Орбитальные солнечные электростанции

[vlad7308]

pkl пишет:
Увы, к СЭС и ВЭС очень большие вопросы насчёт рентабельности.

есть такой довольно хороший индикатор для оценки рентабельности энерго-генерации - EROEI
это соотношение полученной энергии к затраченной.

для современных ВЭС он примерно равен 15-20
для СЭС - около 3-6
для ГЭС - до 100
для угольных ТЭС - около 80
для современных АЭС - 30-50, в перспективных - до 100

и в общем-то принято считать, что генератор с EROEI меньше 10 - это очень плохой генератор для базовой генерации

[Художник]

Shestoper пишет:

Художник пишет:
 космические СЭС нерентабельны в принципе.

Не в принципе, а при существующих средствах выведения.
Работа на ГСО повышает эффективность СЭС в 2-4 раза (с учетом потерь на передачу). Если выведение будет удорожать СЭС не более, чем в 2 раза - космические СЭС станут эффективнее земных.

На каком основании такие заявления, расчёты в студию.

Вопросы для затравки, начальный минимум (только начало, для определения целесообразности собственно дальнейшей экспертизы проекта) при составлении технико-экономического обоснования (ТЭО) проекта:

Какой КПД передачи электронным лучом с ГСО?
Каков ресурс передатчиков и приёмников?
Существуют ли такие передатчики и приёмники?
Стоимость передатчиков и приёмников?
Каков тип, стоимость и долговечность солнечных панелей?
Временной график снижения КПД? 
Какова надёжность генераторов и приёмников?
Необходимость обслуживания и регламент обслуживания оборудования на ГСО?
Наличие технической возможности обслуживания оборудования на ГСО?
Каков необходимый забрасываемый вес на ГСО?
Стоимость выведения на ГСО?
Срок активного существования комплекса на ГСО?
Стоимость комплекса всего оборудования на ГСО?
Есть ли технические возможности выведения на ГСО спутников в дополнение к существующим в мире космическим программам?
Каковы первоначальные капитальные вложения?
Каков период от начала инвестиций до получения первого потока энергии?
Кто выступит гарантом финансирования?
Предполагаемые источники финансирования?
Предполагаемые механизмы страхования финансовых рисков?

Ответите на вопросы, и сами поймёте, что вернуться к такой идее можно будет лет через 100   

[vlad7308]

пришел поруч.. Художник и все испортил

[Myth]

vlad7308 пишет:
а при чем тут буксир?

Музыкой навеяло

[Shestoper]

Художник пишет:
На каком основании такие заявления, расчёты в студию.

Данные неоднократно приводились в этой теме. Повторю кратко ещё раз, потому что я очень добрый.

Художник пишет:
Какой КПД передачи электронным лучом с ГСО?

40-60% в разные проектах.

Художник пишет:
Каков ресурс передатчиков и приёмников?
Существуют ли такие передатчики и приёмники?
Стоимость передатчиков и приёмников?

Есть такая штука, называется магнетрон. По ним в сети куча информации.

Художник пишет:
Каков тип, стоимость и долговечность солнечных панелей?
Временной график снижения КПД?

Есть варианты.
1) Производство батарей на Земле из дешевого кремния.
2) Производство батарей с концентраторами из дорогого, но радиационно стойкого и обладающего высоким КПД арсенида галлия.
3) Производство СБ с низким КПД по упрощенной технологии из лунного грунта.
4) Использование турбомашинного цикла.

Художник пишет:
Каков необходимый забрасываемый вес на ГСО?

Зависит от мощности. Для разных вариантов конструкции СКЭС - порядка 2-10 тысяч тонн на ГВт.

Художник пишет:
Стоимость выведения на ГСО?

200-300 долларов/кг при использовании электромагнитного ускорителя.

Художник пишет:
Каковы первоначальные капитальные вложения?
Каков период от начала инвестиций до получения первого потока энергии?

Порядка 200-300 миллиардов $ в течении 10-15 лет.

Художник пишет:
Предполагаемые источники финансирования?

Межгосударственный проект стран БРИК.

Художник пишет:
Ответите на вопросы, и сами поймёте, что вернуться к такой идее можно будет лет через 100

Можно будет и через 1000. Можно и вообще не возвращаться.
Идея технически реализуема в течении ближайших 20-30 лет.
В случае продолжения технического прогресса человечества острая необходимость в СКЭС возникнет через 70-100 лет.
Но можно и в пещеры, я не настаиваю.

[vlad7308]

Shestoper пишет:
Идея технически реализуема в течении ближайших 20-30 лет.

сомневаюсь, что она технически реализуема даже через 100 лет
если бы микроволновая передача энергии с ГСО на Землю была такой простой, эффективной и дешевой, не было бы никаких проблем с электропитанием КА любой потребной мощностью с Земли
и локальных линий электропередач на самой Земле тоже бы не было - нафига, если можно волшебную "ректенну" воткнуть на каждый дом?

кстати, как Вы собираетесь вашу ГСО СКЭС ориентировать на Солнце?
если никак, то ее эффективность автоматически падает примерно вдвое
а если собираетесь, смело умножайте потребный вес и сложность конструкции на n, где n >> 2

Shestoper пишет:
В случае продолжения технического прогресса человечества острая необходимость в СКЭС возникнет через 70-100 лет.
Но можно и в пещеры, я не настаиваю.

"или СКЭС, или в пещеры" - классический случай так называемой "ложной дихотомии"
крокодил либо зеленый, либо на запад

[Димитър]

vlad7308 пишет:
если бы микроволновая передача энергии с ГСО на Землю была такой простой, эффективной и дешевой, не было бы никаких проблем с электропитанием КА любой потребной мощностью с Земли
и локальных линий электропередач на самой Земле тоже бы не было - нафига, если можно волшебную "ректенну" воткнуть на каждый дом?

Идея интересная! Вот только надо построить передающую антенну диаметром в несколько километров. И на каждом спутнике - тоже антенна в километр (Это для ГСО). На ЛЕО принимающие антенны будут намного меньше, но спутник будет быстро пролетать над наземной антенной и скрываться за горизонт. 
Кстати, питание спутников с Земли можно осуществить лазером! Уже существуют достаточно эффективные приемники и передатчики - в теме обсуждалось.

Предложение воткнуть несколькокилометровую ректену в каждый дом комментировать не буду ...

[Shestoper]

vlad7308 пишет:
если бы микроволновая передача энергии с ГСО на Землю была такой простой, эффективной и дешевой, не было бы никаких проблем с электропитанием КА любой потребной мощностью с Земли

Уже ответили. Дело в апертуре антенны, которая может обеспечить достаточно узкий пучок. Для передачи на ГСО она должна измеряться минимум в сотнях метрах, лучше в километрах (и все равно нужна ректенна сравнимого размера). Поэтому каждая антенна должна обслуживать электростанцию гигаваттного класса.

Для межпланетной передачи микроволн по той же причине имеют смысл СКЭС только петаваттного класса, размеры антенн должны измеряться в тысячах км.
Правда есть альтернатива - передача лазером. Или от околосолнечной СКЭС до околоземной орбиты лазером, а потом промежуточная станция преобразует энергию с радиоволны и передает на Землю.
Лазер сильнеее поглощается атмосферой, особенно облаками. C другой стороны, лишнее преобразование = лишние потери энергии.

vlad7308 пишет:
"или СКЭС, или в пещеры" - классический случай так называемой "ложной дихотомии"
крокодил либо зеленый, либо на запад

Или использование термояда (в реакторах или от Солнца), причем основные мощности не на Земле, или дальнейший рост энергетики невозможен. Это факт. Все прочие источники энергии при современных темпах развития энергетики будут исчерпаны за 50-200 лет.

[vlad7308]

 Димитър пишет:

vlad7308 пишет:
если бы микроволновая передача энергии с ГСО на Землю была такой простой, эффективной и дешевой, не было бы никаких проблем с электропитанием КА любой потребной мощностью с Земли
и локальных линий электропередач на самой Земле тоже бы не было - нафига, если можно волшебную "ректенну" воткнуть на каждый дом?

Идея интересная! Вот только надо построить передающую антенну диаметром в несколько километров. И на каждом спутнике - тоже антенна в километр (Это для ГСО). На ЛЕО принимающие антенны будут намного меньше, но спутник будет быстро пролетать над наземной антенной и скрываться за горизонт.

насколько мне известно, технологического демонстратора, подтверждающего возможность экономически разумной передачи электроэнергии посредством микроволн на мало-мальски приличные расстояния, не существует. (Речь не о метрах или километрах, а о 36 тыс.км + атмосфера)
Сама концепция физике, разумеется, не противоречит, и эксперименты были. Но от физики, и даже от экспериментальной установки до работающего промышленного устройства - огромное расстояние, и оно очень часто не преодолевается никакими деньгами и усилиями.
Но это все детали.

Шестопер и пкл, разумеется, правы в том, что для поступательного прогресса цивилизации необходим рост потребления энергии. Но не следует забывать о том, что базовая генерация должна быть:
1. компактна
2. дешева (в смысле цены вырабатываемой энергии)
3. надежна
4. легко масштабируема (и вверх, и вниз)

На текущем технологическом уровне ни одому из этих требований СКЭС не отвечает. И на уровне, достижимом в обозримом будущем - тоже.
Не отвечает им, кстати, и большинство модных нынче "возобновляемых источников", типа СЭС, ВЭС, биотоплива и тд.
Поэтому как нишевая и вспомогательная генерация они разумны, применимы и активно используются. А для базовой генерации, и тем более, базовой генерации будущего - не годятся.

[Shestoper]

vlad7308 пишет:
насколько мне известно, технологического демонстратора, подтверждающего возможность экономически разумной передачи электроэнергии посредством микроволн на мало-мальски приличные расстояния, не существует. (Речь не о метрах или километрах, а о 36 тыс.км + атмосфера)

Десятки кВт на километр уже передавали.
 http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%E5%F1%EF%F0%EE%E2%EE%E4%ED%E0%FF_%EF%E5%F0%E5%E4%E0%F7%E0_%FD%EB%E5%EA%F2%F0%E8%F7%E5%F1%F2%E2%E0
Уже летал вертолет, получающий энергию от луча.
Передача энергии на тысячи км с высоким КПД требует огромных антенн и поэтому в экспериментальных целях не проводилась - дорогая игрушка получится.
У коротких радиоволн есть диапазоны, для которых поглощение атмосферой минимальное.

vlad7308 пишет:
Но не следует забывать о том, что базовая генерация должна быть:
1. компактна
2. дешева (в смысле цены вырабатываемой энергии)
3. надежна
4. легко масштабируема (и вверх, и вниз)

Пункты 3 и 4 для СБ уже выполняются. Пункт 2 может быть выполнен при росте объемов производства и совершенствовании конструкции.
Пункт 1 не существенен для энергоснабжения стационарных объектов.

Но солнечные электростанции не смогут быть универсальным источником энергии в силу своих размеров и привязанности к Солнцу.
Для мобильных систем и удаленных от Солнца областей понадобятся другие источники энергии.
В дальней перспективе заменой или дополнением СКЭС может быть только термояд.
Сейчас сложно сказать, какой кВт будет дешевле через 200-300 лет - солнечный или термоядерный (при добыче гелия на газовых гигантах, лунного ненадолго хватит). Если термояд получится сделать существенно дешевле, то большого будущего у СКЭС нет. Если не получится - Солнце будет заменять реакторы, где только возможно.
Нужно учитывать, что важный недостаток солнечной энергии - низкую концентрацию - в будущем можно преодолеть перемещением СКЭС ближе к Солнцу. Такие СКЭC могут иметь высокую удельную мощность.

[vlad7308]

Шестопер, Вы, кстати, не ответили - Вы как собираетесь ориентацию СКЭС на Солнце поддерживать?

[vlad7308]

Shestoper пишет:

vlad7308 пишет:
насколько мне известно, технологического демонстратора, подтверждающего возможность экономически разумной передачи электроэнергии посредством микроволн на мало-мальски приличные расстояния, не существует. (Речь не о метрах или километрах, а о 36 тыс.км + атмосфера)

Десятки кВт на километр уже передавали.
 http://ru.wikipedia.org/wiki/%C1%E5%F1%EF%F0%EE%E2%EE%E4%ED%E0%FF_%EF%E5%F0%E5%E4%E0%F7%E0_%FD%EB%E5%EA%F2%F0%E8%F7%E5%F1%F2%E2%E0
Уже летал вертолет, получающий энергию от луча.

вот-вот, об этом я и говорю

Shestoper пишет:

vlad7308 пишет:
Но не следует забывать о том, что базовая генерация должна быть:
1. компактна
2. дешева (в смысле цены вырабатываемой энергии)
3. надежна
4. легко масштабируема (и вверх, и вниз)

Пункты 3 и 4 для СБ уже выполняются. Пункт 2 может быть выполнен при росте объемов производства и совершенствовании конструкции.
Пункт 1 не существенен для энергоснабжения стационарных объектов.

существенен, ибо "компактность" - это цена и ресурсоемкость.
удельная мощность генератора должна быть достаточно высока, иначе он дорог и неудобен

Shestoper пишет:
Сейчас сложно сказать, какой кВт будет дешевле через 200-300 лет - солнечный или термоядерный (при добыче гелия на газовых гигантах, лунного ненадолго хватит).

дался Вам этот гелий на газовых гигантах
забудьте
эта идея еще более сумасшедшая и излишняя, чем СКЭС

[Shestoper]

vlad7308 пишет:
существенен, ибо "компактность" - это цена и ресурсоемкость.
удельная мощность генератора должна быть достаточно высока, иначе он дорог и неудобен

А что, 0,5 кВт/кг для СБ - намного хуже, чем удельная мощность ДВС?

vlad7308 пишет:
дался Вам этот гелий на газовых гигантах
забудьте
эта идея еще более сумасшедшая и излишняя, чем СКЭС

Без гелия интенсивность нейтронных потоков значительно удорожит эксплуатацию реактора.

[vlad7308]

Shestoper пишет:

vlad7308 пишет:
существенен, ибо "компактность" - это цена и ресурсоемкость.
удельная мощность генератора должна быть достаточно высока, иначе он дорог и неудобен

А что, 0,5 кВт/кг для СБ - намного хуже, чем удельная мощность ДВС?

во первых, вы сначала получите устройство с такими характеристиками за вменяемые деньги (не фото-пластину, а все вместе - раму, преобразователи, сервоприводы и тд и тп)
во вторых, зачем нам энерго-генератор для светлого будущего с удельной мощностью ДВС?

Shestoper пишет:

vlad7308 пишет:
дался Вам этот гелий на газовых гигантах
забудьте
эта идея еще более сумасшедшая и излишняя, чем СКЭС

Без гелия интенсивность нейтронных потоков значительно удорожит эксплуатацию реактора.

зато добыча гелия на газовых гигантах ее разумеется значительно удешевит

Т-Я реакторы либо будут работать на том, что есть, либо не будет никаких Т-Я реакторов

[vlad7308]

и в третий раз спрашиваю - как Вы собираетесь поддерживать ориентацию СКЭС на Солнце?

[Shestoper]

vlad7308 пишет:
и в третий раз спрашиваю - как Вы собираетесь поддерживать ориентацию СКЭС на Солнце?

Если туго доходит - мне не лень повторить.
На ГСО - вращением станции вокруг оси с периодом 24 часа. Ориентированная на Землю антенна должна быть подвижна относительно станции. У неё будет огромная масса, но нужно только раз раскрутить и потом парировать микровозмущения.

vlad7308 пишет:
зато добыча гелия на газовых гигантах ее разумеется значительно удешевит

заменять корпус активной зоны каждые полгода и захоранивать радиоактивные конструкции (наведенная активность ) - тоже удовольствие сомнительное

[vlad7308]

Shestoper пишет:
Ориентированная на Землю антенна должна быть подвижна относительно станции.

и как именно это должно быть реализовано?
механически?
я, собственно, спрашивал именно об этом

Shestoper пишет:
заменять корпус активной зоны каждые полгода и захоранивать радиоактивные конструкции (наведенная активность ) - тоже удовольствие сомнительное

а почему Вы решили, что кто-то будет это делать?

[Ded]

Shestoper пишет:

vlad7308 пишет:
существенен, ибо "компактность" - это цена и ресурсоемкость.
удельная мощность генератора должна быть достаточно высока, иначе он дорог и неудобен

А что, 0,5 кВт/кг для СБ - намного хуже, чем удельная мощность ДВС?

vlad7308 пишет:
дался Вам этот гелий на газовых гигантах
забудьте
эта идея еще более сумасшедшая и излишняя, чем СКЭС

Без гелия интенсивность нейтронных потоков значительно удорожит эксплуатацию реактора.

А с гелием-3 значительно поднимет температуру для начала реакции... Что тоже не благотворно.

[Художник]

vlad7308 пишет:

Shestoper пишет:
Идея технически реализуема в течении ближайших 20-30 лет.

сомневаюсь, что она технически реализуема даже через 100 лет
если бы микроволновая передача энергии с ГСО на Землю была такой простой, эффективной и дешевой, не было бы никаких проблем с электропитанием КА любой потребной мощностью с Земли

Совершенно справедливо. Этого никак не хотят услышать (про понять,  пока не говорим, УСЛЫШАТЬ не хотят)
апологеты "орбитальных электростанций".

Мне конечно правильно написали, "пришёл поручик Ржевский и всё опошлил", но ей богу, невозможно долго терпеть ну полную дурь. Даже как бы не хочется чьей то мечте крылья подрезать, но что поделаешь, наш мир есть реальность, есть законы мироздания, и если мысль человека им противоречит, значит неправильна мысль, идея.

Ну нет систем передачи СВЧ энергии с ГСО через 40 км атмосферы земли. Ну их в принципе не существует.

Фантастика. фантом. чьё то болезненное воображение.

[Ded]

Художник пишет:

vlad7308 пишет:

Shestoper пишет:
Идея технически реализуема в течении ближайших 20-30 лет.

сомневаюсь, что она технически реализуема даже через 100 лет
если бы микроволновая передача энергии с ГСО на Землю была такой простой, эффективной и дешевой, не было бы никаких проблем с электропитанием КА любой потребной мощностью с Земли

Совершенно справедливо. Этого никак не хотят услышать (про понять,  пока не говорим, УСЛЫШАТЬ не хотят)
апологеты "орбитальных электростанций".

Мне конечно правильно написали, "пришёл поручик Ржевский и всё опошлил", но ей богу, невозможно долго терпеть ну полную дурь. Даже как бы не хочется чьей то мечте крылья подрезать, но что поделаешь, наш мир есть реальность, есть законы мироздания, и если мысль человека им противоречит, значит неправильна мысль, идея.

Ну нет систем передачи СВЧ энергии с ГСО через 40 км атмосферы земли. Ну их в принципе не существует.

Фантастика. фантом. чьё то болезненное воображение.

Причем идея живет долго.
Правда, некоторые написав "наноантенны" или "ректенны" почему-то думают, что этим решили вопрос.