Pytanie:
Czy energia geotermalna byłaby praktyczna na księżycowej bazie?
James Jenkins
2013-07-26 15:51:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Przy wystarczającej ilości cieczy w postaci wody lub innego odpowiedniego medium, czy użycie energii geotermalnej byłoby praktyczne lub wykonalne do zasilania kolonii księżycowej?

Wikipedia (w odniesieniu) podaje temperaturę wewnętrzną jądra księżyca na poziomie 1600–1700 K, która wydaje się być wystarczająca do wytworzenia pary do napędzania turbin. W przeciwieństwie do Ziemi nie ma aktywności wulkanicznej w pobliżu powierzchni, więc wiercenie prawdopodobnie musiałoby być znacznie głębsze, nie jestem pewien, jak głębokie.

Inne wyzwania to trzęsienia księżyca i brak wody w ziemi. Co może prowadzić do większego ryzyka pęknięcia rury i wycieku płynu przenoszącego ciepło (spieczona Luna szybciej wypłukuje płyny).

Tylko jeśli zbierzesz energię geotermalną na Islandii i prześlesz ją do bazy księżycowej za pomocą mikrofal.
Cztery odpowiedzi:
#1
+14
SF.
2013-07-26 16:33:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

„Znacznie głębsze” wiercenie musiałoby trwać mniej więcej 900 km, aby zbliżyć się do rdzenia. Na Ziemi nigdy nie próbowano wiercić na taką skalę. Mniejsza grawitacja sprawi, że będzie to łatwiejsze, ale niewiele łatwiejsze, a będziesz musiał mieć od czasu do czasu przepompownie - żadna rura nie wytrzyma 900 km słupa wody, nawet w warunkach grawitacji księżycowej.

Poza wymienionymi trudnościami jest też napełnianie rur wodą - aby było to opłacalne i aby nie schłodzić do zera w ciągu pierwszych 100 metrów, rury powinny mieć rozsądną średnicę. Powiedzmy, przekrój 1m ^ 2 * 900 000m długości, razy dwa (w górę iw dół), to 1 800 000 ton wody tylko po to, by go napełnić. Jak zamierzasz go tam przenieść?

Jasne, że możesz po prostu spróbować wygenerować prąd w głębi i wysłać go przewodami. Wymaga to jednak cyklu ogrzewanie-> chłodzenie wody i chociaż ogrzewanie jest dostępne lokalnie, chłodzenie może powodować pewne problemy. Nie możesz użyć taniego parowania ani konwekcji. Utkniesz z rozpraszaniem w rodzimej skale, ogromnej siatce cienkich rur odprowadzających ciepło do skały na tyle daleko od „gorącej strefy”, że warto. Im dalej bierzesz, tym więcej wody potrzebujesz.

Z drugiej strony:

  • nie ma powietrza do rozpraszania ciepła słonecznego
  • nie ma chmury, aby go zasłonić.
  • pył leci bardzo krótko bez wiatru, aby go nieść, aby pokryć panele.
  • odbywa się jeden obrót na miesiąc, więc automatyczne systemy dostrajania są bezczynne przez większość sposób, w jaki
  • ryzyko trzęsienia księżyca jest minimalne na powierzchni.
  • nie ma potrzeby stosowania dużych ilości drogich materiałów, takich jak woda. Kwarc jest obfity na powierzchni.
  • Jasne, że masz półmiesięczną noc (kiedy możesz potrzebować użyć zmagazynowanej energii lub wyciągnąć ją drutem z drugiej strony księżyca ... a przynajmniej użyj reflektora orbitalnego, aby przenieść go na panele), ale wtedy otrzymujesz pół miesiąca stałej energii.

Innymi słowy, gdybyśmy nie mieli opcji obfitej, wydajnej i taniej energii słonecznej, moglibyśmy czuć się zmuszeni do poszukiwania innych opcji, takich jak energia geotermalna na Księżycu. Obecnie jednak po prostu nie ma powodu, aby wybierać rozwiązanie o kilka rzędów wielkości droższe, jeśli masz coś tak taniego i wydajnego jak energia słoneczna.

jeśli wybierzesz energię słoneczną, co będziesz robić przez dwa tygodnie nocy?
@airtonix: zbudowanie linii energetycznej od strony nasłonecznionej byłoby mniejszym przedsięwzięciem niż budowa elektrowni geotermalnej.
Dlaczego warto wiercić głęboko, aby uzyskać gradient termiczny? Użyj Księżyca jako radiatora. Woda jest błyskawicznie podgrzewana do pary za pomocą powierzchniowego światła słonecznego, które obraca turbinę, a woda jest odprowadzana do zbiornika, który ją schładza. Księżyc ma stale około -20 stopni, gdy tylko znajdziesz się zaledwie kilka stóp pod powierzchnią. Możesz w nieskończoność utrzymywać gradient 293 stopni Celsjusza.
Zamiast budować elektrownię słoneczną w miejscu, które jest ciemne przez dwa tygodnie, dlaczego nie zbudować jej po prostu na jednym z biegunów? Mógłbyś zbudować dużą tablicę, która będzie się obracać raz w miesiącu, aby pozostać skierowana bezpośrednio na słońce, prawda? Na Ziemi energia słoneczna na biegunach nie byłaby zbyt wydajna, ponieważ niski kąt padania słońca oznacza, że ​​na drodze przed dotarciem światła do paneli jest dużo atmosfery, ale nie jest to problem na Księżycu
#2
+7
PearsonArtPhoto
2013-07-26 16:41:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pierwsze pytanie brzmi: jak daleko trzeba wiercić? Znalazłem artykuł, który podaje rozsądny profil temperatur. Biorąc pod uwagę ten profil, jak daleko powinniśmy się posunąć? Wydaje się, że większość geotermicznych źródeł energii opiera się na wodzie w pobliżu punktu wrzenia, czyli ~ 400 K. Biorąc pod uwagę, że jako nasz punkt odniesienia, model wydaje się przewidywać, że musielibyśmy zejść na głębokość około 70 km, aby go wyciągnąć.

Jak daleko zaszliśmy na Ziemi? Ten artykuł w Wikipedii odnosi się do wykopanego dołka o długości 12 km. To daleko od 70 km! A to wymaga mnóstwa ciężkich maszyn, aby osiągnąć ten wyczyn!

Podsumowując, można to zrobić i prawdopodobnie zostanie zrobione któregoś dnia, ale na razie są znacznie bardziej praktyczne sposoby na uzyskanie mocy.

Jak głęboko? Rzeczywiście, czy nie można pominąć wiercenia i wykorzystać różnicy temperatur między stałym cieniem (krater) a obszarem nasłonecznionym (w ciągu dnia), aby mieć na powierzchni geotermalne źródło energii?
Wiem, że to stare pytanie, ale powodem, dla którego wykopaliśmy w ziemi tylko 12 km, jest to, jak gorąco ziemia robi się 12 km pod powierzchnią. Kopanie nie jest problemem, ale znalezienie wiertła, które może kopać w wysokiej temperaturze. Moglibyśmy teoretycznie wykopać 70 km w głąb Księżyca, chociaż prawdopodobnie zajęłoby to dużo czasu i mnóstwo sprzętu, którego obecnie nie mamy na Księżycu.
#3
+3
Ken Fabian
2019-09-20 03:10:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nie ten sam rodzaj geotermii, ale - gruntowe pompy ciepła, czyli geotermalne pompy ciepła, mogą mieć potencjalne zastosowania do ogrzewania i chłodzenia budynków mieszkalnych. Te rzeczy wykorzystują ziemię jako radiator i źródło ciepła. Są również odwracalne, dzięki czemu chłodzenie budynków powoduje dodanie ciepła do skał i ziemi wokół rurociągów, które można później odzyskać (z pewnymi stratami) do ogrzewania. Wymagają źródła zasilania dla pomp.

Spodziewałbym się, że brak wilgoci w księżycowej „glebie” zmniejszy przewodność cieplną, więc może być konieczne zagęszczenie jej. Powszechnie stosuje się rurociągi podziemne, jednak stosuje się również odwierty w litej skale, które mogą być bardziej odpowiednie. Mniejsza przewodność może w rzeczywistości zmniejszyć straty ciepła poza efektywnym zakresem wymienników ciepła.

(Dodane PS) Tego rodzaju systemy mogą działać wyłącznie jako magazynowanie energii cieplnej, ale częściej wykorzystują sezonowe ogrzewanie i chłodzenie podłoża. Na odpowiedniej głębokości powinny być w stanie wykorzystać ciepło z księżycowego dnia, które utrzymuje się wystarczająco długo, aby przetrwać księżycową noc.

#4
+2
ray
2019-09-18 15:13:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nie musisz używać wody! Możesz użyć metanu i innych węglowodorów, które mogłyby być użyte. Mają znacznie niższe temperatury zamarzania.

Wiem, że na Księżycu jest woda, nie jestem pewien co do węglowodorów, więc zadałem nowe pytanie [Czy na Księżycu są węglowodory?] (Https://space.stackexchange.com/q/38884/109)


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...