Topic: Campo fotovoltaico spaziale. (Read 159 times)

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.

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.

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.

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

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.

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


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.

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).

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.

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?

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.

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.

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.

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