Про электроэнергию из космоса и что тут новенького

За последнее время наткнулся на достаточно много новой информации по солнечным батареям и их применениям. Просто хотя и косвенно все это связано с освоением космического пространства ну и с тематикой авиафорума, поэтому решил поделиться .

Итак. Какие на мой взгляд за последнее время произошли интересные события.

В прошлом году был найден
См например http://www.trnmag.com/Stories/2004/0...un_042104.html
А сама работа вот
http://www.lbl.gov/Science-Articles/...iconductor.pdf
новый эффективный матерьял для солнечных панелей. Матерьял который довольно дешево производить( тут была поправленная опечатка про кремний , но все равно дешевый матерьял) и самое главное позволяет иметь очень высокую эффективность 50 % утилизации мощности падающего света.

По сути он в три раза увеличивает эффективность используемых солнечных батарей, чья эффективность ( КПД) сейчас – для кремниевых батарей - составляет 15 процентов. в статье есть оценка того, что панели с использованием нового матерьяла появяться в течении трех лет.

Ну а почему это интересно кроме как так сказать само по себе.

Если же поглядеть на публикации о возможности использования солнечной энергии с учетом так скажем оценок на 15 процентов ( ну с оптимизмом заглядывая в будущее до 2020 года мечтали о 35 и тд процентах  )

http://www.worldenergy.org/wec-geis/...ess/4_1_33.asp

http://www.uh.edu/admin/media/nr/102...wer100702.html
http://www.aip.org/tip/INPHFA/vol-8/iss-2/p12.pdf

те фраза звучала по ссылке так
LSP ( The Lunar Solar Power System) is practical with 1980s technology and a low overall efficiency of conversion of sunlight to Earth power of ~0.15%. Higher system efficiencies, = 35%, are possible by 2020, and greater production efficiencies sharply reduce the scale of production processes and up-front costs. An LSP System with 35% overall efficiency will occupy only 0.15% of the lunar surface and supply 20,000 GWe to Earth.

перевод -
описанная лунная электростанция вполне может быть практически реализуемой и окупаемой с использованием даже старых технологий 80 ч годов с эффективностью солнечных батарей 15 процентов. При эффективности в 35 процентов которые будут возможны к 2020 году с учетом других технологических улучшений уменьшит цену и необходимые усилия на постройку подобной систем. солнечная станция с 35 процентной эффективностью займет лишь 0.15процента территории луны и обесепечивать мощность 20 000 Гигаватт (те
по статье обеспечивала бы все население земли достаточной энергией, чтобы жить хорошо ;) )

вот те эти ссылки - если кто не читает по английски -

статьи по исследования возможности строительства лунных электростанций.
Причем с оценкой того, что в принципе лунные электростанции в состоянии обеспечивать дешевой электроэнергией все население земного шара к 2050 году,– обеспечивая ВСЕМ очень хорошее матерьяльное благополучие те на уровне развитых западных стран. Я думаю интересно почитать статьи – хотя по этой теме было опубликовано куда больше – но думаю google вам поможет если заинтересуетесь.

Вообще то про энергию от солнца у нас еще в 1991 году была издана книжка Бурдаков Электроэнергия из космоса.
Вот видимо почитав эту книжку японцы в 2001 году придумали вот что

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/c...s/220/38.shtml
это на русском. Я думаю оценки у них были в принципе такими же консервативными - вида эффективность панелей ну максимум 35 процентов а так 15 -25.. ну кто мог подумать, что так скоро будет сделан прорыв в области солнечных батарей.
но даже и тогда - выходило, что в принципе хотя дороже - но вполне нормально стоит солнечная энергия ( да кстати.. тут я не знаю ведь если учесть фактор - не одна станция а много - то тогда пожалуй цена все равно упадет... закон массовго производства ;) )

Вот но по сути идея спутника электростанции – я думаю становиться еще более реальной теперь…тк одно из важных ограничений по возможностям панелей оно передвинуто в область более оптимистических значений

Вообще то говоря просто повышение кпд солнечных батарей видимо приведет к довольно интересным сдвигам в отдаче от использования обычных спутников.
Но это не столь глобально :) . Главное, мне кажеться,что есть действительно подход , как много раз тут обсуждаемая проблема исчерпания невозобновляемых ресурсов , может быть аккуратно разрулена в будущем.

>Сейчас цена выработки электроэнергии в космосе составит 23 йены/Вт·ч, по сравнению с девятью йенами для современных тепловых или ядерных станций, но, по утверждению Такеноучи, «пути снижения издержек рассматриваются».

Я так понимаю, это должно звучать как "На данный момент проектируемая на 2040 год цена выработки составит 23Y/Вт*ч"...

Цитата:

---

Сообщение от Maximus_G

>Сейчас цена выработки электроэнергии в космосе составит 23 йены/Вт·ч, по сравнению с девятью йенами для современных тепловых или ядерных станций, но, по утверждению Такеноучи, «пути снижения издержек рассматриваются».

Я так понимаю, это должно звучать как "На данный момент проектируемая на 2040 год цена выработки составит 23Y/Вт*ч"...

---

ccылка датирована мартом 2001 года. Так что видимо где то так и звучало. Те оценивали с точки зрения тогдашних представлений о ценах ;), хотя быть может был учет удешевление панелей - за 10 последних лет в среднем 4 процента в год ну может что то еще. Те загвоздка все таки остаеться - как они считали...
если они считали дорогие панели 35 процентов - а вместо них будут дешевые 50 процентов -то не исключено,что цена упадет и значительно ;)
и как раз я на это и рассчитываю - ну не могли они знать про то, что все куда куда может быть эффективнее и дешевле.


в общем :) по любому получаеться - что в целом какое то решение энергетических проблем будущего как одна из альтернатив высвечиваеться.

По-моему, ценовая проблема заключается не в панелях, а в большей степени - стоимости их вывода на орбиту...

2 Perf а как планируется энергию с Луны на Землю прередавать? Или все туда махнём:)? Что-то сумневаюсь я в практической реализации такой идеи.

Цитата:

---

Сообщение от Maximus_G

По-моему, ценовая проблема заключается не в панелях, а в большей степени - стоимости их вывода на орбиту...

---

редактирован текст -

нда это видимо так и скорее всего имеенно этим обусловлено относ на столь дальнии времена. Надежда на уменьшение массы основных элементов плюс появление соответсвующих носителей .
Те главная надежда связана с тем, что вес панелей уменьшиться - а там есть возможность маневра по тому же Бурдакову вес конструкции современных солнечных батарей 60 процентов. Он же тогда же прогнозировал, что конструкции на основе бора и углерода позволят уменьшить массу конструкции панелей в двое - но что то я до сих пор о таких подвижках не слышал. Хотя вот про то, что в лабораториях углеродные матерьялы нужных свойств уже получают - это да - такое есть - но появилось опять таки вот только в 2002 2003 годах
и вот как это будет внедряться пока вроде не совсем понятно... хотя цены на подобные матерьялы могут просто в течении очень короткого промежутка времени упасть катастрофически

вот ну в целом как бы многие состовляющие цены еще только стоит ждать когда наконец они себя проявят.

мне все таки кажеться, что даже первоначальная стоимость таки будет ниже оцененной японцами и даже ниже стоимости использования ископаемых источников энергии :)

вот ну и разумееться вот как бы тот фактор, что был как бы причиной постинга ;) - увеличение эффективности солнечных батарей уменьшит удельную стоимость массы - выводить надо меньше. Либо при той же массе - куда больше энергии. так что стоимость тут падает.

Цитата:

---

Сообщение от naryv

2 Perf а как планируется энергию с Луны на Землю прередавать? Или все туда махнём:)? Что-то сумневаюсь я в практической реализации такой идеи.

---

Передавать планируеться микроволновым излучением , так же как и в проекте японцев так же как и предлагал в свое время Бурдаков.

в общем по

http://www.worldenergy.org/wec-geis/...ess/4_1_33.asp


Те принципиальных проблем передачи энергии в виде этакого пространственного цилиндра нету.

Хотя да, чтобы это излучение не убивало живое - придеться делать довольно обширные приемники на земле


в общем как пишет автор лунной идеи

Earth-to-Moon power beams of near-commercial intensity are an operational reality.

а интенсивность энергии на земле будет ниже энергии солнечного света в ясный день в пять раз... так что - видимо не опасно для жизни.. хотя зоны приема тот же Бурдаков предлагал выносить в окраинные районы

Читаем Г.Гаррисона "Падающая звезда". Как раз про это.

А хватит ли на земле люминия или из чего они там собираются делать что-бы всю луну покрыть и хватит ли существующих на земле источников что-бы произвести все эти панели что-бы затем ими луну покрыть а хватит ли минералов что-бы построить построить в необходимом колличестве насители которые доставят всё это дело на луну. А на до ли будет всё это если к 2040 термояд скорее всего сделают. Вобщем помойму ни кто это делать небудет.

В плане материального обеспечения строительства подобного объекта, возможно, более перспективной была бы добыча необходимый материалов прямо на Луне. По крайней мере с железом там точно проблем быть не должно.

Другое дело - встает вопрос о метеоритной защите и обслуживании всего этого поля солнечных батарей. Площади там будут немаленькие, а при отсутствии атмосферы, микрометеориты будут повреждать солнечные батареи весьма регулярно. Так что скорее всего придется там держать и станцию с техперсоналом, работающим по вахтовому принципу.

Цитата:

---

Сообщение от albo

А хватит ли на земле люминия или из чего они там собираются делать что-бы всю луну покрыть и хватит ли существующих на земле источников что-бы произвести все эти панели что-бы затем ими луну покрыть а хватит ли минералов что-бы построить построить в необходимом колличестве насители которые доставят всё это дело на луну. А на до ли будет всё это если к 2040 термояд скорее всего сделают. Вобщем помойму ни кто это делать небудет.

---

покрывать собираються только доли процента луны, да как верно отметил Steel_Raven выгоднее добывать матерьялы на месте - что и собираюсть делать( ну по ссылкам они именно собираються на месте добывать и изготовлять панельки)

по поводу того, что существует метеорная опасность и тд, видимо они в курсе...

вот я бы добавил пока вот еще какую ссылку.

http://www.phillyspy.com/item.php?post_id=1774

выжимки -

На основании доклада Директора Института космических исследований
(Dr. David R. Criswell, Director, Institute for Space Systems Operations,
University of Houston and University of Houston-Clear Lake )

в процессе заслушивания в конгрессе соединенных штатов докладов
по проблеме национальной программы освоения Луны проходившее в конце 2003
года

(Senate Committee on Commerce, Science, and Transportation
Testimony of Dr. David R. Criswell: Senate Hearing on "Lunar Exploration" )

есть следующие положения

1) постройка солнечной станции на луне в базовой основе имеет ВСЕ
необходимые технологические посылки уже в виде работающих прототипов ( те
если уж и надо что то делать - то дорабатывать существующие технологии)

The Lunar Solar Power (LSP) System does not require basic new technological
developments. Adequate knowledge of the Moon and the essential technologies
have been available since the late 1970s to design, build, and operate the
LSP System

2) ценовая эффектиность
при развертывании системы обеспечивающей 20 тераватт энергии ( 0.15
процентов поверхности луны при 35 процентной эффективности солнечных
панелей) стоимость одного киловат час будет 1цент те в пять раз ниже
сегодняшних цен на электроэнергию.

When LSP provides 20 terawatts of electric power to Earth it can sell the
electricity at one-fifth of today's cost or ~1 ?/kWe-h.

что с этими цифрами делать... ну не знаю. Да тут есть тонкости а сколько
будет стоить построить такие системы...

но как бы :) мошенничество столь крупного массштаба исключено хотя бы
потому, что директору некоего центра в докладе сенату совсем уж бросаться
словами видимо не к лицу.

цена 1 цент за киловатт - я не знаю может быть на земле и было бы дешевле - пока же в пять раз дороже... а
вот на луне оказываеться можно :)
хотя чисто практически - чтобы окупать американцам предстоит всех других уговорить покупать эту самую энергию поскольку если вся инфраструктура окажеться у них, то просто по политическим соображениям скажем мы или китай с индией можем просто отказаться от их услуг, соотвественно себестоимость полезет вверх...
ну либо им придеться брать всех в долю при строительстве... а тут вопрос - а нам эээ нужно ;) ? мы можем и до 2100 подождать ;) ну и тд. Но все равно как идеи - на мой взгляд мысли с лунной энергетикой весьма любопытные

Да по поводу термояда - видимо его действительно когда то сделают ;) но сделают ли его к 2040 вот уж не знаю... не слыхал о таком :)

Народ,я занимаюсь проблемой микроэлектроники,а точнее,СВЧ транзисторов,с помощью которых и планируется "транспортировка" энергии,так вот,таких мощных транзисторов пока не существует(речь идёт о мощности 25-30 Вт/мм),всё,что мы можем на сегодня предложить-это 17Вт/мм,да и то при размере транзистора в 125микрон(17 Вт с учётом интреполяции).Так что бросьте обсуждать цены,на вывод солнечных батарей на орбиту и далее,а лучше оцените цену необходимого транзистора,а также,цену передающей и принимающей апаратуры.Для прикидки,скажу,что стоимость транзистора в 10Вт/мм-15-57$,а таких транзисторов нужно,ой как много... :р

Цитата:

---

Сообщение от Грач 24

Народ,я занимаюсь проблемой микроэлектроники,а точнее,СВЧ транзисторов,с помощью которых и планируется "транспортировка" энергии,так вот,таких мощных транзисторов пока не существует(речь идёт о мощности 25-30 Вт/мм),всё,что мы можем на сегодня предложить-это 17Вт/мм,да и то при размере транзистора в 125микрон(17 Вт с учётом интреполяции).Так что бросьте обсуждать цены,на вывод солнечных батарей на орбиту и далее,а лучше оцените цену необходимого транзистора,а также,цену передающей и принимающей апаратуры.Для прикидки,скажу,что стоимость транзистора в 10Вт/мм-15-57$,а таких транзисторов нужно,ой как много... :р

---

я вроде видел (текст поправлен - третья ссылка) цифры для энергии пучков в этом их проекте были 230 W/m2 те 0.023 Вт/мм или что то я путаю или
где была цифра 25-30 Вт/мм ?

На луне говорите они что-то будут строить и производить ну-ну . Космическая отрасаль на данный момент не облодает такими технолониями которые позволяют на поверхности луны построить завод площадью в нескоько километров, примерная площадь полноценного небольшого завода. Вы посматрите сколько денег и времени затрачено на строительство международной космической станции, а завод на луне это в несколько сот раз больше и сложнее. Я сейчас точно не помню но в голове крутится цифра что современая атомная электро станция вырабатывает где-то несколько ГВт/ч так-что 20ГВт которые они планируют незаменят всей энергетики земли, если я не ошибаюся с мощностью атомной электростанции канечноже, но даже если это не Гвт/ч а сотни МВт/ч это ничего принципиально нименяет. Лично моё мнение только термоядерная энергетика может реально в ближайшие 50лет заменить атомную. А к тому времени я надеюсь появятся техологи которые смогут сделать альтернативные источники энергии в полне конкурентными.

Цитата:

---

Сообщение от Perf

хотя чисто практически - чтобы окупать американцам предстоит всех других уговорить покупать эту самую энергию поскольку если вся инфраструктура окажеться у них, то просто по политическим соображениям скажем мы или китай с индией можем просто отказаться от их услуг, соотвественно себестоимость полезет вверх...
ну либо им придеться брать всех в долю при строительстве... а тут вопрос - а нам эээ нужно ;) ? мы можем и до 2100 подождать ;) ну и тд. Но все равно как идеи - на мой взгляд мысли с лунной энергетикой весьма любопытные

---

Значит, сначала нужно РАО ЕЭС расширить хотя бы на полЗемли :)

Цитата:

---

Сообщение от Грач 24

Народ,я занимаюсь проблемой микроэлектроники,а точнее,СВЧ транзисторов,с помощью которых и планируется "транспортировка" энергии,так вот,таких мощных транзисторов пока не существует(речь идёт о мощности 25-30 Вт/мм),всё,что мы можем на сегодня предложить-это 17Вт/мм,да и то при размере транзистора в 125микрон(17 Вт с учётом интреполяции).Так что бросьте обсуждать цены,на вывод солнечных батарей на орбиту и далее,а лучше оцените цену необходимого транзистора,а также,цену передающей и принимающей апаратуры.Для прикидки,скажу,что стоимость транзистора в 10Вт/мм-15-57$,а таких транзисторов нужно,ой как много... :р

---

Что так дорого? Материалы или техпроцессы дорогие?

Цитата:

---

Сообщение от Peter77

Что так дорого? Материалы или техпроцессы дорогие?

---

Как сам процесс,так и материал.Дело втом,что речь идёт не просто об транзисторе высокой мощности,но о СВЧ-транзисторе,а в свч технологии чистота материала решает одну из важнейших ролей.+ ко всему,такие транзисторы экспериментальные,и на поток ещё не встали,но даже если встанут,то ориентировочная цена одного транзистора не будет ниже 2-3$.