Отражатель энергии на ГСО

Автор Димитър, 24.10.2019 20:10:07

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

Димитър

24.10.2019 20:10:07 Последнее редактирование: 25.10.2019 19:00:11 от Димитър
 На Земле существует довольно неравномерное распределение источников и потребителей электроэнергии. Передача энергии по существующим линиям электропередач (ЛЭП) неэффективна на расстояниях больших 2000 - 3000 км. Поэтому цена в разных странах сильно различается.


Это наводит на мысль построить СВЧ - передатчик НА ЗЕМЛЕ - там, где есть дешевый источник электричества и приемная антенна там, где энергия дорогая. На ГСО выводим только пассивный отражатель (зеркало из тонкой пленки) с системой ориентации. Луч из передатчика попадает в отражатель и оттуда - в приемник. Передачу энергии через космос обсуждает еще Краффт Эрике. Надеюсь, Россия тоже может быть заинтересована в этом проекте как потенциальный доставщик энергии. Здесь могут найти применение гигантские ГЭС на Енисее и Ангаре, ТЭС в Канско-Ачинском бассейне и т.д. Потенциальный рынок - сотни миллиардов долларов.


"Работы по космическому аппарату для переотражения СВЧ-энергии, передаваемой из Сибири в промышленно развитые районы Европейской части страны, велись в НПО "Энергия" по специальному решению комиссии Правительства от 8 октября 1980 года. Кроме выполнения основной задачи космический переотражатель предполагалось использовать для дистанционного снабжения энергией целевых космических аппаратов с Земли." - цитата из книги РКК Энергия 1946-1996 с.422. Размер этого сооружения был 1-2 км.


С ГСО любой спутник видит ~ 42% площади земного шара - без малого половина. Видно всё что находится ближе 9000 км от подспутниковой точки, это без учёта атмосферы, с её учётом несколко меньше, около трети земного шара. С ГСО совершенно недоступны только приполярные области с широтами более 81,3 градусов северной и южной широты.


Вот вам и ЛЭП на расстояниях до 17 000 км и возможность зарабатывать миллиарды долларов каждый год.





Во всем проекте только одна "новость" - пленочный отражатель на ГСО. Сама пленка может весить меньше 1 грамма на кв. метр (1 тонн на кв. км). Удельная масса каркаса может быть 8 г/кв.м. Так, что можно создать отражатель диаметром в 2 км, весящий всего 32 тонн. Отражатель такого диаметра конечно надо собирать в космос. Лучше на ЛЕО (высота орбиты 400 - 600 км), чтобы расходы на вывод всего необходимого были поменьше. Доставляем элементы конструкции на МКС, а там бригада космонавтов (или роботов) собирает отражатель. Потом готовый отражатель выводится на ГСО. Переход на ГСО может быть только на малой тяге - слишком хрупкая конструкция. Но сам отражатель - прекрасный солнечный парус! Для выведения в «точку стояния» на ГСО будет достаточно только далвление солнечного света. Достаточно иметь систему ориентации, которая будет держать отражатель в подходящем положении к Солнцу.





Особый интерес представляет годроэнергетический потенциал реки Конго: Британская энциклопедия сообщает, что гидроэнергетический потенциал Конго составляет примерно 1/6 от общемирового или 390 ГВт. Только потенциал, заключённый в водопадах Ливингстона, соответствует более чем ~113.4 Гвт или ~994 Твт·ч электроэнергии в год (столько потребляет вся Россия). Водопа́ды Ли́вингстона - группа водопадов, порогов и стремнин в нижнем течении реки Конго на границе Демократической Республики Конго и Республики Конго. Водопады представляют собой порожистый участок реки, протяжённостью 350 км с общим падением 270 м. Средний расход воды на этом участке составляет около 42 000 м³/сек, по этому параметру уступая только Амазонке.


Один лишь комплекс водопадов Инга выше города Матади может обеспечивать выработку более 40 Гвт электроэнергии. Первая ГЭС «Инга-1» мощностью 351 МВт была возведена в 1972 году, в 1982 году была запущена «Инга-2» мощностью 1424 МВт. На 2009 год эти гидроэлектростанции значительно изношены и используются не более чем на 20 % своего потенциала. В стадии проектирования и подготовки строительства находится ГЭС «Инга-3» мощностью 4800 МВт,


Но есть еще и проект «Гранд Инга». В случае реализации, ГЭС «Гранд-Инга» установленной мощностью 39 ГВт будет иметь 52 гидротурбины по 750 МВт каждая, плотину высотой 150 м и будет использовать часть потока 26 400 м³/сек. Стоимость сооружения составит около 80 млрд долл. США.


Но консуматоров для такого количества энергии нет во всей Центральной Африки. А связать ГЭС Гранд Инга с электрической сети основных населенных центров континента будет стоить более 10 миллиардов долларов (по ценам 2000 г.) Вот здесь и пригодится орбитальный отражатель, который может отправить энергию Инги напрямую в Европу - лучше в Германии, где электричество самое дорогое.


39 ГВТ х 8000 ч = 312 Твтч энергии. По 10 центов/квтч (а в Германии население платит по 34 центов!) получаем 31.2 миллиарда дол/год. Стоит городить космическую систему переноса.





Но есть один проблем: Давление луча СВЧ-энергии.


Сила давления солнченого света на орбите Земли - 9.08 Н/кв.км при 1367 вт/кв.м солнечной постоянной, или 6.64 Н/Гвт. СВЧ-энергия тоже будет оказывать давление. За 39 Гвт Гранд Инги получаем 259 Н силу. Эту силу надо компенсировать, иначе она изменит орбиту отражателя.


Для ЭРД со скорости истечения 100 км/сек получается  УИ = 10 000 сек и расход в 9.5 кг рабочего тела в час. За год нужно 9.5 х 8760 ч = 83.22 тонн рабочего тела. И еще нужны сами ЭРД нужной мощности. Что касается энергии для их работы - она больше, чем нужно. Выделить из 39 ГВт несколько мегаватт - не проблем.


Здесь надо искать оптимум УИ/консумация энергии. Чем выше УИ - тем больше нужна энергия на 1 Н тяги. На спутниках эл. энергия - проблем. Поэтому и скорость истечения ограничывается до 30-50 км/сек. На нашем отражателе такого проблема нет. Зато доставка рабочего тела будет стоить дорого. Вот и скорость истечения может быть намного больше. Но это значит делать новые ЭРД для более высокого УИ.  


И еще - стоит подумать о межорбитальном буксире на ЭРД. Тупо доставлять по 83 тонн в год на ГСО на Фалкон Хеви (6 - 7 полетов в одноразовом исполнении) будет стоить примерно миллиард дол/год. Такие расходы проект может себе позволить. Но дешевле - лучше. Или ждать Старшип, которого обещают сделать намного дешевле?


Мнения?


Alex_II

ЦитатаДимитър написал:
Мнения?
Как оружие - возможно работоспособно, как оборудование для передачи энергии - надо бы вспомнить какие потери в СВЧ-диапазоне при прохождении через атмосферу... ЕМНИП - очень немаленькие...
И мы пошли за так, на четвертак, за ради бога
В обход и напролом и просто пылью по лучу...

Димитър

ЦитатаКак оружие - возможно работоспособно
Уже обсуждали в темах про орбитальных солнечных электростанциях - слышком дорогое, уязвимое и малоеффективное оружие

Как всем хочется что-то по уничтожать на Земле. И что бы этого уничтоженного было по больше и по глобальнее...
КАКТОТАК
----------------------------
Моделью ракеты можно достичь модели Марса

Serge V Iz

В диапазоне микроаолновки в атмосфере теряется что-то там 0.0х дб/км (порядок). А вот при приеме, имхо, можно все-таки так выразиться, потеряется почти все )

Alex_II

ЦитатаSerge V Iz написал:
В диапазоне микроаолновки в атмосфере теряется что-то там 0.0х дб/км
А если облака с дождем?
И мы пошли за так, на четвертак, за ради бога
В обход и напролом и просто пылью по лучу...

Alex_II

ЦитатаДимитър написал:
Уже обсуждали в темах про орбитальных солнечных электростанциях - слышком дорогое, уязвимое и малоеффективное оружие
Насчет "малоэффеуктивное" - не факт... Да и с уязвимостью на ГСО тоже все не так плохо, с Земли не очень-то дотянешься... Остальное всё верно. Но больше всего меня волнует КПД передачи энергии...
И мы пошли за так, на четвертак, за ради бога
В обход и напролом и просто пылью по лучу...

Димитър

25.10.2019 18:58:11 #7 Последнее редактирование: 25.10.2019 18:58:42 от Димитър
ЦитатаAlex_II написал:
Но больше всего меня волнует КПД передачи энергии...
 При генерации СВЧ-энергии магнетроны при удельной массе 0.4 кг/кВт дают к.п.д. 82 - 90 %, причем ожидается его дальнейшее повышение [6]. На приеме - примерно то же. Атмосферное поглощение очень малое - смотря на каких частот. На больших частотах появляется поглощение от пар воды. На частот поменьше увеличывается нужный диаметр передатчика и приемника. Надо искать оптимума. При больших мощностях может проявиться еффект самоподдержки: появилось облако - стало поглощать энергию - облако нагрелось и испарилось - нет облаков.
 При разнице в цене у потребителя и себестоимости энегриии у производителя в 5 -10 раз, к.п.д. в 60 - 70 % не помеха. 

Serge V Iz

Так чем принимать-то? Нагревать воду? Эффективность этого процесса в микроволновке обусловлена ее меньшей проводимостью, поэтому в замкнутом отражающем ящике поглощает, в основном, она. Попробкйте лишить микроволновку ящика ) Все ж отразится.

Димитър

ЦитатаSerge V Iz написал:
Так чем принимать-то?
https://en.wikipedia.org/wiki/Rectenna

In the microwave range, experimental devices have reached a power conversion efficiency of 85-90%.[7]

benderr

а какой смысл переотражать из африки в германию?

строительство гидросооружений плюс обслуживание имхо не дешевле СЭС на орбите.

зато меньше деструктивного на земле.

хотя-любые «массивные» искуственные излучения с орбиты-всеадно ухудшают экологию. :| 
11-18
Вам недоступны вложения в этом разделе.

Димитър

Цитатаbenderr написал:
строительство гидросооружений плюс обслуживание имхо не дешевле СЭС на орбите.
Дорогой! Если Вам удастся убедить в этом тех, кто принимают решения и деньги дают, Ваше имя останется в мировой истории!
ОСЭС - неисчерпаемый источник энергии! Вот только я не уверен, что они дешевле ГЭС...

Denis Voronin

Так, ну LOIC (Low Orbit Ion Cannon) было, HOIC тоже, теперь GSOMWC))) Надеюсь расшифровка не нужна?

По части орбитальной энергетики много чего придумано, не противоречащего физике, но всё это дороже существующих методов.
Кривыми должны быть извилины, а не руки.

benderr

ЦитатаДимитър написал:
ОСЭС - неисчерпаемый источник энергии! Вот только я не уверен, что они дешевле ГЭС...
ну,описанный вами «отражатель» уже на пол СЭС тянет. не?
Цитата
ЦитатаДимитър написал:
 доставлять по 83 тонн в год на ГСО на Фалкон Хеви
ЦитатаДимитър написал:
ЭРД нужной мощности.
ЦитатаДимитър написал:
Достаточно иметь систему ориентации,
ЦитатаДимитър написал:
Во всем проекте только одна "новость" - пленочный отражатель на ГСО.

[/USER]
:?: 
11-18
Вам недоступны вложения в этом разделе.

Denis Voronin

С другой стороны, вот до строительства каскада ГЭС на Волге осётр водился, а на гербе Саратова до сих пор стерлядь водится. Оно может и хорошо бы было восстановить естественный ток реки и популяцию вкусной рыбки.
Кривыми должны быть извилины, а не руки.

benderr

ЦитатаДимитър написал:
Дорогой! Если Вам удастся убедить в этом тех, кто принимают решения и деньги дают, Ваше имя останется в мировой истории!
ну а как вы собираетесь убедить когото в целесообразности разрушения Конго и прожарки СВЧ Германии?
11-18
Вам недоступны вложения в этом разделе.

Serge V Iz

Если бы эти ректал выпрямляющие свч-антенны работали, мы бы имели их в зарядниках зубных щеток и сотовых телефонов ) Пока что там индуктивная связь и расстояние передачи <<, не, даже <<< длины волны )

Димитър

Цитатаbenderr написал:
ну,описанный вами «отражатель» уже на пол СЭС тянет. не?
Можно и так сказать. Хотя более тяжелая и дорогая "половина" (источник энергии и передатчик-излучитеь) остаяется на Земле. 

Димитър

26.10.2019 16:52:11 #18 Последнее редактирование: 26.10.2019 16:53:24 от Димитър
Цитатаbenderr написал:
разрушения Конго и прожарки СВЧ Германии?
Ничего такого не будет. Выпейте успокоительное и отдохните.

Denis Voronin

ЦитатаДимитър написал:
 
Цитатаbenderr написал:
разрушения Конго и прожарки СВЧ Германии?
Ничего такого не будет. Выпейте успокоительное и отдохните.
Многовато потребуется успокоительного для населения Германии;)
Кривыми должны быть извилины, а не руки.