Pytanie:
Czy wiatrak słoneczny w kosmosie byłby praktyczny?
James Jenkins
2013-07-23 15:50:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Z tego pytania wiemy, że ogniwa słoneczne powodują problemy w miarę oddalania się od Słońca. Wiemy, że żagle słoneczne zapewniają realny napęd z dala od słońca.

Czy praktyczne byłoby użycie wiatraka słonecznego do wytworzenia energii wystarczającej do zasilenia stacji kosmicznej?

Biorąc pod uwagę, że przynajmniej Dla stabilności potrzebne byłyby dwa młyny obracające się w przeciwnych kierunkach.

Moja żona jest właścicielem [tej koszulki] (http://www.zazzle.com/what_if_we_could_harness_solar_wind_for_energy_tshirt-235923441542802166).
Trzy odpowiedzi:
#1
+19
PearsonArtPhoto
2013-07-23 16:08:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Niezupełnie. Ciśnienie spowodowane wiatrem słonecznym wynosi około 1-6 nPa (patrz Wikipedia). W rzeczywistości ciśnienie wywoływane przez światło słoneczne na Ziemi jest w rzeczywistości wyższe i wynosi około 9 nPa ( źródło). Masa robi pewną różnicę, ale załóżmy, że w jakiś sposób można uzyskać masę wiatraka o powierzchni 1 metra kwadratowego przy 1 gramie. Efektywna moc byłaby bardzo mała, znacznie mniejsza niż jeden wat.

Zakładając 35% wydajność w przypadku paneli słonecznych, co jest osiągalne, ilość energii, jaką mógłby wygenerować 1 metr kwadratowy ogniw słonecznych, wynosiłaby około 450 W.

Jest też problem polegający na tym, że ciśnienie z każdym mijającym momentem odsuwa twoje urządzenie od Słońca, a to byłoby bardzo trudne do skorygowania. Nie wspominając o tym, że to jeszcze bardziej zmniejszyłoby efektywność, ponieważ zasadniczo poruszałbyś się z wiatrem słonecznym, nie pozwalając mu w ten sposób zasilać swojej stacji. Podsumowując, to ciekawy pomysł, ale po prostu nie zadziała.

Z Twojej odpowiedzi nie rozumiem, jak możesz założyć skuteczność „mniej niż jednego wata”. Wiatraki na Ziemi są przymocowane do Ziemi. Ziemia jest po prostu „ciężka”, więc można pominąć każdą siłę, która jest przyłożona do Ziemi przez wiatrak. Jednak w kosmosie, w jaki sposób „naprawiłbyś” wiatrak, aby uzyskać jakąkolwiek skuteczność? To znaczy, w końcu zostałoby to „zdmuchnięte” ... Aby to zadziałało, potrzebujesz potężnej przeciwwagi.
@ernestopheles: To ostatni akapit mojego oświadczenia, w którym mówię, że gdybyś nie był ostrożny, rzecz po prostu by się zdmuchnęła. Uważam, że masz rację, co również zmniejszyłoby skuteczność systemu. Hmmm...
@ernestopheles Jeśli otrzymujesz duże ciśnienie promieniowania, możesz utrzymywać stację na nieco sztucznej orbicie, tak aby pęd ostatecznie został przeniesiony na Ziemię. Ponadto, aby uzyskać ogólną miarę wydajności wiatraka w stosunku do paneli słonecznych, wystarczy spojrzeć, z jakim ułamkiem prędkości światła poruszają się końcówki wiatraków. Jeśli spadnie poniżej 0,01 c, to powinno być mniej niż 1% sprawności normalnego panelu słonecznego.
@AlanSE Tak, to jest (transfer) pędu (i powiązana mechanika orbitalna), co sprawia, że ​​zastanawiam się, jak to może działać.
#2
+1
Steve Linton
2018-04-20 17:06:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Każdy projekt oparty na fizycznych „żaglach” nieuchronnie będzie składał się z wielu dużych cienkich membran zakotwiczonych w jakiejś konstrukcji. Jeśli użyjesz tych samych membran co koncentrator słoneczny do przechwytywania światła słonecznego z dużego obszaru i skupienia go na znacznie mniejszym obszarze ogniw słonecznych, zawsze uzyskasz większą moc. (Ciśnienie wiatru słonecznego to nano-paskale, a siła na metr kwadratowy to nanoNewtony. Nawet jeśli płomienie poruszają się z prędkością kilometrów na sekundę, to wciąż jest tylko mikroWat mocy. Z drugiej strony jest kilka watów / metr kwadratowy energia słoneczna nawet do Neptuna.

Gdybyś mógł uczynić swoje „żagle” czysto magnetycznymi (zasadniczo pętlami nadprzewodzącego drutu, którego pole magnetyczne reagowało na wiatr słoneczny, to możesz dostać się wszędzie, ponieważ bardzo niewielka masa drutu może objąć obszar wielu kilometrów kwadratowych i doznać znacznej siły.

#3
  0
Uwe
2017-02-28 01:08:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Każda metoda produkcji energii słonecznej jest problematyczna, im dalej znajdujesz się od słońca. Jeśli zwiększysz odległość z 1 AU (jednostka astronomiczna, odległość od Słońca do Ziemi) do 5 AU, gęstość energii słonecznej spadnie do 1/25 Ogniwa słoneczne wymagałyby znacznie większego obszaru i wszystkich innych metod generowania energii słonecznej. . Wiatrak słoneczny wymagałby ruchomych części mechanicznych, co jest problemem przez długi czas. Tak długo, jak wydajność wiatraka słonecznego jest znacznie mniejsza niż w przypadku paneli słonecznych, wymagana powierzchnia jest znacznie większa.

Misja Rosetta z powodzeniem wykazała zastosowanie paneli słonecznych o powierzchni 64 metrów kwadratowych w odległość 3,4 i 5,25 AU.

To nie odpowiada na pytanie


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...