Domanda:
Un mulino a vento solare nello spazio sarebbe pratico?
James Jenkins
2013-07-23 15:50:44 UTC
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Da questa domanda sappiamo che le celle solari sono problematiche quanto più ci si allontana dal sole. Sappiamo che le vele solari forniscono una propulsione praticabile lontano dal sole.

Sarebbe pratico utilizzare un mulino a vento solare per generare energia sufficiente per alimentare una stazione spaziale?

Dato che almeno due mulini che girano in direzioni opposte sarebbero necessari per la stabilità.

Mia moglie possiede [questa maglietta] (http://www.zazzle.com/what_if_we_could_harness_solar_wind_for_energy_tshirt-235923441542802166).
Tre risposte:
#1
+19
PearsonArtPhoto
2013-07-23 16:08:03 UTC
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Non proprio. La pressione dovuta al vento solare è di circa 1-6 nPa (vedi Wikipedia). La pressione dovuta alla sola luce del Sole sulla Terra è in realtà più alta, a circa 9 nPa ( Fonte). La massa fa una certa differenza, ma supponiamo che in qualche modo si possa ottenere una massa di un mulino a vento di 1 metro quadrato a 1 grammo. La potenza effettiva sarebbe molto piccola, molto inferiore a un Watt.

Supponendo un'efficienza del 35% con i pannelli solari, che è ottenibile, la quantità di energia che 1 metro quadrato di celle solari potrebbe generare sarebbe di circa 450 W.

E poi ci sono i problemi per i quali la pressione tenderebbe a spingere il tuo dispositivo sempre più lontano dal Sole ogni momento che passa, e che sarebbero molto difficili da correggere. Per non parlare del fatto che ciò toglierebbe ancora di più l'efficacia, poiché essenzialmente ti muoveresti con il vento solare, non permettendogli così di alimentare la tua stazione. In conclusione, è un'idea interessante, ma semplicemente non funzionerà.

Quello che non capisco dalla tua risposta è come puoi presumere l'efficacia di "meno di un Watt". I mulini a vento sulla Terra sono fissati alla Terra. La Terra è semplicemente "pesante", quindi puoi trascurare qualsiasi forza che viene applicata alla Terra attraverso il mulino a vento. Tuttavia, nello spazio, come "aggiustereste" il mulino a vento per ottenere un'efficacia in primo luogo? Voglio dire, alla fine sarebbe "spazzato via" ... Hai bisogno di un enorme contrappeso per far funzionare questo.
@ernestopheles: Questo è l'ultimo paragrafo della mia dichiarazione, dicendo che se non fossi attento, la cosa sarebbe semplicemente volata via. Credo che tu abbia ragione, ciò diminuirebbe anche l'efficacia del sistema. Hmmm ...
@ernestopheles Se stai ricevendo molta pressione di radiazione, puoi mantenere la stazione in un'orbita un po 'artificiale, in modo tale che lo slancio venga trasferito alla Terra. Inoltre, per una metrica generale dell'efficienza del mulino a vento rispetto ai pannelli solari, basta guardare a quale frazione della velocità della luce viaggiano le punte del mulino a vento. Se sta andando meno di 0,01 c, allora dovrebbe (ballpark) essere inferiore all'1% dell'efficienza di un normale pannello solare.
@AlanSE Sì, è il (trasferimento di) quantità di moto (e la relativa meccanica orbitale), che mi fa chiedere come potrebbe funzionare.
#2
+1
Steve Linton
2018-04-20 17:06:40 UTC
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Qualsiasi progetto basato su "vele" fisiche sarà inevitabilmente costituito da molte grandi membrane sottili ancorate a qualche struttura. Se usi le stesse membrane di un concentratore solare per catturare la luce solare da una vasta area e concentrarla su un'area molto più piccola di celle solari, otterrai sempre più energia. (la pressione del vento solare è nano-pascal, la forza per metro quadrato è nanoNewton. Anche se i blaes si muovono a chilometri al secondo sono ancora solo microWatt di potenza. D'altra parte ci sono pochi Watt / metro quadrato di l'energia solare si estende fino a Nettuno.

Se potessi rendere le tue "vele" puramente magnetiche (essenzialmente anelli di filo superconduttore il cui campo magnetico ha reagito contro il vento solare, allora potresti arrivare da qualche parte, poiché un una piccola massa di filo potrebbe racchiudere un'area di molti chilometri quadrati e subire una forza significativa.

#3
  0
Uwe
2017-02-28 01:08:43 UTC
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Qualsiasi metodo di produzione di energia solare è problematico quanto più ci si allontana dal sole. Se si aumenta la distanza da 1 AU (Unità Astronomica, la distanza dal Sole alla Terra) a 5 AU, la densità di energia solare diminuisce a 1/25 Le celle solari avrebbero bisogno di un'area molto più ampia e anche di tutti gli altri metodi di generazione di energia solare . Un mulino a vento solare richiederebbe parti meccaniche in movimento, questo è un problema per l'affidabilità a lungo termine. Finché l'efficienza di un mulino a vento solare è molto inferiore a quella dei pannelli solari, l'area necessaria è molto più ampia.

La missione Rosetta ha dimostrato con successo l'uso di pannelli solari con un'area di 64 metri quadrati in una distanza di 3,4 e 5,25 UA.

Questo non risponde alla domanda


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