Космонавтика: рациональная концепция развития структуры мировой энергетики. Часть III

022316 1335 12 Космонавтика: рациональная концепция развития структуры мировой энергетики. Часть III

На следующих этапах атомная энергетика на основе реакторов деления будет постепенно заменяться на энергетику термоядерного синтеза, с более высоким КПД получения электроэнергии (область 4), чем в обычных атомных электростанциях. Обеспечение повышенной экологической безопасности термоядерной энергетики может быть достигнуто при использовании более экологически чистого термоядерного топлива на основе гелия-3 (3Не). Поэтому надо приложить усилия для скорейшего освоения реакции термоядерного синтеза.

022316 1335 8 Космонавтика: рациональная концепция развития структуры мировой энергетики. Часть III

Концепция развития структуры мировой энергетики в XXI в.:

1 — углеродная и углеводородная энергетики; 2 — энергетика на возобновляемых источниках; 3 — наземная ядерная энергетика; 4 — наземная термоядерная энергетика; 5 — космическая энергетика для Земли из земных материалов; 6 — космическая энергетика для Земли из лунных материалов; 7 — космическая энергетика для обеспечения внеземного производства; 8 — начало функционирования лунного производства; 9 — начало функционирования энергоемкого производства в космосе; 10-земная энергетика при неуправляемом производстве (по потребности); 11 — потребности в земной энергетике при использовании энергосберегающих технологий; 12-энергетика, используемая под атмосферой

Космическая энергетика предварительного этапа, построенная из земных материалов (область 5), одновременно с внесением посильного вклада в общую энергетику Земли, должна решать важную задачу — отработку технических средств по производству электроэнергии в космосе и безопасной передачи ее на Землю. Особо следует отметить, что при равных мощностях производства электроэнергии на Земле и в космосе общие выбросы продуктов сгорания в атмосферу от ракет-носителей примерно в 30 раз меньше чем выбросы только загрязнителей воздуха, воды, грунта (SO2, NO2, зола, пыль и др.), при использовании ископаемых топлив.

 

022316 1335 13 Космонавтика: рациональная концепция развития структуры мировой энергетики. Часть III

Мощность космической энергетики, использующей земные материалы, будет определяться техническим потенциалом Человечества и может быть оценена по формуле:

022316 1335 14 Космонавтика: рациональная концепция развития структуры мировой энергетики. Часть III

 

где Г — частота пусков ракет-носителей в год; T — время эксплуатации кванта энергопроизводящей системы, выводимого при ее создании и поддержании; катм — коэффициент полезного действия прохождения атмосферы энергетическим лучом; mуд— удельная масса конструкции и оборудования на рабочей орбите, требуемая для получения одного киловатта энергии, полученной в космосе и преобразованной в транспортировочный вид.

 

Учитывая перспективы роста цен на ископаемые топлива и возможность введения штрафов за выбросы СO2, можно ожидать, что в перспективе при равных энергиях, поставляемых потребителю, затраты на использование ископаемых топлив будут сопоставимы и могут даже превышать затраты на космическое энергоснабжение. Оценки показали, что доля космического сегмента энергетики на первом этапе может составить от 2 до 4% от производимой в конце прошлого века электроэнергии в мире.

 

Для увеличения этой доли целесообразно перейти к следующему этапу развития космической энергетики, на котором будут использоваться лунные ресурсы. Поэтому следующим этапом развития энергетики должно быть освоение Луны с организацией на ней промышленного производства на базе местных материалов и создание космической энергопроизводящей системы из внеземных материалов для обеспечения Земли (область 6). При этом добычу материалов для солнечных орбитальных или размещаемых на поверхности Луны энергостанций, рационально совместить с получением термоядерного топлива 3Не с последующей транспортировкой на Землю для использования в термоядерных электростанциях. Преимущество термоядерной реакции 3Не заключается не только в том, что она высвобождает меньше нейтронов, индуцирующих радиоактивность в конструкционных элементах реактора, но в том, что ее энергетический выход может быть преобразован в электроэнергию при эффективности в два раза более высокой, чем в современном ядерном реакторе. Вероятней всего необходимо будет найти разумное сочетание использования солнечной энергии и термоядерной энергии из лунных запасов 3Не. Использование 3Не в еще больших масштабах возможно после создания добывающих комплексов и флотилии космических танкеров, доставляющих его с дальних планет — это уже третий этап развития космической энергетики.

 

022316 1335 15 Космонавтика: рациональная концепция развития структуры мировой энергетики. Часть III

Создание крупномасштабной энергопроизводящей системы в космосе потребует разработки высокоэффективных экологически чистых средств выведения в космос и последующей транспортировки в космосе с существенным снижением стоимости доставки единицы массы на рабочую орбиту, отработки технологии сборки в космосе конструкций большой протяженности, повышения роли пилотируемой космонавтики.

 

Следующий этап развития мировой энергетики характеризуется насыщением энергетической мощности под атмосферой Земли до уровня, близкого к предельно допустимому, и вынесением энергоемких производств за пределы земной атмосферы (область 7). Дальнейший рост энергетики Цивилизации будет связан с ростом внеземной промышленной инфраструктуры и космической экспансией Человечества.


Найти на unnatural: Космонавтика рациональная концепция развития структуры мировой энергетики Часть
Автор: admin | 26 Февраль 2016 | 96 просмотров

Новые статьи:

Все размещенные на сайте материалы без указания первоисточника являются авторскими. Любая перепечатка информации с данного сайта должна сопровождаться ссылкой, ведущей на www.unnatural.ru.
Rambler's Top100