состоянию разработок космической техники, уже сегодня имеются
планы практической реализации ряда национальных программ, так что это поле
деятельности может стать ареной для жесткого соперничества государств уже не в столь
отдаленном будущем.
Проблема энергообеспечения лунных станций, обитаемых и автоматических, имеет
первостепенное значение для освоения лунной поверхности и использования имеющихся
там сырьевых ресурсов. Очевидно, мощным источником первичной энергии на Луне
является солнечное излучение, которое и будет использоваться для генерации
электроэнергии и технологического тепла (во всяком случае- на начальных этапах
освоения, а затем, возможно, в комбинации с энергоустановками, использующими
реакции синтеза ядер легких элементов). Электрообеспечение лунных объектов позволитрешить целый ряд проблем (помимо обеспечения текущих потребностей на работу
различных устройств и электронной аппаратуры):
- при наличии ископаемой воды это возможность ее электролиза с получением
водорода и кислорода для жизнеобеспечения, для заправки космических транспортных
средств сжиженными компонентами в качестве топлива, а также для технологических
нужд;
- при наличии ископаемых ресурсов, таких как металлы и изотоп гелий 3-
использование электроэнергии для разработки и переработки этих ресурсов;
- избыточная электроэнергия могла бы транслироваться с помощью лазерного или
микроволнового излучения на космические аппараты, расположенные на окололунных
орбитах.
2. Условия размещения и эксплуатации солнечной станции
По данным исследований, проведенных несколькими космическими зондами,
наиболее вероятными местами для добывания воды являются приполярные области.
Например, в результате картографирования поверхности Луны спутником Clementine,
запущенным НАСА в 1994 году, были обнаружены кратеры в полярных районах Луны,
которые все время находятся в тени, и в которых могла сохраниться вода. Из-за большой
важности наличия воды для будущей колонизации Луны лунные базы планируется
размещать как раз в приполярных областях. Последнее обстоятельство диктует
необходимость учета факторов окружающей среды именно этих областей при разработке
фотоэлектрических станций.
Прежде всего заметим, что спектральный состав и интенсивность солнечногоизлучения на Луне могут считаться в точности такими же, как в околоземном
космическом пространстве: стандартный спектр АМ 0 при интегральной плотности
мощности для нормального падения лучей 1367 Вт/м2. Данное обстоятельство позволяет в
наибольшей степени использовать наработки по существующим солнечным батареям для
космических аппаратов к случаю использования на Луне. Основным типом
фотопреобразователей в современных батареях являются солнечные элементы (СЭ)
каскадного типа с наногетероструктурой на основе соединений А3В5 [Zh.I. Alferov,
V.D.Rumyantsev: Chapter 2 “Trends in the development of solar photovoltaics”, in the book
“Next generation photovoltaics”, Institute of Physics Publishing House, Bristol-Philadelphia,
2004, pp. 19-49]. В трехкаскадных фотоэлементах с р-п переходами в базовых материалах
InGaP/GaAs/Ge для условий АМ 0 на сегодняшний день в производстве получены
значения КПД порядка 30% [G. Strobl, et al., ‘3G30-advanced space solar cell and next generation product with 35% efficiency’, AZUR SPACE Solar Power GmbH, Germany, in the
Proc. of the 27th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 2012]. В России, благодаря
передаче технологии ФТИ на предприятие ОАО «Сатурн» (г. Краснодар), в последнее
время налажено производство космических солнечных батарей с КПД примерно 28%.
Продолжение разработки этой технологии в ФТИ и вложение средств в оборудование
позволят достичь значений КПД порядка 35 %. Таким образом, значения КПД=30÷35%
могут быть приняты для оценки энерговооруженности проектируемой солнечной
электростанции на Луне.
Важным фактором, влияющим на работу солнечных батарей в околоземном пространстве, является их постепенная деградация под действием космической радиации.
Повышенная радиационная стойкость, наряду с несколько более высоким КПД, явилась
причиной замены в 80-х годах кремниевых СЭ на СЭ из арсенида галлия. Тогда же было
замечено, что имеет место эффект уменьшения радиационных дефектов при работе СЭ
данного типа при повышенных плотностях фототока [В.М. Андреев, М.Б. Каган, В.С.
Калиновский, Л.А. Рассадин, В.Р. Ларионов, Т.А. Нуллер, В.Д. Румянцев, К.Я. Расулов.
«Инжекционный отжиг дефектов AlGaAs-структур солнечных элементов в процессе
радиационного облучения». Письма в ЖТФ, 1988, т. 14, в. 2, с. 121-125]. Каскадные СЭ на
основе структуры InGaP/GaAs/Ge имеют радиационную стойкость, ограниченную
стойкостью среднего каскада на основе GaAs [В.М. Андреев, В.В. Евстропов, В.С.
Калиновский, В.М. Лантратов, В.П. Хвостиков, «Действие повреждающих облучений
(p,e,gamma) на фотовольтаические и туннельные p-n-переходы из GaAs и GaSb». Физика
и техника полупроводников, 2007, т. 41, в. 6, стр. 756-760]. Очевидно, обеспечение
работы такой структуры при концентрированном солнечном облучении позволит решить
проблему долговременной стабильности выходных параметров космической солнечной
батареи.
Солнечный концентратор- это оптический элемент, фокусирующий излучение на поверхности СЭ. Для наземных применений сформировалась целая отрасль
фотовольтаики - концентраторная фотовольтаика [V.D. Rumyantsev: Chapter 8 “Terrestrial
concentrator PV systems”, in the book “Concentrator photovoltaics”. Springer-Verlag, Berlin-
Heidelberg, 2007]. При кратностях концентрирования 500÷1000х решается проблема
широкомасштабного применения дорогих каскадных СЭ в наземной энергетике, хотя
приходится решать возникающие при этом проблемы отвода тепла, создания
эффективных дешевых концентраторов и систем слежения за солнцем. Для условий
открытого космоса решение этих проблем пока не получило своего технического
воплощения и находится в стадии экспериментирования. В частности, предложено уменьшить кратность концентрирования излучения до значений порядка 10х и применить
при этом цилиндрические линзы для обеспечения точного слежения только по одной оси.
В условиях Луны снимается проблема расхода топлива на ориентацию
концентраторной солнечной батареи, т. к. такая ориентация может осуществляться при
опоре на лунную поверхность. При расположении солнечной станции в приполярных
областях, например, на широте 80°, равновесная «дневная» температура лунной
поверхности составляет 220÷240К [http://diviner.ucla.edu/science.shtml], что облегчает
сброс тепла с солнечной батареи посредством излучения. Малая высота солнца над
горизонтом в полдень и малые вариации этой высоты за счет малого отклонения оси
вращения Луны от перпендикуляра по отношению к плоскости «солнечной» орбиты
позволяют использовать точное слежение концентраторных модулей за солнцем только по
азимуту, без коррекции по углу места. Для обеспечения такого режима работы линейные
линзы и линейки с СЭ располагаются вертикально, а плоскость концентраторной
солнечной батареи наклонена вверх по отношению к направлению на горизонт на
половинный угол полуденного возвышения солнца. Оптическая схема расположения
концентраторных суб-модулей представлена на Рис. 1. Фокальные линии, сформированные линзами Френеля, могут двигаться вдоль линеек СЭ и даже
«переползать» из одного суб-модуля в соседний, но точное их расположение на линейках
обеспечивается за счет азимутального слежения (см. Рис. 1, вид сверху). Применение
азимутального слежения за солнцем позволит генерировать максимально возможное
количество электроэнергии за каждый световой день.
2. Составные части концентраторной солнечной батареи
Основными частями являются следующие составляющие элементы, прототипы
которых разрабатывались нами ранее для космических солнечных батарей орбитального
базирования и изготовлены в модифицированном виде в рамках данного проекта.
1. Линзовые концентраторы солнечного излучения цилиндрического типа. Для
минимизации веса они выполнены по принципу линз Френеля с преломляющим профилем
в виде линейных микропризм с плавной вариацией угла наклона граней от центральной
оси к периферии. Формирование микропризм с оптическим качеством поверхности
возможно только при использовании прозрачных полимерных материалов. В качестве
такого материала нами выбран двухкомпонентный силикон, который полимеризовался в
тонком зазоре между негативно профилированной мастер-матрицей и листом силикатного
стекла. После отделения от матрицы силиконовый профиль оставался на поверхности
стекла, играющего роль механической основы линзы, а также защитной среды от
коротковолнового ультрафиолетового и радиационного облучения, предотвращая
старение силикона. Стекло было легировано окисью церия, его толщина составляла
0,15÷0,2 мм. Средняя толщина силиконового профиля была порядка 0,2÷0,4 мм. Силикон
устойчив как к повышенным, так и пониженным температурам вплоть до криогенных.
Последнее важно для условий лунной ночи с температурами 70÷100 К. Композитная
структура «силикон-стекло» обуславливает деформацию тонких линз при таких температурах. Однако в условиях лунного дня планарность линз восстанавливается.
Необходимо предусмотреть такое крепление линз, которое не допускало бы их
разрушения при деформациях в нерабочие периоды времени. На Рис. 2 (слева) показана
фотография двухлинзового блока на общей стеклянной подложке, а также (справа)
фотография лабораторного стенда для контроля качества линз. Оптическая эффективность
линз определялась как отношение мощности света, фокусирующегося в пределах линейки
СЭ, к мощности света, падающего на поверхность линзы в пределах рабочей апертуры.
Лучшие значения эффективности на экспериментальных линзах составляли 86%.

2. Трехкаскадные СЭ с тремя фотоактивными р-п переходами в базовых
материалах InGaP/GaAs/Ge. Технология изготовления таких СЭ продолжает
совершенствоваться в лаборатории фотоэлектрических преобразователей ФТИ путем
оптимизации структуры и технологии эпитаксиального выращивания, а также снижения
внутренних омических потерь. Линейки СЭ для экспериментальных концентраторных
модулей изготавливались двух типов- на основе образцов размерами 3,5 х 8 мм, либо 5,5 х
5,5 мм. Длина линек немного превышала 100 мм. Основаниями линеек служили полоски
теплопроводящей керамики с металлическим покрытием. В пределах каждой линейки СЭ
были соединены параллельно путем напайки на единое основание и последующей
ультразвуковой разварки верхних контактов. Готовая линейка помещалась в
измерительном стенде в фокальной линии цилиндрической линзы (см. Рис. 2). После
геометрической подстройки светодиодный источник света заменялся на импульсную
ксеноновую лампу, формирующую излучение, подобное солнечному.
Следует отметить, что измерительный стенд был создан на основе ранее
разработанного в лаборатории имитатора солнечного излучения (см. Рис. 3, слева). В
состав имитатора входит блок питания импульсной ксеноновой лампы и блок измерения
вольт-амперных характеристик. Блок питания обеспечивает форму импульса света с
плоской вершиной длительностью в 1 миллисекунду. За время квазистационарного
облучения фотоприемной линейки измерительный блок производит развертку по приложенному напряжению и измерение генерируемого тока. По результатам измерений
строится вольт-амперная характеристика и вычисляются основные фотоэлектрические
параметры. Результат таких измерений и вычислений для одного из концентраторных суб-
модулей представлен в правой части Рис. 3. В значении КПД =24,3% учтена оптическая
эффективность линзы, равная 0,86. Это означает, что КПД самих СЭ в лабораторных
условиях измерений составлял примерно 28,2%. При использовании СЭ с ожидаемым
возможным КПД порядка 35% и при увеличении оптической эффективности линз до
величины 90% (за счет повышения качества мастер-матриц для формирования профиля
Френеля и за счет нанесения просветляющего покрытия на лицевую поверхность
стеклянной подложки), можно принять в качестве реально достижимого значения КПД
модуля величину в 31,5%. Последняя величина относится к условиям импульсной
засветки при комнатной температуре. При непрерывном солнечном облучении возникает
перегрев СЭ, что приводит к снижению КПД. Однако в условия Луны на широте 80°
температура окружающей поверхности весьма низкая. Возможно, оптимизация условий
радиационного теплообмена позволит обеспечить достаточно низкую температуру СЭ и
избежать потерь за счет повышения температуры эксплуатации. Этот вопрос должен стать
предметом дальнейших исследований.

3. Корпусные детали концентраторных суб-модулей. Детали корпуса должны
обеспечивать точное взаимное расположение линзы и фотоприемной линейки в каждом
суб-модуле и способствовать отводу тепла от линеек. Для минимизации веса детали
рамной конструкции были изготовлены из углепластика, а стойки крепления линз и
линеек с теплоотводами- из алюминиевого сплава. Прорабатываются варианты
изготовления теплоотводящих пластин из керамических материалов для обеспечения
совместимости деталей корпуса по температурному коэффициенту линейного
расширения. Проблема механической устойчивости конструкции концентраторной
солнечной батареи при низких температурах представляется наиболее серьезной. На Рис.
4 приведена фотография экспериментального фрагмента модуля, состоящего из четырех
суб-модулей, объединенных в две ячейки. При дальнейшей отработке конструкции
батареи особое внимание необходимо будет уделить подбору пар контактирующих
материалов и способов их взаимного крепления. Предполагается, что рама
фотоэлектрического модуля будет объединять 918 ячеек (34 по ширине и 27 по высоте,
всего по ширине и высоте 1740х2730 мм2). Площадь одного модуля составляет 4.74 м2,
полезная площадь модуля – 4.59 м2, генерируемая мощность 1,88 кВт при КПД=30%,
масса оценочно составляет 12 кг.

3. Проект пилотной солнечной электростанции
Очевидно, освоение лунной поверхности будет происходить поэтапно. Первые
электростанции могут доставляться на лунную поверхность непилотируемыми аппаратами и развертываться автоматически, создавая энергетическую базу для
дальнейшей деятельности. Транспортное средство доставки должно составлять
механическую основу конструкции станции. Массо-габаритные параметры транспортного
средства доставки проектируемой электростанции были выбраны близкими к подобным
параметрам лунного спускаемого аппарата американской программы «Аполлон»
(габаритные размеры ШхДхВ: 8м х 8м х 6м). Концептуальный проект электростанции на
базе такого спускаемого аппарата представлен на Рис. 5.
Основу конструкции станции составляет отсек мягкой посадки с выдвижными
опорами. После посадки опоры выравнивают положение спускаемого аппарата до
горизонтального. После этого раскрываются четыре боковые стенки, на внутренних
сторонах которых расположены плоские солнечные батареи без концентраторов. Эти
батареи могут обеспечивать электроснабжение станции при её развертывании, слежении
за солнцем, а также в нештатных и аварийных ситуациях. Шесть концентраторных
солнечных модулей находятся в сложенном состоянии между контейнерами,
содержащими сопутствующее оборудование (электронное оборудование телеметрии и
связи, аккумуляторы, зарядное устройство, научное оборудование). На следующем этапе
развертывания выдвигается центральная мачта с подвешенными концентраторными
модулями в сложенном состоянии. На заключительном этапе концентраторные модули развертываются в два крыла и фиксируются. Размах крыльев составляет 11 м. Вес крайних
модулей на крыльях компенсируется при натяжении тросиков разгрузки. Слежение за
солнцем осуществляется по фотоэлектрическому датчику, установленному в плоскости
модулей, путем поворота мачты (подобный датчик разработан и опробован в ФТИ при
использовании в концентраторных фотоэлектрических установках наземного
базирования). Общий вес механизма слежения с установленными концентраторными
модулями оценивается в 170 кг, мощность, генерируемая электростанцией, 11,3 кВт.

Ну как Вам? Заметьте, что точкой строительства этой электростанции указываются 80 градусов С.Ш., также как и в вышеизложенном мной плане. Только здесь нет ни слова о том как электричество будет передаваться на базу (например если база находится на расстоянии 100-300 км) от станции и что будет с базой когда наступит ночь. Ещё в отличии от этой модели моя станция состоит из КОНУСООБРАЗНЫХ панелей. Это даёт возможность отказаться от устройства слежения за Солнцем и наиболее максимально использовать излучение. А ещё, удобство при транспортировке под обтекателем. На первый конус насаживается второй, на второй-третий и т.д.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Boo
Модератор


Зарегистрирован: 06.10.2006
Сообщения: 2143
Откуда: Донецк

СообщениеДобавлено: 13 Июн 2013 [12:01]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

К посту № 1 - аккумуляторная станция:
http://www.overclockers.ru/hardnews/54421/V_SShA_postroena_litij-ionnaya_batareya_sposobnaya_vydavat_do_5_MVt.html
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Плазма
Ветеран


Зарегистрирован: 22.06.2012
Сообщения: 334
Откуда: Россия

СообщениеДобавлено: 13 Июн 2013 [17:55]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Жаль что из статьи не понятно-это новые литиевые батареи или старые.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Плазма
Ветеран


Зарегистрирован: 22.06.2012
Сообщения: 334
Откуда: Россия

СообщениеДобавлено: 25 Фев 2014 [17:19]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

У меня со временем просто фантастически меняется план по прокладке кабеля на Северном полюсе Луны. Я открыл тему на специализированном сайте электриков. Там высказали очень разные мнения по этому поводу. Для начала я хочу высказать мнение о казалось бы пустячном физическом явлении-ТЕМПЕРАТУРА. Какова температура на поверхности Луны? Точного ответа я так и не нашёл. Особенно когда дело начало касаться температуры по профилю Луны, тут вообще тайна. Оказывается достоверных данных нет. Вроде температуру на разной глубине измеряли две экспедиции Апполон. Но где данные по этим измерениям? То что приводится в различной литературе, это полная хрень. Цифры разнятся очень сильно и все кто их приводят ссылаются на неизвестный источник в NASA. Что-то типа того ,,вот цифры такие, но мы сами не летали не мерили,,.

В общем как я и предпологал у проводника длиной 303.000м очень высокое электрическое сопротивление. Мне пришлось увеличивать диаметр провода до 3,8 мм. И это привело к тому что потребуется ракета грузоподъёмностью 40т на низкую орбиту. Но и увеличения диаметра не помогло. Сопротивление всё равно велико. Единственный способ уменьшить сопротивление-это понизить температуру провода(Разговор о температуре выше-это я не спроста). По разным данным эта температура находится в интервале от -30 до -50 градусов.(На поверхности). В профиле грунта глубиной 1-2м от -15 до -30 градусов. Короче и такого охлаждения не достаточно. При таких таких условиях мы получаем на базе около 120 Вт. Игра не стоит свеч. Это поставило меня в тупик. Люди на форуме электриков попросили меня представить им документальное доказательство (литературу как минимум, а не мои пустые слова о том что на глубине 1м температура равна -200 градусов). Конечно такой литературы я предоставить не смог, а по известным параметрам ничего не получается.
То что я сейчас буду описывать, я придумал уже позже и на том форуме не выкладывал. Хочу услышать Вашу критику по решению этой проблемы.

Будем основываться на том что по измерениям температуры поверхности Луны различными спутниками в вечно затенённых кратерах была измерена температура в -238 градусов. Значит нам нужно получить затенение кабеля. Я предлогаю добиться такого эффекта путём укладки кабеля в траншею, по сути искусственный кратер. Эта траншея имеет такие параметры: глубина 50 см; ширина 10см. Естественно после укладки туда кабеля мы его не засыпаем, траншея должна оставаться открытой. Через некоторое время на дне такой траншеи должна установиться точно такая же температура -238 градусов. Для рытья такой траншеи придётся установить на Луноход приспособление вроде ЭТЦ-1609 или ЭЦУ-150. Траншея имеет направление строго с Ю на С. Это означает что дно такой траншеи будет освещено Солнцем только тогда, когда оно будет находиться в зените. Солнце движется по лунному небу приблизительно со скоростью 180°:14 сут=12,85°/сут.(Период от восхода до заката). Вопрос-Под каким углом видна шель траншеи шириной 10см с центра дна траншеи, где лежит кабель? Не буду приводить решение треугольников. Этот угол равен 11,42°. Это означает что кабель будет находиться под солнечными лучами не более суток. У меня есть одна любопытная диаграмма, она показывает зависимость температуры тела на поверхности Луны в зависимости от широты на которой оно распологается и высоты Солнца над горизонтом. Этот расчёт был сделан командой ,,Селеноход,,. По ней я определил что тело на широте 80° С.Ш. нагревается на 100°С/сут. . Т.е. через сутки температура кабеля будет t=t1-t2= -200°C+100°C=-100°C. Из этого следует что из 14 суток, кабель будет обладать наименьшей эффективностью только двое суток. Остальные 12 суток он должен работать при температуре около -200°С. [/img]
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Kuasar
Администратор


Зарегистрирован: 15.02.2005
Сообщения: 1071
Откуда: Минск

СообщениеДобавлено: 25 Фев 2014 [17:43]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Плазма писал(а):
По ней я определил что тело на широте 80° С.Ш. нагревается на 100°С/сут.

На Земле под прямыми солнечными лучами тело в стеклянном вакуумном сосуде нагревается до сотни градусов за считанные минуты.

Не надо забывать, о том, что провод в траншее хоть и будет в тени большую часть лунных суток, но он будет нагреваться от нагретых солнцем стенок траншеи.

Не пойму, зачем вам сомнительная сверхпроводимость? Чем вам не нравиться идея прокладывать к полюсу толстые рельсы из метеоритного железа, собранного прямо на Луне? Я раньше писал об этом.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Посетить сайт автора
Плазма
Ветеран


Зарегистрирован: 22.06.2012
Сообщения: 334
Откуда: Россия

СообщениеДобавлено: 25 Фев 2014 [17:59]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Kuasar-Нет я про Ваш метод с железными проводами не забываю ни на секунду. Он отличный. Я расчёты проводил. Но надо же искать новые методы. Да стенки будут нагреваться, но не обе сразу. И остывать они должны наверное так же быстро как и нагреваться. К тому же провод в изоляторе из фторопласта, а он белый.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
vasanov
Ветеран


Зарегистрирован: 05.05.2009
Сообщения: 1976

СообщениеДобавлено: 25 Фев 2014 [18:11]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Плазма писал(а):
Да стенки будут нагреваться, но не обе сразу. И остывать они должны наверное так же быстро как и нагреваться. К тому же провод в изоляторе из фторопласта, а он белый.

Дело в том, что провод сам будет нагреваться от тока. В траншее у него будет плохой теплоотвод и провод быстро поднимет температуру в траншее и свою собственную. Так , что траншея не поможет.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Kuasar
Администратор


Зарегистрирован: 15.02.2005
Сообщения: 1071
Откуда: Минск

СообщениеДобавлено: 25 Фев 2014 [19:00]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

vasanov писал(а):
Дело в том, что провод сам будет нагреваться от тока. В траншее у него будет плохой теплоотвод и провод быстро поднимет температуру в траншее и свою собственную. Так , что траншея не поможет.


Насколько я понял, Плазма пытается использовать сверхпроводящий провод и просто ищет куда его уложить, чтобы там была низкая температура.

Я сомневаюсь, что на освещаемой дневной стороне Луны будет температура, как в вечно темных кратерах. По моим данным, на ночной стороне температура поверхности Луны падает лишь до -170 по Цельсию. На дневной стороне даже в глубокой траншее этого не добиться.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Посетить сайт автора
Плазма
Ветеран


Зарегистрирован: 22.06.2012
Сообщения: 334
Откуда: Россия

СообщениеДобавлено: 25 Фев 2014 [22:11]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Да я ищу способ с помощью которого можно было бы максимально понизить температуру кабеля. Тут спорить трудно. Допустим не -200 и -170. А сколько? -20,-50,-80,-100... Только опыт рассудит. Например, Вы что предлогаете мне полностью игнолировать тот факт, что на глубине 1м ПОЛНОСТЬЮ ОТСУТСТВУЮТ СУТОЧНЫЕ КОЛЕБАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ? Какая разница, какя температура днём на поверхности. Солнцне всё равно не способно прогреть грунт на такую глубину, ведь верхний слой супер теплоизолятор. Я считаю что нагревание дна траншеи на глубине 50-100см возможно только при прямом попадании солнечных лучей сверху.
Проблема с сопротивлением не единственная. Я в своём методе использовал Луну, точнее лунный грунт, как отрицательный полюс. Залунение. Электрики задали вопрос-,,Каково удельное электрическое сопротивление грунта Луны,,. Мой ответ был 10^6--10^8 Oм*м. Они сказали что при таком сопротивлении невозможно использовать грунт Луны в качестве отрицателтного полюса, как мы используем заземление на Земле. Такое сопротивление сравнимо с хорошими диэлектриками, т.е. лунный грунт отличный изолятор. Да я с ними согласился, но не совсем. Например я указал на то что это сопротивление только верхнего слоя реголита. Ведь достоверные сведения по электропроводности грунта мы имеем лишь по данным с ,,Луна-16,, и ,,Луна-20,,. А бурильные устройства у них были одинаковыми и бурили они на глубину 35см. (Тут отмечу что книгу ,,Лунный грунт из Моря Изобилия,,(Луна-16,, я так и не нашёл, а сужу лишь по книге ,,Грунт из материкового района Луны,,(Луна-20), там говорится и о ,,Луна-16,,.) Я думаю это очень важно и с глубиной электрическое сопротивление должно падать, т.к. падает пористость грунта и я думаю должен меняться химический состав, что тоже должно повлиять на сопротивление. Глубже всего бурила ,,Луна-24,, но что-то я пока не найду данных о сопротивлении грунта на глубине 2м. Короче я считаю что электрическое сопротивление РЕГОЛИТА должно быть одно, а сопротивление Лунной КОРЫ другое.(Хотя может и ошибаюсь).
Этот факт тоже привёл к изменению устройства Лунохода. Чтобы добиться улучшения электропроводности, надо будет поставить бурильную установку метров на 10. Далее пришлось ввести в Луноход батарею. Какую, тоже теперь большой вопрос. Ведь Луноход способен теперь подзаряжаться только в неподвижном сосостоянии, т.к. кроме сопротивления реголита появилась проблема с катушкой. При большом количестве витков появляетяс очень мощное магнитное поле. Есть способ от этого избавится, например бифиллярной намоткой провода, но это увеличивает массу Лунохода вдвое., т.к. при этом используется провод сложенный вдвое. Но я думаю способ с поднятием катушки лучше, т.к. магнитное поле убывает обратно пропорционально КУБУ расстояния.

Ещё мне подкинули одну интересную идею. Есть какя-то интересная электрическая цепь, которую придумал Тесла. С помощью этой цепи можно например используя только положительный полюс переменного тока зажечь лампочьку. Но как я понял требуется большое напряжение и частота тока. Но это не проблема. Дальше я усовершенствовал метод. Раз лампочка горит и светит, то давайте поместим эту лампочьку в куб, внутринние стенки которого представля ли бы собой обыкновенные солнечные батареи. Лампочка горит, солнечные батареи переводят её свет в электричество и заряжают главную батарею Лунохода. Но тут я не знаю насколько вся эта система будет эффективной.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Kuasar
Администратор


Зарегистрирован: 15.02.2005
Сообщения: 1071
Откуда: Минск

СообщениеДобавлено: 26 Фев 2014 [07:47]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Плазма писал(а):
Солнцне всё равно не способно прогреть грунт на такую глубину

Температура на глубине обусловлена не нагреванием от солнца, а остыванием массы луны. Внутреннее тепло планеты исходит от распада радиоактивных элементов и из приливных деформаций.
Т.е. не только Солнце греет поверхность Луны, но и ее недра тоже греют.

Плазма писал(а):
Я думаю это очень важно и с глубиной электрическое сопротивление должно падать

Все ваши рассуждения высосаны из пальца. Опирайтесь лучше на факты, а не на рассуждения.

Плазма писал(а):
давайте поместим эту лампочьку в куб, внутринние стенки которого представля ли бы собой обыкновенные солнечные батареи

Дальше можно не читать. Вы придумали классический "вечный двигатель", до которого додумывался в свое время каждый школьник, узнавший о существовании солнечных батарей. Разочарую вас сразу - у солнечных батарей КПД около 15%, а у лампочки - вообще не более 5%, т.е. ваша цепь просто 99% энергии переводит в тепло.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Посетить сайт автора
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Форум космопорта -> Обсуждение идей Часовой пояс: GMT + 2
На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8  След.
Страница 7 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