Author

Topic: Campo fotovoltaico spaziale. (Read 210 times)

legendary
Activity: 2380
Merit: 17063
Fully fledged Merit Cycler - Golden Feather 22-23
November 30, 2024, 03:19:49 PM
#15
Qui però mi sorge un dubbio molto serio: esistono orbite geostazionarie polari?

Se un oggetto è sull'asse di rotazione terrestre, con quale forza contrasta la forza di gravità?
I satelliti geostazionari sono tali perché contrastano la forza di gravità con la forza centrifuga data dalla loro velocità lineare, che guarda caso, stando all'equatore, è la medesima velocità angolare della superficie.

Ma stando all polo, se non hai velocità angolare.... con cosa contrasti la forza centrifuga?
Non so se si capisce che non sono un ingegnere aerospaziale (o magari lo sono, ma sto provando a confondere le acque).

Rimane poi il problema della trasmissione della energia, ma di quello abbiamo già parlato.



Che questione interessantissima.

Dal mio punto di vista invece di usare una orbita geostazionaria che richiederebbe comunque un dispendio di energia si potrebbero usare i punti di Lagrange, nello specifico il punto di Lagrange 1, tra il pianeta e la sua stella. Nei punti Lagrangiani, grazie alla relatività, un corpo con massa molto minore rispetto agli altri due (satellite artificiale vs stella+pianeta) mantiene un'orbita stabile relativamente al sistema grazie all'interazione delle forze gravitazionali.

Ora, i punti lagrangiani sono molto più lontani rispetto alle orbite geostazionarie, però si potrebbe pensare di trasferire l'energia con un "effetto ping" ossia pingare l'energia verso altri satelliti in posizioni strategiche fino a trasferirla a terra.

In alternativa trasformare l'energia elettrica in un'altro tipo di energia (termica tramite resistori ad esempio -- oppure energia chimica con una sorta di batteria spaziale che porti a terra l'energia).

Penso che qualcosa del genere non esista, anzi  sono certo che non esiste. Dovremmo chiedere udienza ad Elon Musk, lui sarebbe sufficientemente folle da darci retta.

Certo che richiede concetti e tecnologie attualmente non disponibili e questa è la vera sfida. L'unica cosa reale è che come umani per passare ad un nuovo livello di civiltà nella scala Kardasiev abbiamo bisogno di energia. Vuoi la fusione fredda, vuoi con questo metodo ma l'energia serve ad alimentare il progresso e ne abbiamo terribilmente bisogno. Ora siamo in una condizione di stand by in attesa di un risolutore.

Avevo pensato anche io al punto di Lagrange. C'è solo un piccolissimo particulate: come trasferisci l'energia sulla terra?
Ricordiamoci che un pannello fotovoltaico in un punto di Lagrange non deve usare l'energia in loco, presumibilmente, ma inviarla alla Terra o al limite ad astronavi vicine.
full member
Activity: 374
Merit: 212
November 28, 2024, 03:48:29 AM
#14
Qui però mi sorge un dubbio molto serio: esistono orbite geostazionarie polari?

Se un oggetto è sull'asse di rotazione terrestre, con quale forza contrasta la forza di gravità?
I satelliti geostazionari sono tali perché contrastano la forza di gravità con la forza centrifuga data dalla loro velocità lineare, che guarda caso, stando all'equatore, è la medesima velocità angolare della superficie.

Ma stando all polo, se non hai velocità angolare.... con cosa contrasti la forza centrifuga?
Non so se si capisce che non sono un ingegnere aerospaziale (o magari lo sono, ma sto provando a confondere le acque).

Rimane poi il problema della trasmissione della energia, ma di quello abbiamo già parlato.



Che questione interessantissima.

Dal mio punto di vista invece di usare una orbita geostazionaria che richiederebbe comunque un dispendio di energia si potrebbero usare i punti di Lagrange, nello specifico il punto di Lagrange 1, tra il pianeta e la sua stella. Nei punti Lagrangiani, grazie alla relatività, un corpo con massa molto minore rispetto agli altri due (satellite artificiale vs stella+pianeta) mantiene un'orbita stabile relativamente al sistema grazie all'interazione delle forze gravitazionali.

Ora, i punti lagrangiani sono molto più lontani rispetto alle orbite geostazionarie, però si potrebbe pensare di trasferire l'energia con un "effetto ping" ossia pingare l'energia verso altri satelliti in posizioni strategiche fino a trasferirla a terra.

In alternativa trasformare l'energia elettrica in un'altro tipo di energia (termica tramite resistori ad esempio -- oppure energia chimica con una sorta di batteria spaziale che porti a terra l'energia).

Penso che qualcosa del genere non esista, anzi  sono certo che non esiste. Dovremmo chiedere udienza ad Elon Musk, lui sarebbe sufficientemente folle da darci retta.

Certo che richiede concetti e tecnologie attualmente non disponibili e questa è la vera sfida. L'unica cosa reale è che come umani per passare ad un nuovo livello di civiltà nella scala Kardasiev abbiamo bisogno di energia. Vuoi la fusione fredda, vuoi con questo metodo ma l'energia serve ad alimentare il progresso e ne abbiamo terribilmente bisogno. Ora siamo in una condizione di stand by in attesa di un risolutore.
sr. member
Activity: 574
Merit: 467
November 13, 2024, 05:23:18 AM
#13
Per questo l'idea del Vulcanode, ovvero quella di minare con il geotermico in El Salvador, mi aveva affascinato parecchio.
In realtà credo siano ancora a livelli prototipali.

Si, esattamente. Siamo ancora lontani dall arrivo, se venissero inviati più fondi per questo tipo di ricerca sicuramente si potrebbero fare passi da gigante, c'è ancora poco interesse in realtà, ad oggi costruire un geotermico è una spesa grossissima paragonato ad altri tipi di produzione energia.
legendary
Activity: 2380
Merit: 17063
Fully fledged Merit Cycler - Golden Feather 22-23
November 12, 2024, 06:16:38 PM
#12
Questo è un quesito che ci si porrà davanti per decenni prima di trovare una soluzione efficente. La sfida più grande rimane quella di trasmettere l'energia da A a B senza l'utilizzo di un conduttore efficente come il rame, con qualsiasi raggio laser o che sia si perderebbe almeno il 90% della potenza prodotta.

Io resto dell'idea che per quanto riguarda l'energia prima di guardare verso il cielo dovremmo renderci conto che sotto i piedi abbiamo una riserva di energia molto superiore a quella che ci serve attualmente. A qualche KM sotto terra ci sono già temperature molto alte e con le giuste tecnologie si potrebbe trovare il modo di sfruttare tutta questa energia.
Certo arrivare a 5/6km di profondità non è mica uno scherzo , anzi, attualmente per l'uomo è più facile arrivare sulla luna e non scavare per più di 10km sotto terra (il record è 12km se non ricordo male) .
E' una sfida senza tempo e per quanto riguarda la ricerca di energia sostenibile e rinnovabile a mio avviso sarebbe la soluzione migliore.

Il geotermico tra l'altro è una risorsa costante ed  a bassissimo costo. L'ideale per una attività che noi piace tanto, e che di solito è accusata di inquinare tanto.
Per questo l'idea del Vulcanode, ovvero quella di minare con il geotermico in El Salvador, mi aveva affascinato parecchio.
In realtà credo siano ancora a livelli prototipali.
sr. member
Activity: 574
Merit: 467
November 12, 2024, 05:50:08 AM
#11
Questo è un quesito che ci si porrà davanti per decenni prima di trovare una soluzione efficente. La sfida più grande rimane quella di trasmettere l'energia da A a B senza l'utilizzo di un conduttore efficente come il rame, con qualsiasi raggio laser o che sia si perderebbe almeno il 90% della potenza prodotta.

Io resto dell'idea che per quanto riguarda l'energia prima di guardare verso il cielo dovremmo renderci conto che sotto i piedi abbiamo una riserva di energia molto superiore a quella che ci serve attualmente. A qualche KM sotto terra ci sono già temperature molto alte e con le giuste tecnologie si potrebbe trovare il modo di sfruttare tutta questa energia.
Certo arrivare a 5/6km di profondità non è mica uno scherzo , anzi, attualmente per l'uomo è più facile arrivare sulla luna e non scavare per più di 10km sotto terra (il record è 12km se non ricordo male) .
E' una sfida senza tempo e per quanto riguarda la ricerca di energia sostenibile e rinnovabile a mio avviso sarebbe la soluzione migliore.
sr. member
Activity: 1554
Merit: 297
November 11, 2024, 03:51:35 PM
#10
https://www.focus.it/scienza/energia/energia-solare-dallo-spazio-islanda-il-primo-paese-a-riceverla

Segnalo su Focus un breve articolo sulla sperimentazione in Islanda per ricezione di energia prodotta con luce del sole attraverso pannelli installati in orbita
legendary
Activity: 2380
Merit: 17063
Fully fledged Merit Cycler - Golden Feather 22-23
November 09, 2024, 02:35:59 PM
#9


Questo andrebbe ad esacerbare il problema del calore trattenuto per effetto serra.

Per non contare gli anni di sfiga che l’umanità dovrebbe affrontare se un razzo pieno di specchi.

Scherzi a parte, credo che queste siano idee buone solo per speculazioni intellettuali. Nei tempi necessari alla realizzazione del progetto probabilmente potremmo già e avere la fusione funzionante.

legendary
Activity: 3276
Merit: 2898
November 08, 2024, 03:50:27 PM
#8
...
Ma a parte tutto cio', secondo me noi siamo ancora lontanissimi da tencologie che possono portarci a qualcosa di simile,
pero' non siamo lontanissimi da una cosa che io ritengo quasi fattibile, un "campo fotovoltaico spaziale"

A terra l'irraggiamento energetico splare e' di circa 1 KW/metro quadro (ridotto a meno di un quarto per via del rendimento dei pannelli)
ma ha due grandissimi problemi: giorno/notte e dipendenza dal tempo metereologico.
....

Questa idea è un po' diversa ma abbastanza in tema:  https://www.reflectorbital.com/media

si tratta di una startup che vorrebbe piazzare degli specchi a qualche centinaio di km dalla superficie terrestre per poter dirigere la luce del sole sulla Terra anche di notte (ovviamente per utilizzarne l'energia).

L'idea e' interessante e non per fare il fenomeno ci avevo fatto una pensata (anche se in una forma leggermente diversa)  ma temo che questo

Forse mi e' venuto in mente il problema peggiore:

il bilancio energetico.
....


tagli molto le gambe a questo genere di progetti. Se calcoli i bilancio energetico di quanto puo' produrre un impianto del genere in energia
e quanta energia spendi per costruirlo  metterlo in orbita e tenercelo, temo che venga fuori che energeticamente non si ripaga mai.

Inoltre questo progetto specifico avrebbe il problema (se adottato su larga scala) di aumentare l'energia solare incidente
cioe' riceveremmo tutta quela normale del sole + quella riflessa dalla costellazione di specchi.

Questo andrebbe ad esacerbare il problema del calore trattenuto per effetto serra.






legendary
Activity: 1948
Merit: 2097
November 08, 2024, 12:50:12 PM
#7
...
Ma a parte tutto cio', secondo me noi siamo ancora lontanissimi da tencologie che possono portarci a qualcosa di simile,
pero' non siamo lontanissimi da una cosa che io ritengo quasi fattibile, un "campo fotovoltaico spaziale"

A terra l'irraggiamento energetico splare e' di circa 1 KW/metro quadro (ridotto a meno di un quarto per via del rendimento dei pannelli)
ma ha due grandissimi problemi: giorno/notte e dipendenza dal tempo metereologico.
....

Questa idea è un po' diversa ma abbastanza in tema:  https://www.reflectorbital.com/media

si tratta di una startup che vorrebbe piazzare degli specchi a qualche centinaio di km dalla superficie terrestre per poter dirigere la luce del sole sulla Terra anche di notte (ovviamente per utilizzarne l'energia).
legendary
Activity: 3276
Merit: 2898
October 28, 2024, 03:10:26 AM
#6
Forse mi e' venuto in mente il problema peggiore:

il bilancio energetico.

Ossia gia' a produrre tutta sta roba ci sarebbe un bel dispendio di materiali ed energia industriale, ma diciamo che si
potrebbe prelevare dall'energia gia' prodotta dall'impianto.

Ma non vedo scappatoie per (l'enorme) uso del carburante che servirebbe per mettere in orbita un elemento.
probabilmente, facendo due conti, ci vorrebbero decenni o forse secoli solo per raggiungere il bilancio energetico, senza
contare l'inquinamento, il CO2 ecc.
legendary
Activity: 2380
Merit: 17063
Fully fledged Merit Cycler - Golden Feather 22-23
October 27, 2024, 06:51:44 PM
#5

aspetto trasmissione:

trasmissione microonde
ricezione rectenna

problemi: pericolosita' del tunnel
forse si potrebbe lavorare sulla dimensione del tunnel, non un tunne stretto con una altissima densita' energetica,
ma piuttsto un tunnel molto ampio, diciamo km, in modo che la densita' energetica media non superi certi livelli pericolosi.


Un problema notevole sarebbe la manutenzione di questa struttura.
Lo spazio non è esattamente un posto tranquillo, e succedono tante cose (micrometeoriti, eruzioni solari, inconventienti meccanici ed elettronici).
Come si fa una missione di servizio ad una struttura a 36,000 Km dalla terra?

legendary
Activity: 3276
Merit: 2898
October 27, 2024, 02:12:17 PM
#4
ho fatto qualche calcolo,

aspetto orbita:

considerando le dimensioni della terra, circonferenza circa 40.000 km quindi un raggio di 6350 km circa.
l'orbita geostazionaria e' a 36.000 km dalla superfice terrestre, quindi a 42350 Km dal centro della terra.
quindi le proporzioni tra l'orbita e la terra sono circa 6.67 a 1

In pratica  cono d'ombra della terra dovrebbe essere veramente minimale, probabilmente beccato in pochissimi momenti all'anno.
credo che questo problema sia quasi trascurabile, magari con saltuari piccoli aggiustamenti dell'orbita.

------

aspetto pannelli:

supponiamo di usare i migliori ad un rendimento del 30% con un'irradiazione nello spazio di 1400W al mq quindi un rendimento elettrico di 400W circa al mq
quindi per ottenere un Gw occorrono circa 2.500.000 mq, ossia un quadrato di 1.6Km di lato, facciamo 2Km per perdite e dispersioni varie.

problemi

costo messa in orbita di tutta la roba
manutenzione
allineamento costante e perfetto.
    forse potrebbe essere una costellazione di satelliti e non una singola unita', in modo da gestirli in modo autonomo,
    e farli puntare tutti sulla stessa zona di ricezione. Il tutto potrebbe essere piu' scalabile e manutenibile.



--------

aspetto trasmissione:

trasmissione microonde
ricezione rectenna

problemi: pericolosita' del tunnel
forse si potrebbe lavorare sulla dimensione del tunnel, non un tunne stretto con una altissima densita' energetica,
ma piuttsto un tunnel molto ampio, diciamo km, in modo che la densita' energetica media non superi certi livelli pericolosi.
legendary
Activity: 3276
Merit: 2898
October 23, 2024, 02:08:43 PM
#3
Qui però mi sorge un dubbio molto serio: esistono orbite geostazionarie polari?

Se un oggetto è sull'asse di rotazione terrestre, con quale forza contrasta la forza di gravità?
I satelliti geostazionari sono tali perché contrastano la forza di gravità con la forza centrifuga data dalla loro velocità lineare, che guarda caso, stando all'equatore, è la medesima velocità angolare della superficie.

Ma stando all polo, se non hai velocità angolare.... con cosa contrasti la forza centrifuga?
Non so se si capisce che non sono un ingegnere aerospaziale (o magari lo sono, ma sto provando a confondere le acque).


Non devo scrivere la mattina, evidentemente ero mezzo addormentato.
comunque hai ragione, non puo' esistere un'orbita geostazionaria polare.

Comunque non credo sia un problema fondamentale, suppongo si possano studiare orbite per ridurre
l'ombreggiamento terrestre della stazione al minimo, e magari disporre diverse stazioni in modo tale che in media
ce ne siano illuminate un numero sufficente.  chiaro che piu' stazioni in funzione ci sono,
piu "tunnel mortali" devi predisporre, quindi il tutto andrebbe ottimizzato con una certa cura.




legendary
Activity: 2380
Merit: 17063
Fully fledged Merit Cycler - Golden Feather 22-23
October 23, 2024, 06:43:47 AM
#2
Qui però mi sorge un dubbio molto serio: esistono orbite geostazionarie polari?

Se un oggetto è sull'asse di rotazione terrestre, con quale forza contrasta la forza di gravità?
I satelliti geostazionari sono tali perché contrastano la forza di gravità con la forza centrifuga data dalla loro velocità lineare, che guarda caso, stando all'equatore, è la medesima velocità angolare della superficie.

Ma stando all polo, se non hai velocità angolare.... con cosa contrasti la forza centrifuga?
Non so se si capisce che non sono un ingegnere aerospaziale (o magari lo sono, ma sto provando a confondere le acque).

Rimane poi il problema della trasmissione della energia, ma di quello abbiamo già parlato.

legendary
Activity: 3276
Merit: 2898
October 23, 2024, 02:20:02 AM
#1
In una discussione nella sezione principale abbiamo parlato di Sfere di Dyson
e babo ha tirato fuori un bel video in merito all'argomento che io conoscevo per via della mia passione astronomica
(si dice che vi siano alcuni oggetti osservabili candidati potenziali sfere di dayson https://www.wired.it/article/sfere-di-dyson-alieni-teoria-studio-intervista/ )

Ma a parte tutto cio', secondo me noi siamo ancora lontanissimi da tencologie che possono portarci a qualcosa di simile,
pero' non siamo lontanissimi da una cosa che io ritengo quasi fattibile, un "campo fotovoltaico spaziale"

A terra l'irraggiamento energetico splare e' di circa 1 KW/metro quadro (ridotto a meno di un quarto per via del rendimento dei pannelli)
ma ha due grandissimi problemi: giorno/notte e dipendenza dal tempo metereologico.
In pratica l'energia fotovoltaica prodotta a terra va necessariamente integrata con altre forme (batterie, generatori, rete elettrica)
e questo secondo me ne limita fortemente un diffuso utilizzo industriale.

pero' se ci spostiamo nello spazio, abbiamo due vantaggi.
l'irraggiamento sale 1.4 KW/metro quadro e con un opportuno piazzamento geostazionario,
possiamo togliere il problema del giorno notte, ad esempio un campo fotovoltaico geostazionario
posizionato sopra un polo, ma non rotante come la terra, in questo modo resta sempre assiale con
un ipotetica stazione ricevente e non ha il problema giorno notte.

Il vero problema suppongo sia la trasmissione dell'energia prodotta a terrra, quindi a 36.000Km circa di distanza,
infatti tutta l'energia prodotta andrebbe portata a terra, suppongo via microonde o laser, su una rotta
che sarebbe letteralmente mortale per qualunque cosa ci passi in mezzo.

Purtuttavia, credo che questo tipo di soluzione andrebbe sicuramente approfondita, e credo
che ci siano studi prove e test in corso.

Se ne sapete qualcosa di piu', la materia mi interessa.


https://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_power_transfer
https://www.focus.it/scienza/energia/trasmissione-energia-elettrica-senza-fili







Jump to: