Орбитальные солнечные электростанции

[pkl]

vlad7308 пишет:
Шестопер, Вы все таки слишком много в детстве читали Технику-молодежи.
А я по образованию инженер-физик и привык более реально смотреть на мир.

Shestoper пишет:
А я по образованию физик-теоретик, работаю по специальности, так что не надо мериться дипломами.

Как грустно, что из-за меня поссорились два физика!

Но я в очередной раз поднял эту тему отнюдь не для того, чтобы столкнуть физиков лбами. Я тоже основные надежды связываю с ядерной энергетикой. Но, и у ядерной энергии в любом виде /УТС, БН, торий/ есть ахиллесова пята - ей необходимы редкие химические элементы. Взять тот же литий. Долгое время говорили, что его в земной коре много. В обоснование УТС на DT. Но началась эпоха мобильников и быстро выяснилось, что единственное место с доступными залежами лития - солончак Уюни в Южной Америке! Много его там? На аккумуляторы для мобильников и ноутбуков хватает. А на электромобили - уже нет. Дорогие получаются. И автомобили, соответственно, тоже. А в термоядерных реакторах мы его будем жечь! Как я понимаю, основная претензия к УТС связана не с его реализуемостью /в этом никто не сомневается кроме совсем уж отъявленных фриков/, а со стоимостью и возможность "тиражирования". Мол, да, это можно, но это так сложно, что энергия будет слишком дорогой. При этом термоядерным установкам нужны очень редкие химические элементы: ванадий для первой стенки и, особенно, диверторов, ниобий для обмоток электромагнитов, гелий для их охлаждения. А ведь такие установки надо будет строить сотнями, а потом и тысячами! А для обычной ядерной энергетики понадобятся трансураны, бериллий, цирконий и т.п. Т.е. много редких химических элементов. И как бы не пришлось нам тот же уран из морской воды добывать или из гранитов. Конечно, солнечные фотоэлементы тоже недёшевы, но приблизив их к Солнцу, мы уменьшим площадь солнечных батарей, а если использовать турбомашинные преобразователи, то удастся обойтись алюминиевыми сплавами и сталью!

[vlad7308]

pkl пишет:
Взять тот же литий. Долгое время говорили, что его в земной коре много. В обоснование УТС на DT.

промышленная генерация вероятно будет на D-D

[Pretiera]

pkl пишет:

Pretiera пишет:
1) большую часть этих 15 ТВт можно потреблять на месте
2) транспорт потребляет 3-4 ТВт но с развитием космической инфраструктуры потребление энергии наземным транспортом сократится
3 ТВт потребуют поставок 2000000 тонн водорода в сутки (что в 5-10 раз меньше суточной нефте/газодобычи)
это все равно дофига (объем спуска с орбиты многоват и греет атмосферу) но на Земле высвобождаются огромные мощности ГЭС и посевные площади под СЭС так что скорее всего поставки водорода на Землю будут носить вспомогательный характер
представим конец XXI века
население Земли 8 миллиардов человек, промышленный кластер меркурия и пояса астероидов (энергопитания от СКЭС Меркурия) поставляют на Землю 3 000 000 тонн биомассы в год что вполне представимо
а вот уже поставка материалов и полуфабрикатов потребует трафика в 1-5 млрд тонн в год. но опять же большую часть потребляет промышленность (станки и оборудование) и останутся на орбите на этом фоне трафик топлива в 0,5-1 млрд тонн в год не кретичен
проще вывозить потребителей в О'Нилы
экспорт людей и биооснвы с Земли 1-10 млн тонн в год

Даже несколько процентов от этих 15 ТВт - это умопомрачительная величина. И такие грузопотоки - это нечто!!! Лучше уж тогда лучом энергию перебрасывать. Фишка околосолнечных СКЭС как в том, что там /около Меркурия/ очень мощные потоки энергии. И, соответственно, коллекторы тоже получаются сравнительно небольшими /но не радиаторы!!!/. Отсюда, соответственно и идея - да, солнечная энергетика. Но КОМПАКТНАЯ! Может быть даже не надо будет осваивать Луну и Меркурий, а запускать всё с Земли!

А как Вы хотели:) люди много потребляют материальных благ, любая попытка сколь либо масштабного относительно Земли освоения ресурсов СС без выселения людей потребует трафика порядка миллиардов тонн в год, на Земле такой траффик Вас не пугает;)
Самая большая проблема это гравияма и атмосфера Земли, без антиграва и космолифта не решить.
А вот частичное замещение материального синтеза, с/х и энергетики с параллельной колонизацией космоса (в космических поселениях) вполне представимо.
например вынос производства кормовой биомассы и заминителей белков и жиров (такие культуры как рапс, соя, кормовая пшеница и др.) высвободит огромные площади под биотопливо и рентабельные культуры
импорт цветных и редких металлов так же возможно обеспечить из космоса, как и импорт углеродного волокна. представте какая экономия Земных энергоресурсов!!!! импорт из космоса 40 млн тонн в год  аллюминия даст экономию на Земеле мощностей в 80 ГВт!!! т.е аллюминивый завод с импортом на Землюмощностью в 1 млн тонн/год эквивалентен СКЭС в 500 МВт наземной мощности
кстати производство УВ требует так же больших затрат энергии 10-20 МВт*час на тонну
А импорт можно снизить мультипликативно за счет исключаемых потребителей (космонавтика и авиация, часть промышленности и энергетики)

[Pretiera]

pkl пишет:

vlad7308 пишет:
Шестопер, Вы все таки слишком много в детстве читали Технику-молодежи.
А я по образованию инженер-физик и привык более реально смотреть на мир.

Shestoper пишет:
А я по образованию физик-теоретик, работаю по специальности, так что не надо мериться дипломами.

Как грустно, что из-за меня поссорились два физика!

Но я в очередной раз поднял эту тему отнюдь не для того, чтобы столкнуть физиков лбами. Я тоже основные надежды связываю с ядерной энергетикой. Но, и у ядерной энергии в любом виде /УТС, БН, торий/ есть ахиллесова пята - ей необходимы редкие химические элементы. Взять тот же литий. Долгое время говорили, что его в земной коре много. В обоснование УТС на DT. Но началась эпоха мобильников и быстро выяснилось, что единственное место с доступными залежами лития - солончак Уюни в Южной Америке! Много его там? На аккумуляторы для мобильников и ноутбуков хватает. А на электромобили - уже нет. Дорогие получаются. И автомобили, соответственно, тоже. А в термоядерных реакторах мы его будем жечь! Как я понимаю, основная претензия к УТС связана не с его реализуемостью /в этом никто не сомневается кроме совсем уж отъявленных фриков/, а со стоимостью и возможность "тиражирования". Мол, да, это можно, но это так сложно, что энергия будет слишком дорогой. При этом термоядерным установкам нужны очень редкие химические элементы: ванадий для первой стенки и, особенно, диверторов, ниобий для обмоток электромагнитов, гелий для их охлаждения. А ведь такие установки надо будет строить сотнями, а потом и тысячами! А для обычной ядерной энергетики понадобятся трансураны, бериллий, цирконий и т.п. Т.е. много редких химических элементов. И как бы не пришлось нам тот же уран из морской воды добывать или из гранитов. Конечно, солнечные фотоэлементы тоже недёшевы, но приблизив их к Солнцу, мы уменьшим площадь солнечных батарей, а если использовать турбомашинные преобразователи, то удастся обойтись алюминиевыми сплавами и сталью!

ВОТТ! а представте какие мегаватты тратятся на выроботку редкозема из нищих мсторождений?
выроботка их из астероидов и Меркурия с использованием Меркурианской СКЭС решит проблему и высвободит энергоресурс тех же ТЯЭС на Земле!
поставки же энергии от МСКЭС лучше обеспечивать через орбитальный ретранслятор но основными потребителями все равно будут космические пр-ва и поселения

[Shestoper]

pkl пишет:
Но началась эпоха мобильников и быстро выяснилось, что единственное место с доступными залежами лития - солончак Уюни в Южной Америке!

Лития в морской воде - 0,17 мг на литр. Видимо для аккумуляторов его добывать оттуда нерентабельно. Но для нужд термояда, когда каждый грамм лития даст громадную энергоотдачу - можно и из воды фильтровать.
Проблема в том, что нейтронные потоки с тритием будут такими, что конструкции реактора придется менять каждые полгода, из-за охрупчивания. И хоронить демотированные узлы как ядерные отходы, из-за наведенной активности.

[Shestoper]

vlad7308 пишет:
если у меня такая прорва дешевой энергии, и такой технологический уровень, что я могу построить работающую и экономически разумную СКЭС, то - мне не нужна СКЭС (у меня и так прорва дешевой энергии).

CКЭС будут строиться постепенно, построенные первыми будут обеспечивать энергией увеличение темпов строительства. 

[vlad7308]

Shestoper пишет:

vlad7308 пишет:
если у меня такая прорва дешевой энергии, и такой технологический уровень, что я могу построить работающую и экономически разумную СКЭС, то - мне не нужна СКЭС (у меня и так прорва дешевой энергии).

CКЭС будут строиться постепенно, построенные первыми будут обеспечивать энергией увеличение темпов строительства.

да ладно, ладно
будут, так будут
"никого ни в чем убедить нельзя" (С)  

Shestoper пишет:
...что нейтронные потоки с тритием ...

повторяю в пятый раз - "скорее всего, промышленная генерация начнется с D-D"

[Shestoper]

vlad7308 пишет:
повторяю в пятый раз - "скорее всего, промышленная генерация начнется с D-D"

Мне тоже не лень повторить, что нейтронные потоки там вполне сопоставимые с тритиевой реакцией и потребуют частых переборок реактора и захоронения фонящих конструкций, что не может не сказаться на цене энергии.
А переработку лунного грунта для производства СБ вполне можно совместить с добычей лунного гелия (гелий газовых гигантов - следующий этап, через несколько десятилетий, по мере развития космонавтики и наращивания мощности энергетики).

[vlad7308]

Shestoper пишет:

vlad7308 пишет:
повторяю в пятый раз - "скорее всего, промышленная генерация начнется с D-D"

Мне тоже не лень повторить, что нейтронные потоки там вполне сопоставимые с тритиевой реакцией

повторить? вы ни разу этого не говорили
вы твердите снова и снова только о тритии и He3.

Shestoper пишет:
и потребуют частых переборок реактора и захоронения фонящих конструкций, что не может не сказаться на цене энергии.

эта технологическая проблема имеет неплохие шансы быть решенной
не все там так страшно на самом деле

ЗЫ и вообще УТС - это не обязательно токамаки

[Shestoper]

vlad7308 пишет:
вы ни разу этого не говорили

Вы ни разу этого не читали.
Сообщение N 1078.

[vlad7308]

Shestoper пишет:

vlad7308 пишет:
вы ни разу этого не говорили

Вы ни разу этого не читали.
Сообщение N 1078.

я-то все читал.
а вот вы ни разу не говорили, что "нейтронные потоки там вполне сопоставимые с тритиевой реакцией"
вы вообще ни разу не обратили внимание на это самое там, то есть на D-D
вы говорите только про тритий и He3.
может, потому, что с ними много вкусного геморроя, типа Луны и планет-гигантов? огорчу - если уж когда-нибудь так приспичит He3, его проще получать дома. T, например, распадается до He3

дык вот, конструктив камеры D-D токамака - по идее - должен быть проще D-T. по многим причинам, главная из которых - отсутствие необходимости наработки T из Li.
так что проблемы с "демонтажем каждые полгода" и "захоронением" преувеличены.

и вообще, тема не про УТС
тема про то, чего никогда не будет - про СКЭС

[pkl]

vlad7308 пишет:

pkl пишет:
Взять тот же литий. Долгое время говорили, что его в земной коре много. В обоснование УТС на DT.

промышленная генерация вероятно будет на D-D

Литий я просто как пример привёл. Хорошо, обойдёмся без лития. Но! Вы не поняли суть: в термоядерных реакторах собираются применять довольно много редких элемнтов: ванадий, ниобий, гелий и т.п. И достаточно нехватики одного редкого, но незаменимого элемента, чтобы технология не стала массовой. Понимаете?

[pkl]

Pretiera пишет:
А как Вы хотели...

А я бы хотел без всего этого обойтись. Т.е. без грузопотоков на миллионы и миллиарды тонн, массового выселения человечества в космос и без бесконечных полей СКЭС. Вот почему я так завёлся насчёт околосолнечных СКЭС: там плотность энергии такова, что не нужно строить гигантские концентраторы, чтобы получить приличную мощность - всё может быть компактным! Понимаете? Но возникает другая проблема - транспортировка энергии к потребителям. Т.е. в первую очередь на Землю. Ну и радиаторы ещё. Просто луч лазера генерировать не так то просто. Потому и лезут в голову идеи с антивеществом. Можно ещё наладить добычу на Меркурии либо даже синтез редких химических элементов. Но это опять... астроинженерия.

[pkl]

Pretiera пишет:
ВОТТ! а представте какие мегаватты тратятся на выроботку редкозема из нищих мсторождений?
выроботка их из астероидов и Меркурия с использованием Меркурианской СКЭС решит проблему и высвободит энергоресурс тех же ТЯЭС на Земле!
поставки же энергии от МСКЭС лучше обеспечивать через орбитальный ретранслятор но основными потребителями все равно будут космические пр-ва и поселения

Вынос энергоёмкой промышленности в космос? Я много думал над этим, но... что с чёрной и цветной металлургией будем делать? Если вывести её в космос - это опять чудовищные грузопотоки в сотни тысяч и миллионы тонн.

[pkl]

vlad7308 пишет:
дык вот, конструктив камеры D-D токамака - по идее - должен быть проще D-T. по многим причинам, главная из которых - отсутствие необходимости наработки T из Li.
так что проблемы с "демонтажем каждые полгода" и "захоронением" преувеличены.

Дай то Бог! Но,

и вообще, тема не про УТС
тема про то, чего никогда не будет - про СКЭС

точно! Давайте помечтаем о том, "чего никогда не будет"!

[Pretiera]

pkl пишет:

Pretiera пишет:
ВОТТ! а представте какие мегаватты тратятся на выроботку редкозема из нищих мсторождений?
выроботка их из астероидов и Меркурия с использованием Меркурианской СКЭС решит проблему и высвободит энергоресурс тех же ТЯЭС на Земле!
поставки же энергии от МСКЭС лучше обеспечивать через орбитальный ретранслятор но основными потребителями все равно будут космические пр-ва и поселения

Вынос энергоёмкой промышленности в космос? Я много думал над этим, но... что с чёрной и цветной металлургией будем делать? Если вывести её в космос - это опять чудовищные грузопотоки в сотни тысяч и миллионы тонн.

Слушайте, если Вы так ставете вопрос, то зачем вообще Вам супертяж и ЯЭРДУ? Сидим тихо на земле, контролируем численность и потребление..
И да черную металургию не вывести полностью в обозримой перспективе, а вот редкозем и цветмет вполне, они потребляют огромное кол-во энегии не только в технологическом процессе но и в общих энергозатратах (включая траспорт, теплоснабжение, приводы механзмов и машин) кроме того производство например УВ в больших масштабах снизит потребление металлов (и черных особенно) еслиб не цена УВ уже бы широко вытесняло сталь из строительства, машиностроения и судостроения (как это происходит в авиации и как это делает стеклопластик в малотонажном судостроении)
а весит УВ сильно меньше стали.
так что основные задачи СКЭС и космопрома в плане экспорта на землю это
редкоземельные металлы
цветные металлы (особенно вольфрам, золото, платина)
УВ
материальные субкомпоненты (углеродные и друге ннтрубки, фулерены, кристалы и др) - требуют огромных затрат энергии и потому нерентабельны в массовом пр-ве на Земле

 

[vlad7308]

pkl пишет:

и вообще, тема не про УТС
тема про то, чего никогда не будет - про СКЭС

точно! Давайте помечтаем о том, "чего никогда не будет"!

ну давайте
энерго-генерацию принято делать поближе к потребителю
для снижения затрат и потерь на транспортировку

соответственно, ваша СЭС (с буквой К или без) на Меркурии может иметь смысл только в случае существования мощного потребителя там же, на Меркурии
то есть нужна какая то энергоемкая промышленность.
и не просто энергоемкая, а еще и с очень высокой добавленной стоимостью и очень капиталоемкой продукцией.
соответственно вещи типа голой металлургии не подходят.
нужен либо огромный промкомплекс с кучей переделов, на входе которого местные ресурсы и энергия, а на выходе - условный айфон. ну или готовый космический корабль  
либо надо выдумывать какой то сказочно дорогой и легкий продукт первого-второго (условного) передела.
антивещество пожалуй сойдет    или трансмутация какая нибудь

[Pretiera]

vlad7308 пишет:

pkl пишет:

и вообще, тема не про УТС
тема про то, чего никогда не будет - про СКЭС

точно! Давайте помечтаем о том, "чего никогда не будет"!

ну давайте
энерго-генерацию принято делать поближе к потребителю
для снижения затрат и потерь на транспортировку

соответственно, ваша СЭС (с буквой К или без) на Меркурии может иметь смысл только в случае существования мощного потребителя там же, на Меркурии
то есть нужна какая то энергоемкая промышленность.
и не просто энергоемкая, а еще и с очень высокой добавленной стоимостью и очень капиталоемкой продукцией.
соответственно вещи типа голой металлургии не подходят.
нужен либо огромный промкомплекс с кучей переделов, на входе которого местные ресурсы и энергия, а на выходе - условный айфон. ну или готовый космический корабль
либо надо выдумывать какой то сказочно дорогой и легкий продукт первого-второго (условного) передела.
антивещество пожалуй сойдет или трансмутация какая нибудь

все веселье в том что глубокий передел кроме сборки и части высокотехнологичных компонентов в ближайшие десятилетия перейдет на прининг или аналоги и основным продуктом индустрии станут 
матерьяльные полуфабрикаты
хайтек комплектующие
топливо и энергия
при этом многие "чернила" будут высокотехнологичным эергозатратным продуктом с большой добавленй стоимостью (ннокомпоненты, и микро-структуры - лего на микроуровне, смартчернила и дрю)
т. е. стальной, титановый и аллюминивый порошок и прокат для земных потребителей в космосе производить не выгодно, а вот волфрамовый, нанотрубки, наноструктурированые компоненты, алмазы, композитный наноструктурированый "прокат" такие вещества как литий, Не3, выделка сверхпроводников для энергетики.
при том поставлять все это нужно будет не в какоето одно место а во множество

[Shestoper]

pkl пишет:
Вынос энергоёмкой промышленности в космос? Я много думал над этим, но... что с чёрной и цветной металлургией будем делать? Если вывести её в космос - это опять чудовищные грузопотоки в сотни тысяч и миллионы тонн.

Безусловно это произойдет не завтра.
Но даже развертывание в околоземном пространстве или на Луне СКЭС с мощностью порядка 10% земной энергетики уже требует грузопотоков порядка сотен тысяч тонн в год. И такие потоки вполне реально обеспечить, пропускная способность катапульт позволяет.
Ну а дальше, постепенно, будем расширять жизненное пространство - строить не только космическую металлургию, но и комфортабельные эфирные поселения для человеков.

vlad7308 пишет:
нужен либо огромный промкомплекс с кучей переделов, на входе которого местные ресурсы и энергия, а на выходе - условный айфон. ну или готовый космический корабль

Так оно и будет. Производство на этом уровне развития будет почти полностью автоматизированно, причем заводы будут строить сами себя, перед тем как начать штамповать айфоны. А доставить на Меркурий зародыш промышленности массой порядка миллионов тонн сравнительно не так сложно.

[pkl]

Pretiera пишет:
Слушайте, если Вы так ставете вопрос, то зачем вообще Вам супертяж и ЯЭРДУ? 

Только чтобы начать. Потом, по мере развёртывания, придётся придумывать что-то принципиально новое. Что? Ну, Шестопёр примерно описал. Т.е. супертяж и ЯЭДУ - 
то только для всяких научных баз типа антарктических и опытных производств. Ну и можно ещё транспортировать что-то суперценное, типа антивещества и редкозёмов. О цветной металлургии даже не думайте - там уже сотни тысяч тонн! И ещё, vlad7308 хорошо сказал: если у нас куча дешёвой энергии, то зачем нам что-то ещё добывать в космосе? Земля - самая массивная планета в своей группе. Тут всё есть, нужна только энергия. Там, наверху, если и будем что-то добывать, то только для местных нужд!