Страницы: Пред. 1 2 3 4 5 ... 94 След.
RSS
Орбитальные солнечные электростанции
 
По поводу ГСО СЭС - вы еще учитывайте, что на ГСО долетает даже на водороде процентов 40 от ПН на низкой орбите, да и деградируют СЭС там быстрее.

Касательно цен - общепринятым значением является примерно 3-5 долларов за ватт. То есть гигаваттная электростанция будет стоить порядка пары миллиардов баксов. Удельный вес в 40 кг за киловатт - это тоже... ммм... несколько не так. Даже если брать пластинчатые элементы - они весят по 6 граммов на дм2. 1 КВт - это 10 м2, то есть порядка 6 килограммов. Допустим, еще 4 кг - конструкции - 10 кг на киловатт. Не 40! Преобразователь будет распределенный - это небольшой такой микроволновый излучатель с управляемой фазой - по сути можно такой извлечь из микроволновки. Там он на мощность в киловатт весит порядка килограмма. Допустим, провода и схема управления дадут конечный вес в 15 кг на киловатт.
Нам надо миллион киловатт.  Это 15 тысяч тонн на низкой орбите.
Стоимость тонны сейчас в крупной партии без страховки - порядка миллиона баксов. Итого еще 15 миллиардов будет стоить выведение. Итого - порядка 20 гигабаксов за низкоорбитальную гигаваттную СЭС - 20 баксов за ватт. Расчетный срок функционирования - 15 лет, то есть выработка - 7.5 ватт-часов на 365 на 24 - 65 киловатт-часов на ватт мощности. У нас киловатт-час стоит сейчас порядка 0.1 доллара. То есть стоимость выработанной энергии - 6.5 баксов. Стоимость СЭС - 20 баксов. Уже приемлемо туда-сюда, если удастся либо снизить массу раза в три, либо поднять КПД в те же три раза, либо удорожить электричество - будет окупаемо. Наиболее реально, IMHO, снижать массу. Пленочная СБ на 15 квадратов может весить существенно меньше 10 кг.
Звездной России - Быть!
 
hcube
Цитата
То есть гигаваттная электростанция будет стоить порядка пары миллиардов баксов.

Контракт на постройку как раз гигаваттной АЭС в Бушере был на миллиард баксов.
Но в западных ценах, может, и наберется 2 млрд.

Цитата
Удельный вес в 40 кг за киловатт - это тоже... ммм... несколько не так.

Это не то что так - это факт. И это даже больше чем факт - это, что есть на самом деле.

Цитата
Даже если брать пластинчатые элементы - они весят по 6 граммов на дм2. 1 КВт - это 10 м2, то есть порядка 6 килограммов. Допустим, еще 4 кг - конструкции - 10 кг на киловатт. Не 40!

А там не только конструкция и элементы, там еще вся электрика.
Но для СЭС аккумуляторы выкидываем. Потому я и брал 10 кг.

Цитата
Итого еще 15 миллиардов будет стоить выведение.

Ну вот и я о том же :)
И это по весьма оптимистическим подсчётам.

Цитата
Итого - порядка 20 гигабаксов за низкоорбитальную гигаваттную СЭС - 20 баксов за ватт.

Откуда 20 гигабаков?
Я ведь привёл реальные современные цены на космические СБ.
Они дико дорогие.
Фотоэлементы на гигаватт в 5 гигабаков ну никак не впишутся.
Впрочем, и 20 - цена настолько огромная, и на порядок превышающая стоимость аналогов, что дальше уже и говорить не о чем.

Цитата
Пленочная СБ на 15 квадратов может весить существенно меньше 10 кг.

Щас... Когда вся конструкция достигнет километровых размеров - удельная масса только возрастёт. Она ж вся крутится так и эдак, и должна сохранять жёсткость.

И, повторюсь, никому нафиг не нужна гигаваттная электростанция с ресурсом 15 лет (для сравнения - ресурс нормальных электростанций, включая АЭС, от полувека), которую только собирать надо не один год (а ресурс-то тем временем утекает из бурдюка с дырочкой!). А потом париться со сведением тысяч тонн утиля с орбиты... Во удовольствия! Вспоминаем, как "Мир" топили, масштабируем геморрой, и тихо радуемся...

При таких ресурсах в принципе невозможно посторить больше 5-10 электростанций, даже если вся мировая космонавтика будет только на это и работать - как только 10-ю закончим, 1-я сдохнет. И кому это надо? 10 ГВт в мировом масштабе - семечки.

И все оценки были в предположении, что КПД передачи близок к единице. А он ох как не единица... КПД СВЧ-генератора*КПД излучающей антенны*потери в атмосфере*КПД ректенны*...  Плюс закон Ома еще никто не отменял, и собирая мощность (низковольтную!) с километровых панелей, тоже потеряем порядочно. В общем, стоимость еще минимум в полтора раза увеличивается.

Ну и самое главное - энергетическая выгодность. Вон, Татарин неоднократно говорил на А-базе и здесь, что на производство солнечного элемента тратится энергии больше, чем он вырабатывает за свою службу. Т.е. энерговыгодность меньше 1. А тут еще закидывать на орбиту надо. И конкурировать с источниками энергии с энерговыгодностью 10-30.
 
Цитата

Не надо блин баатарейки на всю мощь будут зерала-конценраторы и намного меньше баатаеек в статье даже разсматривалась теполвая машина вместо баатареек

Концентраторы? Отлично, допустим, что концентраторы, и меньше батареек. Пусть даже в 10 раз меньше. Итого на батарейки потратим не 100 млрд., а (всего-то) 10.  Уже в 10 раз дороже АЭС.  

Цитата
вес солнечных концентраторах наверно будет меньше чем СБ - так что не такой уш вес чтоб 1000т

Вот именно, что 1000 т - это в самом наилучшем, фантастически наилучшем случае. Вон, hcube 15 000 насчитал. Порядочный оптимист Семёнов - под 6000.

Цитата
Не факт що ОСЕС будет обязательно дороже чем АЕС

Факт-факт. Только за счёт выведения уже получается дороже. А если потом еще разложить затраты на срок службы, который у АЭС в разы больше...
 
Fakir, к слову, если не ошибаюсь, то зеркала-концентраторы плюс турбина - одна из любимых игрушек академика Коротеева АС :)
 
У него, по-моему, любимые игрушки периодически меняются - то он в ЯРДы влюблён, то всю ядерщину вычищает под ноль, чтоб и духу не было...

Но, собссно, не о том речь. Концетраторы и т.п. - это всё может быть хорошо и даже прекрасно, но в своей нише. Пока речь идёт об энергоснабжении КА. Наверное, с концентраторами можно оттянуть порог мощности, за которым солнечные установки по массе вчистую проигрывают реакторам. Но когда речь начинает идти об энергоснабжении Земли - получается сон разума.
 
Ладно. А как насчет СБ на ВАКУУМНЫХ ячейках? В конце концов, фотоэффект был открыт как раз на ваккумном варианте фотоэлемента. А для него полупроводник вообще не нужен - нужно иметь материал с малой работой выхода, и сеточку над ним для сбора электронов.

По поводу стоимости - народ, сейчас реально купить в России фотоэлементы с КПД более 10% - порядка 12-14 - по цене 50 рублей штука площадью 1 дм2, то есть мощностью 1 Вт. 50 рублей - это 2 бакса. Притом учитывайте, что при производстве 5 тысяч тонн таких элементов серийность будет о-го-го и себестоимость раза в 3 минимум упадет. Так что я бы предложил все-таки исходить из стоимости в 1$ на ватт.

Далее, большую долю затрат в стоимости 'кушает' выведение. Если мы допустим создадим пленочную СБ стоимостью на ватт в 3 раза выше, но в 5 раз легче - то стоимость будет вместо 15+1+2 - 3 + 3 + 2 - 8 гигабаксов уже. А для пленочных элементов обещали наоборот снижение удельной стоимости ватта.

То есть не то чтобы я был большим сторонником орбитальных СБ - но если припрет, то ими заниматься вполне можно ;-)
Звездной России - Быть!
 
Цитата
У него, по-моему, любимые игрушки периодически меняются - то он в ЯРДы влюблён, то всю ядерщину вычищает под ноль, чтоб и духу не было...

Недаром один пожилой конструктор, работавший с ним в бытность его малым начальником, зовет его Шерхан :)

Цитата

Но, собссно, не о том речь. Концентраторы и т.п. - это всё может быть хорошо и даже прекрасно, но в своей нише. Пока речь идёт об энергоснабжении КА. Наверное, с концентраторами можно оттянуть порог мощности, за которым солнечные установки по массе вчистую проигрывают реакторам. Но когда речь начинает идти об энергоснабжении Земли - получается сон разума.

По моему и концентраторы с турбинами то еще развлекалово.. Насчет энергоснабжения Земли - согласен. В.Акимов, который занимался эой темой не в пример больше меня, тоже много аргументов в пользу такого мнения высказывал.
 
ИМХО, при стоимости хороших СБ под миллион за киловатт про турбины еще думать можно.

А кто такой Акимов, напомни, если не затруднит? Вроде и на слуху, а вспомнить не могу...
 
Цитата
Не надо блин баатарейки на всю мощь будут зерала-конценраторы и намного меньше баатаеек в статье даже разсматривалась теполвая машина вместо баатареек
вес солнечных концентраторах наверно будет меньше чем СБ - так что не такой уш вес чтоб 1000т
Не факт що ОСЕС будет  обязательно дороже чем АЕС
Тепловая машина - это значит, что есть холодильник.

Отсюда КПД = 1 - Tf/Th, где Tf - температура холодильника.
Если требуемая мощность на входе СВЧ-преобразователя W, то
"сырая" мощность W0 = W/(1 - Tf/Th),
Площадь концентратора Sh = ksi*psi*W/(1- Tf/Th), где ksi - 1/1.4кВт/кв.м., psi - КПД зеркал и нагреваемого элемента.
Площадь радиатора Sf = sigma*W*Tf^5/(Th-Tf), где sigma - постоянная Стефана-Больцмана, коэфициентом серости и термическим сопротивлением радиатора пренебрегаем(!), считаем за идеал.


Теперь подставляем цифры, смотрим и протяжно вздыхаем. :)
 
Сорри, дубль
 
Извиняюсь, еще один :(
 
Цитата

А кто такой Акимов, напомни, если не затруднит? Вроде и на слуху, а вспомнить не могу...

Посмотрел на сайту ЦК, как отдел, где он начальником,  правильно называется - оказвается, вот : Отдел Комплексного Анализа Ракетнокосмических Систем.  В основном, насколько я знаю, он баллистик.
 
Цитата
ОСЭС, говорите? "Павлины, говоришь? Хе!"
Ну давайте поглядим.

Внимание! Ядерная мафия в действии! Появился конкурент. Эго надо уничтожить! Всем читать внимательно посты Факира и учиться как это делается!
Я вполне допускаю, что Факир нам не врет, что он так и думает – так эго учили... Идет он дорогой, которой протоптали для него маститые академики и директора институтов, готовые насмерть стоять, чтобы не допустить никаких работ по ОСЭС. Ведь они же специалисты по «мирному атому», а появление СЭС сделает ЯЭС лишными. Так что получается – я у них, у их семьей хочу хлеб отнять! Ну, не совсем не допустить работ, где-то будет работать группа из «проверенных» людей и периодически докладывать: «хочем мы сделать ОСЭС, но никак не получается! Невозможно!»

Цитата
Что у нас там на первое - солнечные элементы, да? Поехали.
Современные СБ, которые способны в космических условиях выдать ресурс до 15 лет, стоят:
Арсенид-галлиевые - порядка 1 млн. $ за 1 кВт.
Кремниевые - порядка 500 000 за 1 кВт.
Отечественные кремниевые, правда, дешевле, около 120 000 за кВт, отечественных арсенид-галлиевых - нету.
СБ из аморфного кремния имеют паршивый КПД, их преимуществом должна быть лишь меньшая масса. Но с ними пока вообще куча проблем - одна из них та, что аморфный Si нужно наносить на плёнку, и после сворачивания-разворачивания плёнки в рулон он трескается. Удастся или нет решить проблему - фиг его знает. Даже если удастся, цены на кВт будут вряд ли меньше 50 000.
Поздравляю - только за счёт фотопреобразователей гигаваттная электростанция уже стоит под сотню миллиардов.

Факир специалист и я эму веру! Если он написал, что стоят СБ порядка 500 000 за 1 кВт, значит действительно кто-то кому-то продал по такой цене! Но мы и на этом форуме, и на Авиабазе много раз говорили про «космические цены». Для госсударственных организаций (НАСА, Роскосмос) важнее не дело сделать, а ДЕНЬГИ ОСВОИТЬ. Так что дешево им не нужно. Помню 10-15 лет назад всплыло в прессе, что одна фирма продавала американским ВВС сиденья для туалетов в самолетах примерно по 60 000 долларов! Так ето показатель?
Зато другие фирмы делают в США, Португалии, Бразилии, Германии СЭС общей стоимости в несколько тысяч долл/кВт. Вот пример:
http://www.powerlight.com/california/index.shtml
«The California Energy Commission (CEC) administers the Emerging Technology buy-down program for systems up to 30 kW in size. This program offers buy-down payments of $2.80 per watt.»
Не надо забывать и МАСШТАБНЫЙ ФАКТОР! То, что делается сейчас – СБ на несколько десятков КВт для космос, и единицы МВт для наземных СЭС. А если будем производить гигаваты в год на автоматизированных конвейерах? Цена упадет в много раз! Про технический прогресс не говорю ...

Цитата
Масса всего этого счастья (передающую систему пока даже не трогаем).
На современных КА на 1 кВт приходится около 40 кг. Потому что электрика - это не только сами СБ и их каркасы, но и преобразователи и т.п. Да, на спутниках стоят аккумуляторы, это заметная доля тех 40 кг, но всё равно за счёт электрики набегает прилично.
Если убрать акумуляторы и учесть масштабный фактор – получается 5 – 10 кг/кВт для «классических» СБ. Компания DayStar Technologies анонсировала выпуск солнечных панелей без кремния, которые компания будет продвигать на рынок под торговой маркой LightFoil. Эти солнечные батареи созданы на основе тонких фотоячеек, в свою очередь, созданных с применением меди, индия, галлия и селена. Ячейки размещены на тончайшей титановой плёнке. Достоинства — очень высокая гибкость, позволяющая покрывать фотоэлектрическим покрытием любые сложные поверхности, а также — низкий вес на единицу мощности. При этом мощность, генерируемая одним квадратным метром новой плёнки, заметно уступает классической солнечной батарее на основе кремния, зато вес этого квадратного метра — очень мал, как мала (по сравнению с нынешними солнечными элементами) и его цена. В экспериментальной установке создатели LightFoil достигли уровня 1,44 киловатта на килограмм веса батареи. В массовой продукции ожидается достичь 1-1,1 киловатта на килограмм.
Это относится к простым фотоэлектрическим без концентратором. У ЭС с тепловыми машинами получается 1 – 2 кг/ кВт. У фотоэлектрических с концентратором  будет значительно меньше.

Цитата
Поздравляю ещё раз: по оптимистичным ценам выведения в 1000$ за кг это будет в лучшем случае миллиард (для сравнения: столько стоит АЭС аналогичной мощности).
Хм, столько стоили АЭС аналогичной мощности 30 лет назад. А доллар тем временем упал...

Цитата
Чем больше площадь панелей - тем большая доля массы придётся на конструкцию. Потому что она должна выдерживать изгибающие моменты от движков ориентации либо гиродинов (крутить-то надо), играть такая дурища будет, надо полагать, неслабо - приличную жёсткость не так просто будет обеспечить..
Все верно, если за пультом управления сядет ничего не понимющий новичок.  :wink: А современный компютер под контролем специалиста такое не допустит! И отчего же  «играть такая дурища будет неслабо»? Огромная масса имеет огромную инерцию! И будет она двигаться о-о-о-очень медленно, если какой-то дурак ее не раскачает своими командами. Но на такое есть «защита от дураков».
Читали А.В.Лукьянов “Пленочные отражатели в космосе” – показано, что пленочная конструкция может быть управляема даже вообще без жесткого каркаса.

Цитата
На низкой орбите ОСЭС (с такой-то парусностью!) явно делать нечего. На промежуточных, в радиационных поясах, СБ сдохнут в разы быстрее.
Абсолютно согласен!

Цитата
На ГСО - экспоненциально растут проблемы передачи энергии. Передача энергии... О-о, это вообще песня. Напомню только, что КПД и антенн, и ректенн отнюдь не 100%...
Абсолютно верно!
к.п.д. преобразователя (пост. ток – СВЧ-излучение) – 90 %
затухание луча в атмосфере – от 2 % при ясной погоде до 7 % при плохих метеоусловий. ( 1 – 6 % - по Лукьянову [3] )
К.п.д. приемника – 85 – 90 %
Общий к.п.д. переноса – 70 – 80 % в зависимости от погоды.
И ЧТО ??? 8)

Цитата
Современные СБ, способны в космических условиях выдать ресурс до 15 лет ... (для сравнения - ресурс нормальных электростанций, включая АЭС, от полувека)
Вы сказали 15 лет? Вот видите как идет прогресс! Еще 3-4 года назад я слышал про максимум 10 лет!
Про ресурс нормальных электростанций от полувека лучше не говорите тем, кто их експлуатирует – сильно ругаться будут!  :D

Цитата
кому нафиг нужна электростанция, которую нужно полностью заменять через 15 лет?!
А кто будет ждать, чтобы возвратить свои деньги через 50 лет??? Еще 25 лет назад, при социализме(!) меня учили в институте, что ставить в проект срок амортизации, больше, чем 12 лет НЕЛЬЗЯ! Капитал быстрый оборот любит!

Цитата
Напряглись, пару-тройку-четвёрку лет пускали-собирали, еще десять лет прошло - и оп-ля! Всё по-новой начинается!
То же, что и на нормальных электростанций, включая АЭС. Только там называется «капитальный ремонт».

Цитата
А тысячи тонн дохлых панелей, оказывается, куда-то девать надо!
Правильно - орбитальные заводы для элементов ОСЭС из “вторсырья”.

Цитата
Татарин неоднократно говорил на А-базе и здесь, что на производство солнечного элемента тратится энергии больше, чем он вырабатывает за свою службу.
Читал я, читал!  :evil:  И кто ето вычислил спрашывал. Да так и не получил ответа!
Выходит: «Одна баба на базаре сказала»

Цитата
Резюме: орбитальные электростанции - сон разума. [/size:3c0e3f946e]

Наконец то! Старательно закрывая глаза на все, что мешает, наконец дошли до долгожданного вывода! УРА. товарищи!
 
Цитата

Отсюда КПД = 1 - Tf/Th, где Tf - температура холодильника.
Площадь радиатора Sf = sigma*W*Tf^5/(Th-Tf), где sigma - постоянная Стефана-Больцмана, коэфициентом серости и термическим сопротивлением радиатора пренебрегаем(!), считаем за идеал.
Теперь подставляем цифры, смотрим и протяжно вздыхаем. :)

А цифры где ??? Протяжно вздохнуть хочу :wink:
 
Цитата
Цитата

Отсюда КПД = 1 - Tf/Th, где Tf - температура холодильника.
Площадь радиатора Sf = sigma*W*Tf^5/(Th-Tf), где sigma - постоянная Стефана-Больцмана, коэфициентом серости и термическим сопротивлением радиатора пренебрегаем(!), считаем за идеал.
Теперь подставляем цифры, смотрим и протяжно вздыхаем. :)

А цифры где ??? Протяжно вздохнуть хочу :wink:
Какие температуры берем?
 
Цитата

затухание луча в атмосфере – от 2 % при ясной погоде до 7 % при плохих метеоусловий. ( 1 – 6 % - по Лукьянову [3] )

Оставив пока в стороне остальные проблемы, хотелось бы поподробнее разобраться с этими цифрами.  Как я упоминал выше, проблемы вероятно возникнут при прохождении ионосферы, от погоды эти процессы не зависят. На чем основаны приведенные цифры - модель, эксперимент, среднепотолочное значение? Где и кем  проводились данные исследования, где опубликованы результаты?
 
Димитър, Вы - уж не знаю, насколько сознательно - передергиваете. С жуткой силой. :)
Вы берете стоимость - от одних элементов, радиационную стойкость - от других, а массовые характеристики от третьих. Все это смешиваете и получаете нечто очень крутое...
Не совсем честно, обратите внимание. Те элементы, что сейчас можно купить по 1.5 бакса за ватт в космосе работать не мугут и весят дофига. Элементы с большим КПД - опять же много весят. Легкие пленочные элементы - имеют меньший срок службы.

Давайте, Вы определитесь, с чем КОНКРЕТНО имеем дело?

А про ядерную мафию - здесь, на этом форуме - и вовсе уж смешно. :)


Про выработку солнечных батареек - да, _сейчас_ это уже не так. Они вырабатывают большее количество энергии, чем тратится...
Но вот, например: для очистки кремняи применяется хлорсилановая технология. ТОЛЬКО на очистку килограмма кремния уходит примерно 220-280кВт*ч/кг. Это несколько квадратных метров СБ.
В самой солнечной местности средний поток 300Вт/м (рекорд на экваторе), при КПД СБ 15% это дает 45Вт/м2. Значит, только очистка кремния для современной СБ энергетически окупится через месяцы-год.
 
Цитата
Цитата

А цифры где ??? Протяжно вздохнуть хочу :wink:
Какие температуры берем?

Давайте при верхней температуры цикла 920 °С и нижней температуры цикла 320 °С
 
Цитата
Цитата

затухание луча в атмосфере – от 2 % при ясной погоде до 7 % при плохих метеоусловий. ( 1 – 6 % - по Лукьянову [3] )

 Как я упоминал выше, проблемы вероятно возникнут при прохождении ионосферы, от погоды эти процессы не зависят. На чем основаны приведенные цифры - модель, эксперимент, среднепотолочное значение? Где и кем  проводились данные исследования, где опубликованы результаты?

А.В.Лукьянов “Пленочные отражатели в космосе”
“Slunecni energie” –Josip Kleczek, DrSc. Praha 1981

"проблемы вероятно возникнут при прохождении ионосферы" - так надо експериментировать!
А спутники связи и телевещания на ГСО как работают? Знаю, что ето не то же самое, и все таки? Как там проблемы при прохождении ионосферы?
 
Цитата

1. Вы берете стоимость - от одних элементов, радиационную стойкость - от других, а массовые характеристики от третьих. Все это смешиваете и получаете нечто очень крутое...
Не совсем честно, обратите внимание.
Давайте, Вы определитесь, с чем КОНКРЕТНО имеем дело?

2. А про ядерную мафию - здесь, на этом форуме - и вовсе уж смешно. :)

3. Про выработку солнечных батареек - да, _сейчас_ это уже не так. Они вырабатывают большее количество энергии, чем тратится...

4. В самой солнечной местности средний поток 300Вт/м (рекорд на экваторе)

1. Я ничего не смешываю - просто излагаю разные возможные варианты. А выбрать из них один оптимальный - ето работа , связанная с проведением большого обема НИОКТР. Одинокому любителю не по силу!

2. Когда чувствуеш на своей спине (было такое в Болгарии) - совсем не смешно.  :(  

3. Вот видите - прогресс !  :)

4. Самая солнечная местность - космос -  средний поток 1400 Вт/м
Страницы: Пред. 1 2 3 4 5 ... 94 След.
Читают тему (гостей: 2)
Журнал Новости Форум Фото Статьи