Pitanje:
Bi li geotermalna energija bila praktična na lunarnoj bazi?
James Jenkins
2013-07-26 15:51:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

S obzirom na dovoljnu količinu tekućine u obliku vode ili drugog prikladnog medija, bi li upotreba geotermalne energije bila praktična ili izvediva za pogon lunarne kolonije?

Wikipedia (referencirano) daje unutarnju temperaturu za jezgru mjeseca od 1600–1700 K, što bi se činilo da je lako dovoljno za stvaranje pare za pogon turbina. Za razliku od zemlje, u blizini površine nema vulkanske aktivnosti pa bi bušenje vjerojatno moralo biti mnogo dublje, koliko duboko nisam siguran.

Ostali izazovi su potresi i nedostatak vode u zemlji. Što bi moglo dovesti do većeg rizika od pucanja cijevi i curenja tekućine za prijenos topline (isušena Luna brže će ispirati tekućine).

Samo ako prikupite geotermalnu energiju na Islandu i preusmjerite je na lunarnu bazu pomoću mikrovalova.
četiri odgovori:
#1
+14
SF.
2013-07-26 16:33:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

"Mnogo dublje" bušenje moralo bi biti približno 900 km da bi se približilo jezgri. Nikada na Zemlji nije pokušano bušenje ove razmjere. Niža gravitacija olakšat će, ali ne i puno lakše, a s vremena na vrijeme ćete morati imati crpne stanice - niti jedna cijev neće izdržati 900 km dugačku kolonu vode, čak ni u lunarnoj gravitaciji.

Povrh poteškoća koje nabrajate nalazi se punjenje cijevi vodom - kako bi se isplatilo i ne ohladilo na nulu unutar prvih 100 metara, cijevi bi trebale imati razuman promjer. Recimo, presjek 1m ^ 2 * duljina 900.000m, puta dva (gore i dolje), to je 1.800.000 tona vode samo da se napuni. Kako ga planirate dovesti tamo?

Sigurno biste mogli pokušati proizvesti električnu energiju duboko tamo dolje i poslati je žicama. To zahtijeva ciklus grijanja-> hlađenja vode, iako imate grijanje lokalno, hlađenje može predstavljati neke probleme. Ne možete koristiti jeftino isparavanje ili konvekciju. Prilično ste zaglavljeni u rasipanju u izvornu stijenu, ogromnu mrežu tankih cijevi koja odvodi toplinu u stijenu dovoljno daleko od "vruće zone" da to isplati. Što dalje dobivate više vode trebate.

S druge strane:

  • nema zraka za širenje sunčeve topline
  • nema oblaci da ga ometaju
  • prašina leti vrlo kratko, a da je vjetar ne nosi, da pokrije ploče.
  • mjesečno se vrši jedna rotacija, tako da sustavi automatskog podešavanja većinu praznog hoda način na koji
  • su opasnosti od potresa minimalne na površini.
  • nema potrebe za velikim količinama skupih materijala poput vode. Kvarca ima puno na površini.
  • Sigurno imate pola mjeseca dugu noć (kada ćete možda trebati iskoristiti pohranjenu energiju ili je povući žicom s druge strane Mjeseca ... ili barem upotrijebite orbitalni reflektor da ga dovedete do ploča), ali tada dobivate pola mjeseca konstantne energije.

Drugim riječima, ako ne bismo imali mogućnost obilne, učinkovite, jeftine solarne energije, mogli bismo se osjećati prisiljenima potražiti druge opcije poput geotermalne na Mjesecu. Trenutno, međutim, jednostavno nema razloga odabrati rješenje za nekoliko redova veličine skuplje kada imate nešto tako jeftino i učinkovito kao sunčeva energija.

ako odaberete solarnu, što ćete raditi dva tjedna noći?
@airtonix: izgradnja dalekovoda s osunčane strane bio bi manji pothvat od izgradnje geotermalne elektrane.
Zašto bušite duboko da biste dobili toplotni gradijent? Mjesec upotrijebite kao hladnjak. Voda se brzo zagrijava na paru koristeći površinsku sunčevu svjetlost koja okreće turbinu, a voda se odvodi u rezervoar koji je hladi natrag. Mjesec je konstantno oko -20c kad jednom padnete na samo nekoliko metara ispod površine. Mogli biste neograničeno održavati gradijent od 293 stupnja Celzija.
Umjesto da solarnu elektranu gradimo na mjestu koje je mračno po dva tjedna, zašto je jednostavno ne bismo izgradili na jednom od polova? Mogli biste sagraditi veliki niz koji se može okretati jednom mjesečno kako bi ostao izravno usmjeren prema suncu, zar ne? Na Zemlji solarna energija na polovima ne bi bila vrlo učinkovita jer nizak kut sunca znači da postoji puno atmosfere na putu prije nego što svjetlost dođe do ploča, ali to nije problem na Mjesecu
#2
+7
PearsonArtPhoto
2013-07-26 16:41:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Prvo je pitanje, koliko morate bušiti? Pronašao sam članak koji pruža razuman temperaturni profil. S obzirom na taj profil, koliko bismo daleko trebali ići? Čini se da se većina geotermičkih izvora energije oslanja na vodu u blizini točke vrenja, odnosno ~ 400 K. S obzirom na to da kao naša referentna vrijednost čini se da model kaže da bismo trebali povući oko 70 km duboko da bismo je povukli.

Pa, dokle smo stigli na Zemlji? Ovaj članak na Wikipediji navodi 12 km iskopanu rupu. To je daleko od 70 km! A to zahtijeva puno teške mehanizacije da bi se postigao ovaj podvig!

U krajnjoj liniji, to bi se moglo učiniti, i vjerojatno će se to učiniti jednog dana, ali za sada postoje daleko praktičniji načini za dobivanje snage.

Koliko duboko? Doista, ne bi li se moglo preskočiti bušenje i iskoristiti temperaturnu razliku između trajne (krater) sjene i (dnevnog) sunca obasjanog područja kako bi na površini bio geotermalni izvor energije poput energije?
Znam da je ovo staro pitanje, ali razlog što smo u zemlju ukopali samo 12 KM je zbog toga što zemlja vruće postaje 12 KM ispod površine. Kopanje dolje nije problem, već pronalazak bušilice koja može kopati na visokoj temperaturi. Teoretski bismo možda mogli iskopati 70 KM u Mjesec, premda bi nam vjerovatno trebalo puno vremena i puno opreme koju trenutno nemamo na Mjesecu.
#3
+3
Ken Fabian
2019-09-20 03:10:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nije ista vrsta geotermalnih, ali - toplotne pumpe sa zemaljskim izvorom, zvane geotermalne dizalice topline, mogu imati potencijalnu uporabu za grijanje i hlađenje zgrada staništa. Te stvari koriste zemlju kao hladnjak i izvor topline. Oni su također reverzibilni tako da hlađenje zgrada dodaje toplinu stijeni i zemlji oko cjevovoda, što se kasnije može povratiti (s određenim gubicima) za grijanje. Oni zahtijevaju izvor napajanja za crpke.

Očekivao bih da bi nedostatak vlage u lunarnom "tlu" smanjio vodljivost topline pa bi možda trebalo biti gušće uređeno. Ukopani cjevovodi se obično koriste, međutim koriste se i bušotine u čvrstoj stijeni, što bi moglo biti prikladnije. Manja vodljivost može zapravo smanjiti gubitak topline izvan učinkovitog raspona izmjenjivača topline.

(dodan PS) Ovakve vrste sustava mogu raditi isključivo kao skladište toplinske energije, ali češće koriste sezonsko grijanje i hlađenje podzemlja. Na ispravnoj dubini trebali bi moći koristiti toplinu iz Lunarnog dana koja traje dovoljno dugo da traje Lunarnu noć.

#4
+2
ray
2019-09-18 15:13:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ne biste trebali koristiti vodu! Možete koristiti metan i druge ugljikovodike koji bi se mogli koristiti. Imaju puno niže točke smrzavanja.

Znam da na Mjesecu ima vode, nisam siguran u vezi s ugljikovodicima, pa sam postavio novo pitanje [Postoje li ugljikovodici na Mjesecu?] (Https://space.stackexchange.com/q/38884/109)


Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...