Autor Wątek: Kosmiczna elektrownia słoneczna Space Polar Power  (Przeczytany 477 razy)

0 użytkowników i 1 Gość przegląda ten wątek.

Offline Adam.Przybyla

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 3360
  • Realista do bólu;-)
Odp: Kosmiczna elektrownia słoneczna Space Polar Power
« Odpowiedź #15 dnia: Styczeń 09, 2019, 13:40 »
https://www.northropgrumman.com/Capabilities/SolarArrays/Documents/UltraFlex_Factsheet.pdf kazdy Cygnus/InSight

Wygląda ciekawie! Spróbuję przeliczyć na nowo z tymi panelami, zobaczymy co wyjdzie  ;)

Ekoplaneto, nie chciałbyś w tym wątku stworzyć tabelki z porównaniem kosztów za instalację 1 GW dla różnych źródeł energii + spekulacji elektrowni kosmicznych? Można to potem aktualizować - np raz na rok - trochę podobnie do tego co Astropl wykonuje przy startach rakiet. :)

Podobnie można zrobić z szacunkiem kosztów za obsługę/administrację oraz deaktywację. :)

Kanarku super pomysł z taką tabelką ale nie czuję się na siłach  :( Wolę jednak na razie pilnować naszego Marsa i dawać znać co się tam dzieje  :)

W takim razie czy ktoś inny? Tomaszu? :)

Ok, spróbuję coś wyrzeźbić
tutaj wspolpraca US + Japan
https://www.solarreviews.com/news/jaxa-tests-ascent-solars-cells-used-japanese-satellite-120916/
http://www.ascentsolar.com/
Z powazaniem
                       Adam Przybyla
https://twitter.com/AdamPrzybyla
JID: adam.przybyla@gmail.com

Offline deathrider

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 897
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Kosmiczna elektrownia słoneczna Space Polar Power
« Odpowiedź #16 dnia: Styczeń 09, 2019, 13:56 »
Tak w ogóle: dla czego mamy budować to na Ziemi? Rozsądniejszym miejscem na wydobycie surowców i produkcje wydaje się Księżyc: automatyzacja + druk 3D. Łatwiej tez oderwać się od powierzchni: czy to rakietą, czy winda.

Jak Ci się wydaje, czy do 2050 roku będziemy mieli rozwinięty przemysł na Księżycu? Na tyle, żeby tam produkować zaawansowane elementy do elektrowni orbitalnych? O kwestiach energii i paliwa związanych z studniami grawitacyjnymi Ziemi i Księżyca już nie wspominam, bo ładnie to kiedyś prezentował na jednym z schematów Adam Przybyła  :)

Ze wzgledu na skale przedsiewziecia (sam rozmiar ogniw w elektrowni) nie bedzie raczej za bardzo mozliwo

Offline ekoplaneta

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 6142
  • One planet Once chance
Odp: Kosmiczna elektrownia słoneczna Space Polar Power
« Odpowiedź #17 dnia: Styczeń 09, 2019, 14:00 »
Ze wzgledu na skale przedsiewziecia (sam rozmiar ogniw w elektrowni) nie bedzie raczej za bardzo mozliwo

To dlatego w moim scenariuszu przewidziałem produkcję elementów elektrowni na Ziemi  :)

Offline deathrider

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 897
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Kosmiczna elektrownia słoneczna Space Polar Power
« Odpowiedź #18 dnia: Styczeń 09, 2019, 14:01 »
PS. > przepraszam z dublowanie postów, poprzedni coś się nie wysłał w całości...
Tak w ogóle: dla czego mamy budować to na Ziemi? Rozsądniejszym miejscem na wydobycie surowców i produkcje wydaje się Księżyc: automatyzacja + druk 3D. Łatwiej tez oderwać się od powierzchni: czy to rakietą, czy winda.


Jak Ci się wydaje, czy do 2050 roku będziemy mieli rozwinięty przemysł na Księżycu? Na tyle, żeby tam produkować zaawansowane elementy do elektrowni orbitalnych? O kwestiach energii i paliwa związanych z studniami grawitacyjnymi Ziemi i Księżyca już nie wspominam, bo ładnie to kiedyś prezentował na jednym z schematów Adam Przybyła  :)

Ze względu na skale przedsięwzięcia (sam powierzchnia ogniw w elektrowni) nie będzie raczej za bardzo możliwości żeby wystrzelić to wszystko z Ziemi. Bardziej rozsądna wydaje mi się produkcja wszystkiego na Księżycu albo nawet orbicie - można wystrzelić przecież same materiały "budowlane" (większa tolerancja dla przeciążeń, można dopasować kształt zasobników, tak żeby upchać jak najwięcej kg w każdej rakiecie) i poskładać/wydrukować gotowe komponenty na LEO.
« Ostatnia zmiana: Styczeń 09, 2019, 14:03 wysłana przez deathrider »

Offline ekoplaneta

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 6142
  • One planet Once chance
Odp: Kosmiczna elektrownia słoneczna Space Polar Power
« Odpowiedź #19 dnia: Styczeń 09, 2019, 14:07 »
Surowców wyjdzie większa masa startowa niż masa gotowych do montażu elementów elektrowni. Ta tak jakby ne LEO wysyłać wahadłowcami rudy żelaza, aluminium, piasek do produkcji elementów ISS, zamiast gotowych modułów i elementów kratownicy i baterie słoneczne  :P

Offline deathrider

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 897
  • LOXem i ropą! ;)
Odp: Kosmiczna elektrownia słoneczna Space Polar Power
« Odpowiedź #20 dnia: Styczeń 09, 2019, 14:24 »
ISS jest jednak duzo mniejsza konstrukcja, składaną w praktyce "ręcznie" przy dużej liczbie EVA.
W przypadku większej skali projektu i orbitalnej fabryce korzystającej z dobrodziejstw druku 3D, bilans kosztów może się odwrócić.
Jeśli chodzi o Księżyc: regolit można wykorzystać zarówno do produkcji komponentów stacji, jak i paliwa na transport rudy na LEO (https://kosmonauta.net/2011/03/materialy-z-regolitu/).

Offline ekoplaneta

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 6142
  • One planet Once chance
Odp: Kosmiczna elektrownia słoneczna Space Polar Power
« Odpowiedź #21 dnia: Styczeń 09, 2019, 14:43 »
ISS jest jednak duzo mniejsza konstrukcja, składaną w praktyce "ręcznie" przy dużej liczbie EVA.
W przypadku większej skali projektu i orbitalnej fabryce korzystającej z dobrodziejstw druku 3D, bilans kosztów może się odwrócić.
Jeśli chodzi o Księżyc: regolit można wykorzystać zarówno do produkcji komponentów stacji, jak i paliwa na transport rudy na LEO (https://kosmonauta.net/2011/03/materialy-z-regolitu/).

Pewnie, że można tylko czy taka fabryka komponentów elektrowni powstanie do 2050 roku na Księżycu? Nie wspominam już o kosztach jej zaprojektowania, zbudowania i wdrożenia oraz o ochronie księżycowego krajobrazu. Bow takim scenariuszu za 100 lat cała powierzchnia Księżyca będzie przypominać śnieg z końca zimy gdzie widać mnóstwo śladów i śmieci już o dziurach pokopalnianych nie wspominając  :(

Offline Adam.Przybyla

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 3360
  • Realista do bólu;-)
Odp: Kosmiczna elektrownia słoneczna Space Polar Power
« Odpowiedź #22 dnia: Styczeń 09, 2019, 15:00 »
Taka ciekawostka: https://futurism.com/stanford-scientists-are-making-wireless-electricity-transmission-a-reality
Z powazaniem
                 Adam Przybyla
https://twitter.com/AdamPrzybyla
JID: adam.przybyla@gmail.com

Offline Tomasz Noga

  • Pełny
  • ***
  • Wiadomości: 278
Odp: Kosmiczna elektrownia słoneczna Space Polar Power
« Odpowiedź #23 dnia: Styczeń 11, 2019, 22:05 »
Tabelka średnich kosztów typu LCOE wg. US Energy Information Administration (źródło - wikipedia):

Geotermalna: 42.8-53.4 $/MWh
Wiatr na lądzie: 43.4-56 $/MWh
Gazowe: 51.6 - 148.3 $/MWh (w zależności od typu spalania)
Wodne: 57.4-69.8 $/MWh
Fotowoltaiczne: 58.3-143 $/MWh
Biomasa: 84.8-125.3 $/MWh
Nuklearna: 95.9-104.3 $/MWh
Węglowe (z przechytywaniem CO2): 102.7-196.3
Wiatrowa morska: 136.6-212.9 $/MWh
Słoneczna termiczna: 176.6-372.8 $/MWh


... i wg. Brytyjczyków (przelicznik na dolary 1.25, nie brałem pod uwagę zmian inflacji bo to przecież analiza na szybko ;) ) ( Department for Business, Energy and Industrial Strategy)
Wiatr na lądzie: 58.75-95 $/MWh
Gaz- 81.25-125,75 $/MWh (tu też różny rodzaje spalania/przechwytywania CO2)
Słoneczne: 88.75-117.5 $/MWh
Biomasa: 106.25-110 $/MWh
Nuklearna: 102.5-143,75 $/MWh
Wiatrowa morska: 112.5-143.75 $/MWh
Węgiel: 155-213.75$/MWh

... a teraz sąsiedzi zza Odry (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE)
Węgiel brunaty: 52.9-100 $/MWh
Wiatrowa na lądzie: 46- 94.3 $/MWh
Węgiel kamienny: 72.45-113.85 $/MWh
Gazowe: 89.7-115 $/MWh
Słoneczne: 42.55-132.25 $/MWh
Wiatrowe morskie: 86.25 - 158.7 $/MWh
Biogaz: 116-169 $/MWh

Jak widać obliczenia potrafią mocno się różnić, ale dają pewien ogląd na sytuację. Aby być konkurencyjnym, koszt MWh z orbitalnych elektrowni nie powinien przekraczać 100$/MWh...

Wg. przytoczonej przez Adam.Przybyla informacji [https://www.northropgrumman.com/Capabilities/SolarArrays/Documents/UltraFlex_Factsheet.pdf], nowoczesne panele słoneczne dają 150W/kg lub 40kW/m3 w złożonej konfiguracji. Starship ma 1088m3 na ładunek, więc wejdzie max. 43520kW. Każdy kW waży 267kg, więc całość waży 290,000kg. Starship ma brać wg. wiki 100,000kg+ na LEO, więc weźmiemy na pokład max. 15006kW, tj. 15MW. Załóżmy, że panele będą stanowić 75% masy ładunku, a 15MW zamienia się w 11,25MW.  Zakładając nienaganną i nieprzerwaną pracę całości przez 30 lat, spadek efektywności o 2% rocznie z powodu radiacji i starzenia, oraz 50% strat na konwersji energii PV->sygnał->Ziemia (nie wiem, ile to będzie, jeśli macie jakieś dane to dajcie znać to uwzględnię), to dostarczymy Ziemskiej sieci energetycznej 1.12x10^6 za MWh, więc koszty wyniesienia wyniosą 89.30 $/MWh. Dochodzi jeszcze koszt samych paneli słonecznych i rzeczonego osprzętu, no i infrastruktury naziemnej, która by tą energię odbierała i przekazywała do sieci, no i koszt opracowania całego systemu... Jeśli ktoś ma pod ręką jakieś dane/spekulacje na temat rzeczonych kosztów, to chętnie uwzględnię.

Wniosek jest taki, że przy cene Starshipa (1000$/kg) orbitalne elektrownie raczej nie będą opłacalne, choć przy dalszym wzroście ich efetywności i wzroście mocy/kg, mogą być coraz bliżej opłacalności.

Co innego spadek cen wynoszenia o kolejny rząd wielkości (~100$/kg) - wtedy takie elektrownie mogłyby się stać całkiem niezłym rozwiązaniem. Ale do tego potrzeba chyba windy ;)

Co ciekawe, zalinkowany raport National Space Society potwierdza te wnioski:

The cost of transportation for a space solar power plant into low earth orbit (LEO), and then subsequently transferring it to its operational orbit accounts for not less than 1/3rd of the initial capital cost for the plant.
On 7 September 2000, NASA testified to the US Congress that that recurring launching costs in the range of $100-$200 per kilogram of payload to low-Earth orbit would be needed if SPS are to be economically viable. More recent estimates have placed the launch cost target in the range of $400- $800 per kilogram. Similar estimates had
been made earlier in the UK and India. Clearly, low cost launch is essential to the economic viability of the solar power satellite concept. Up to this point, no nation has developed and tested space launch vehicles to meet these aggressive cost targets.


Jeśli są jakieś błędy w obliczeniach, to dajcie znać ;)
« Ostatnia zmiana: Styczeń 14, 2019, 11:32 wysłana przez Tomasz Noga »