Ветряные электростанции на Марсе и других планетах

[Tiger]

Чтобы это узнать, и вообще, есть ли на Марсе ветер у полюсов зимой и какой, и будет ли его достаточно для работы ветряков, надо, что "Феникс" проработал зиму как метеостанция.

Смысл в том, что Феникс оборудован метеостанцией постольку поскольку - он ведь был предназначен для другого. И решал другие научные задачи. Я идею ветряка в целом одобряю, но в три этапа: 1) метеосеть на Марсе; 2) Экспериментальная установка на лендере, который не будет делаться в столь же сжатые сроки и суммы, как "Феникс"; 3) Рабочая установка, если все срастется.

[fan2fan]

Насчет конструкций: не обязателен классический ветряк с пропеллером вроде вентилятора, выпускаются также и виндроторы с многоярусным вертикальным размещением (генератор внизу). Например - http://www.enecsis.ru/ . Не знаю, годится ли для Марса (т.е. как влияет малое давление атмосферы)

[Виктор Левашов]

Насчет конструкций: не обязателен классический ветряк с пропеллером вроде вентилятора, выпускаются также и виндроторы с многоярусным вертикальным размещением (генератор внизу). Например - http://www.enecsis.ru/ . Не знаю, годится ли для Марса (т.е. как влияет малое давление атмосферы)

Интересная мысль. Но как такую башню на Марс доставить и установить? Обычный ветряк с раздвижными лопастями и телескопической мачтой - это ещё куда не шло.
ИМХО.

[fan2fan]

Астронавты с гайками смонтируют :-)
Но вообще не факт, что виндротор лучше для Марса - при малых скоростях ветра пропеллер выгоднее, судя по их же графику

[Виктор Левашов]

Но вообще не факт, что виндротор лучше для Марса - при малых скоростях ветра пропеллер выгоднее, судя по их же графику

Интересный график. Спасибо.
До 5 м/с - вообще практически ноль, это при земном давлении. И до 7 м/с - виндротор и ветряк идут одинаково.
Только в случае ураганного ветра - виндротор еще работает, а ветряк при 24 м/с ломается?  :shock:
Слушайте, а ведь у виндротора есть перспективы для плантет с буйными атмосферами.
Интересно, на Венере и спутниках Юпитера и Сатурна сильные ветры дуют?  :roll:

[pkl]

Аааа... а на каких спутниках Юпитера ветры?

[Виктор Левашов]

Аааа... а на каких спутниках Юпитера ветры?

Не знаю. На Ганимеде, скажем, какая разница температур есть:

Поверхность Ганимеда испытывает резкие температурные контрасты. В приэкваториальных широтах после полудня температура поднимается до 160К (-113С), опускается до 120К на закате и быстро падает после заката солнца до 85-90К. На полюсах, где солнце стоит низко над горизонтом, даже дневные температуры не поднимаются выше 120К.

http://www.allplanets.ru/solar_sistem/jupiter/Ganymede.htm
Значит и ветры должны быть.

[Tiger]

Не знаю. На Ганимеде, скажем, какая разница температур есть:
http://www.allplanets.ru/solar_sistem/jupiter/Ganymede.htm
Значит и ветры должны быть.

По вашей же ссылке:

Выбивание молекул водяного пара и их фотодиссоциация под действием солнечного ультрафиолета приводят к появлению эфемерной атмосферы Ганимеда, состоящей в основном из молекул кислорода. Ее интегральная плотность составляет всего 10^14 - 10^15 молекул на квадратный сантиметр. Для сравнения, в одном кубическом сантиметре воздуха при нормальных условиях (0С, 1 атм.) содержится 2.68 * 10^19  молекул (таким образом, чтобы атмосфера Ганимеда имела плотность, сравнимую с плотностью земного воздуха, ее всю придется сжать в слой толщиной ~0.4 мкм).

[Iltis]

при такой атмостфере ничего же крутиться не будет.  сила трения все съест.  извините, но без  "классических" способв энергоснабжения  ничего не получится.

[SS-20]

Ветряк на Марсе однозначно не пойдет. А вот параболическое зеркало с двигателем Стирлинга может быть весма конкурентным, по сравнению с монокристаллическими СБ. В районе Калифорнии (США) был получен общий КПД~30%. Что практически не уступает КПД СБ. Единственный минус меньшая надежность механики и ее вес. Но если говорить о производстве "на месте", то паровой двигатель Стирлинга произвести проще, чем монокристаллические СБ и устройства очистки их от марсианской пыли.

[Дмитрий Виницкий]

Марс - далеко не Калифорния

[В А Д И М]

не, господа... сначала нужно определиться - либо на Марсе атмосфера жидкая, либо ураганы с ветрогенераторами...  

[SAV]

Ветряк на Марсе однозначно не пойдет. А вот параболическое зеркало с двигателем Стирлинга может быть весма конкурентным, по сравнению с монокристаллическими СБ. В районе Калифорнии (США) был получен общий КПД~30%. Что практически не уступает КПД СБ. Единственный минус меньшая надежность механики и ее вес. Но если говорить о производстве "на месте", то паровой двигатель Стирлинга произвести проще, чем монокристаллические СБ и устройства очистки их от марсианской пыли.

Почему-то мне кажется, что будет не проще, а труднее. Как сделать паровой двигатель, не имея металлургии, станочного парка, литья? Хотя бы сделайте простой шариковый подшипник или проточите поршень с цилиндром. Сделайте кольца, шестерни или всякие там трубки и т.д. А электрогенератор где взять, тоже намотать из проволоки (Аl, Cu) полученной из местного сырья? Волочильный станок нужен и производство лака. А заодно выплавить и прокатать пластины для ротора и статора из сплавов железа содержащие нужные проценты кремния.  :wink:
Не... я бы за такое не взялся.

Производство СБ требует сырья и 2-3 простых установок размером с письменный стол, которые можно привести с собой.

[Iltis]

Производство СБ требует сырья и 2-3 простых установок размером с письменный стол, которые можно привести с собой.

зная о чем говорю, утверждаю - это нет так!
и чем выше требования к качеству и эффективности батарей, тем сложнее технология.  если например хочется сделать 3х каскадные СБ (да даже и high-end кремниевые), то требуется нормальное микроэлектронное производство с чистыми комнатами.

не говоря уже и требованиях к чистоте сырья.

отчасти поэтому есть всего лишь несколько фирм делающих СБ для космоса.

[SAV]

Производство СБ требует сырья и 2-3 простых установок размером с письменный стол, которые можно привести с собой.

зная о чем говорю, утверждаю - это нет так!
и чем выше требования к качеству и эффективности батарей, тем сложнее технология.  если например хочется сделать 3х каскадные СБ (да даже и high-end кремниевые), то требуется нормальное микроэлектронное производство с чистыми комнатами.

не говоря уже и требованиях к чистоте сырья.

отчасти поэтому есть всего лишь несколько фирм делающих СБ для космоса.

Это действительно так на земле при массовом производстве.
В космосе производство будет малосерийное. Достаточная производительность в несколько десятков штук отдельных элементов за производственный цикл.
Поэтому чистые комнаты не потребуются, а если потребуются, то это будут вакуумированные комнаты (специфика космоса, однако).
Здесь очевидно будут применяться полностью автоматические малогабаритные комплексы, работающие как стиральные машины по принципу: «Засыпал сырье, включил и забыл».
Понятное дело, что предварительно вся технологическая цепочка должна быть заточена под конкретное местное сырье.

Меня здесь больше беспокоит микрогравитация, еще мало исследовано. Но к Марсу и Луне это не относиться.

[Iltis]

Это действительно так на земле при массовом производстве.
В космосе производство будет малосерийное. Достаточная производительность в несколько десятков штук отдельных элементов за производственный цикл.
Поэтому чистые комнаты не потребуются, а если потребуются, то это будут вакуумированные комнаты (специфика космоса, однако).
Здесь очевидно будут применяться полностью автоматические малогабаритные комплексы, работающие как стиральные машины по принципу: «Засыпал сырье, включил и забыл».
Понятное дело, что предварительно вся технологическая цепочка должна быть заточена под конкретное местное сырье.

Меня здесь больше беспокоит микрогравитация, еще мало исследовано. Но к Марсу и Луне это не относиться.

а вот меня больше всего беспокоит заявление "Здесь очевидно будут применяться ".
это как то нифига не очевидно.  ВЫ  в курсе сколько шагов насчитывает процесс изготовление СБ? что з начит малосерийное производство? Вы в курсе как меняется стоимость единицы продукции при малосерийном производстве? подозреваю, что дешевле будет делать на земле и притом возить на орбиту поштучно.

что значит местное сырье? оксиды железа на Марсе?  мне пока трудно себе представить как из них сделается чтото для фотовольтаики. да , еще откуда энергию для производства брать будем? припрем ядерный реактор? или тоже соберем в стиральной машине?

ладно, фиг с ним, сделали.... а кто их все вместе соединять будет?  Клеить стекла,  сортировать по классам, приваривать эл. проводники, монтировать панель?  стиральная машина получится весьма большой.

конечно, если это  планы 2350 года, то все возможно, но "только жить в это время чудесное ,уж не прилется ни мне, ни тебе..".
в ближайшее время придется  все делать на Земле. С нормальной гравитацией

[SAV]

Я понимаю, что есть объективные трудности. Но многое связано с несовершенством технологии, которая находиться еще на этапе своего развития и научного поиска.
Приведу пример из другой области.
Знаете, я в 70-80 е годы занимался цветной фотографией, как для позитивных процессов, так и для негативных. Кто знает, тому не надо объяснять насколько это было не простое дело. Обработка цветной пленки в нескольких растворах, с выдержкой температуры, потом фотопечать на цветной бумаге с цветокоррекцией, когда каждый цикл обработки одного листа бумаги требовал нескольких операций. На получение одной фотографии уходил как минимум целый час. Уже при белом свете выяснялось, что получилось гадко и надо что-то менять. В общем, для получения всего одной качественной фотографии мороки было много.
Потом в 90-е появились компактные машинки, которые ставили на каждом углу, где без мороки для потребителя и для оператора получались фотографии весьма хорошего качества. А разве сама технология цветной фотографии изменилась принципиально? Нет. Просто сделали автоматы, которые как раз и работали по тому самому принципу: «Заправил, включил, покурил, получил готовый продукт».
Я не вижу технических проблем, чтобы сделать подобное и при производстве фотоэлементов.
Сырье на Марсе?
Кварцевый песок.
Засыпал ведро песка в приемный бункер, поместил в приемные контейнеры остальные добавки и материалы – получил за производственный цикл, скажем квадратный метр фотоэлементной пленки.
Причем простота технологии и доступность сырья, а не эффективность (КПД) может стать главным фактором при выборе типа фотоэлементов для производства на Марсе. Вряд ли это будут элементы на основе селенида меди, индия и галлия или арсениде галлия. Откуда редкие земли взять на Марсе?

Технологические проблемы существуют еще и оттого, что нет широкого рынка, а отсюда низкая конкуренция и недостаточная борьба за снижение себестоимости. В основном ведется борьба за внедрение новых материалов и новых технологий, а не упрощения уже существующих.
Сейчас 10-15 производителей держат весь рынок производства фотоэлементов. Среди них киевский завод Квазар - примерно 7% мирового производства фотоэлементов. Почти вся продукция поставляется в Европу. Почему не в Украину или Россию? А здесь дешевле получать энергию традиционным способом (газ или АЭС). Когда газа не станет, как раз и доведут технологию производства фотоэлементов до предельной в производственном смысле простоты. Потому как потребуется штамповать СБ как сосиски.

[Iltis]

хорошее на первый взгляд сравнение с прогрессом цветной фотографии имеет один мелкий изъян: процесс на самом деле стал намного сложнее. просто часть операций перенесли в область, невидимую конечному пользователю.  Тем  самым кажется что все стало проще - бумагу заложджил, карточку c цифровой фоткой или все еще пленку ыложил, кнопку нажал и вперед.
но!:  это все таже фотобумага что и 20 лет назад? ее же надо делать.... это НЕ сырье, а отдельный и весьма технологически (изготовление бумаги + химия) сложный процесс, хим растворы должны быть приготовлены заранее ( они тоже не те,что 20 лет назад) про энергопотребение я даже и вспоминать не буду.  так что кажущеес\я упрощение это обман.

 по поводу СБ . ну пусть из кремния.  пусть даже уже есть чистый кремний (лень описывать детали хим процесса производства кремния. для производства СБ надо: метал для контактов - алюминий, серебро,  для травлени материала -  формирование приборов на плоскости - кислоты, вода  , ну или  ядовитые газы если травить сухим способом. для противоотражающего покрытия - газы  - силан, кислород.  и опять же дофига энергии.  

я не спобю, кагда нибудь  будет все, но точную дату назвать..... мы говорим скорее о фантастике.

Технологические проблемы существуют еще и оттого, что нет широкого рынка, а отсюда низкая конкуренция и недостаточная борьба за снижение себестоимости. В основном ведется борьба за внедрение новых материалов и новых технологий, а не упрощения уже существующих.

это нет так. борьба ведется за все. продукт должен быть одновременно и хорошим и дешевым.  капитализм в чистом виде....

Сейчас 10-15 производителей держат весь рынок производства фотоэлементов. Среди них киевский завод Квазар - примерно 7% мирового производства фотоэлементов.

не совсем так. на рынке этом сейчас гигагнтская конкуренция, и ситуация может меняется   каждый месяц. очень сильно растет китай.   как только уйдет один производитель - мнговенно появится другой.


про завод же квазар (не умаляя его заслуг) - сомеваюсь я сильно про 7% мирового производства СБ.  
7% это очень много - они гарантиованно стольно не делают. По крайней мере те партнерские фирмы которые у них на страничке упомянуты крупными никак не являются.
если найдете мне данные сколько они производят в год - по площади или по мощности, я берусь оценить их вклад и мировое производство. :)

[SAV]

по поводу СБ . ну пусть из кремния.  пусть даже уже есть чистый кремний (лень описывать детали хим процесса производства кремния. для производства СБ надо: метал для контактов - алюминий, серебро,  для травлени материала -  формирование приборов на плоскости - кислоты, вода  , ну или  ядовитые газы если травить сухим способом. для противоотражающего покрытия - газы  - силан, кислород.  и опять же дофига энергии.  

На Марсе очевидно есть алюмосиликаты в виде глины. Но производство алюминия может и не понадобиться. Для СБ надо ведь совсем немного алюминия вполне может подойти, что-то из отработанные узлов посадочных ступеней. Хотя там применяются алюминиевые сплавы, но это уже детали. Серебро это уже проблема.  Кислород будет, потому как без него никак не обойтись. Кислота? Да надо иметь производство кислот. Хотя и в небольших масштабах.
Но кислоты нужны в любом случае. Без них невозможно, например производство многих привычных веществ. В общем, это очень широкая тема.
Может лучше уйти в тему «Перспективные СБ для межпланетных (и не только) аппаратов» если говорить только о СБ или еще лучше открыть отдельную ветку о химических технологиях в космосе?
Поскольку здесь мы несколько ушли в сторону.
Ведь изначально спор был о том, что проще сделать на Марсе - паровой двигатель или солнечные элементы?
Хотелось бы узнать мнение по этому поводу.

про завод же квазар (не умаляя его заслуг) - сомеваюсь я сильно про 7% мирового производства СБ.
7% это очень много - они гарантиованно стольно не делают.

Я взял отсюда, правда публикация газетная.
http://www.bellona.ru/russian_import_area/energy/renewable/35098

[Iltis]

начну с цитаты:

The most recent numbers available for total PV silicon production worldwide are 6,000 tons in 2003, from an IEA report on the agency's Photovoltaic Power Systems Program. Europe and the U.S.

(http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/story?id=22425)

считаем: 35/6000 = 0,006 т.е. 0.6%  от мирового произвосдтва кремние для СБ произвел Квазар в 2003 году.  сейчас же производится наамного больше (цифры на глаза не попалось, а долго искать лень)

по поводу производсьтва СБ в космосе  - сказки это.
из того что может быть использовано  это наверно лишь структуры кот. могут себя вопроизводить сами.  (какое нибудь нано-био)

в это я готов поверить.
все то что делает человек  при помощи технологий - искуственно, сложно, и требует гигантских затрат.