Система энергоснабжения на начальном этапе развертывания лунной базы

Считаете, что на Земле гораздо больше красот, чем на безжизненной Луне, и поэтому планируете в самое ближайшее время совершить кругосветное путешествие? Что ж, в таком случае я рекомендую Вам покупать авиабилеты на http://aviapoisk.ru. Дело в том, что данный сервис позволит Вам быстро найти самые дешевые билеты, благодаря чему Вы сможете значительно сократить расходы на свое путешествие!


080814 0954 1 Система энергоснабжения на начальном этапе развертывания лунной базы

Для начального этапа развертывания лунной базы возможно организовать энергоснабжение на основе солнечных батарей и аккумулятора энергии. После развертывания атомной электростанции такая система может служить резервной системой аварийного снабжения энергией, газами, водородом, кислородом и водой.

 

С учетом достигнутых энергомассовых характеристик и возможностей производства в качестве первичного источника для энергоустановки лунной базы можно рассматривать солнечные батареи с фотопреобразователями на базе кристаллического кремния, аморфного кремния и многопереходные системы на основе арсенида галлия. Из-за наличия на Луне значительных промежутков времени (около 13,5 земных суток) с отсутствием солнечного излучения в состав энергоустановки входит накопитель энергии, в качестве которого возможно использование аккумуляторных батарей различных типов, электромеханических накопителей (маховиков) и регенеративных энергетических установок на базе электрохимических генераторов (ЭХГ) и электролизера. За промежуток времени, когда имеется поток солнечного излучения, первичный источник часть мощности отдает потребителю, а часть мощности запасает в накопителе. Во время теневого участка, когда солнечный первичный источник отсутствует, накопитель отдает энергию потребителю.

 

Условия работы фотоэлектрических преобразователей на поверхности Луны существенно отличаются от таковых на орбитальных космических аппаратах. В первую очередь это касается температуры, поскольку кроме непосредственного солнечного облучения они подвержены тепловому облучению со стороны нагретого лунного грунта. Поэтому солнечную батарею для лунной базы рекомендуют формировать из фотоэлектрических преобразователей на основе гетероструктур из арсенида галлия (GaAs), поскольку в этом случае солнечная батарея будет иметь втрое меньшую площадь по сравнению с батареей на основе аморфного кремния при примерно одинаковых энергомассовых характеристиках. Малая площадь батареи позволит выполнить ее в варианте постоянной ориентации на Солнце, что увеличивает общую эффективность использования солнечного излучения.

 

080814 0954 2 Система энергоснабжения на начальном этапе развертывания лунной базы

Наиболее привлекательным вариантом системы накопления энергии является использование топливных элементов (электрохимических генераторов), в которых происходит прямое преобразование химической энергии горючего (водорода) и окислителя (кислорода) в электрическую энергию. Образующаяся в ходе реакции вода запасается в баках и в течение лунного дня может быть разложена (например, в электролизере, который питается от солнечных батарей) на водород и кислород для последующего их использования. Теоретическое значение выделяемой энергии при соединении водорода и кислорода в стехиоме-трическом соотношении составляет 4330 Втхч/кг. Достигнутая к настоящему времени эффективность преобразования выделяемой энергии в электрическую зависит от типа ЭХГ и составляет 50-70%. Эффективность электролизеров для разложения воды также достаточно высока и составляет 70-80%. Удельные массы основных агрегатов — ЭХГ и электролизера относительно невелики. Для ЭХГ с твердополимерным электролитом (рабочая температура 60-80°С) удельная масса составляет 5-6 кг/кВт при мощности в несколько киловатт. Электрохимические генераторы на базе топливных элементов с щелочным матричным электролитом позволяют реализовать большие мощности. Так, ЭХГ «Фотон» разработки Уральского электрохимического комбината при массе 160 кг может вырабатывать электрическую мощность 20 кВт. За счет уменьшения толщины активных ячеек топливных элементов возможно снижение удельной массы ЭХГ до 5 кг/кВт.

 

080814 0954 3 Система энергоснабжения на начальном этапе развертывания лунной базы

Удельная масса электролизера с учетом системы подготовки воды, фильтрации газов, силовой конструкции (особенно для электролизеров высокого давления) составляет -30 кг/кВт.

 

Водород и кислород для обеспечения работы ЭХГ в течение лунной ночи хранятся в газообразном виде в баках высокого давления (30-40 МПа) при пониженной температуре ~200 К.


Найти на unnatural: Система энергоснабжения на начальном этапе развертывания лунной базы
Автор: admin | 8 Август 2014 | 113 просмотров

Новые статьи:

Оставить комментарий:

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