Энергообеспечение Обитаемой Лунной Базы. Опции

[Плазма]

Здравствуйте уважаемые электрики!
Я занимаюсь проектированием Обитаемой Лунной Базы. Для её энергоснабжения я разработал специальный план. Но так как я не электрик, у меня возникло множество вопросов и проблем при проектировании. Очень хотелось бы услышать мнение серьёзных специалистов. Начнём с того что я изложу принцип работы этой системы.
Лунная база которую необходимо обеспечить электроэнергией находится в точке, расположенной в окрестности Северного полюса Луны. Т.е. на широте 90 градусов С.Ш. Далее мы доставляем в точку, на шитоту 80 градусов С.Ш. 0 градусов В.Д , солнечную электростанцию. Потом доставляем вторую солнечную электростанцию, тоже на широту 80 С.Ш., но вторая координата уже 180 градусов В.Д. Таким образом вторая электростанция находится в точке прямо противоположной первой электростанции. Этим мы обеспечиваем круглосуточное энергообеспечение Лунной базы вне зависимости от времени суток. Когда одна электростанция находится в тени, другая обязательно на свету.(Тут требуется знание основ астрономии, если кому не понятна схема). Для наглядности прилагаю рисунок.
Теперь мы должны соединить эти две электростанции кабелем с Лунной базой. Нужно отметить что длина такого кабеля равна 303.000м или 303км. Сразу скажу, что материал алюминий и это не обсуждается. Диаметр провода 3,8мм. Изолятор Фторопласт-4Д. Наша задача как можно больше доставить электроэнергии к базе. У меня возникла куча вопросов:1.Как меняется сопротивление в зависимости от температуры? Нужны точные данные. 2.Какую максимальную нагрузку способен выдержать провод такого диаметра? 3.Как зависит диаметр изолятора от напряжения и силы тока? 4.Сколько мы потеряем преобразуя постоянный ток электростанции в переменный с помощью инвертора?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[antno]

мялок, при сечении 4мм аллюминиевым проводом, длине 303 км и напряжении 220в, вы не сможете передать мощность более 1 ватта , и то на другом конце линии придет всего 200.219 вольта, на 1 ватт будет 20 вольт потери. постоянный ток даже и рассматривать не стоит, там потери еще большие

Короче, мил человек, поставь давно придуманный РИТЭГ, мощность правда невелика, но ты побольше напихай

Сообщение отредактировал antno - 22.10.2013, 0:26

[Плазма]

antno-а не могли бы Вы расчёт выложить. Как Вы получили 1 Ватт? РИТЭГ-сам по себе дорогое удовольствие, я уже не говорю о цене доставки их на Луну. Ещё Вы мне 0,2 мм к диаметру добавили. Спасибо. У меня и так масса на пределе. Я каждый грамм считаю, Ракеты-Носители ведь не резиновые. Площадь сечения провода диаметром 3,8 мм 11,3354 мм^2. А его сопротивление 748,4518 Ом(при 20 градусах).

[antno]

Господи,, что творится в стране с образованием???? да не прибавил, а убавил, и не 0,2



Ну хорошо, пусть 10,6 площадь сечения, стандартная аллюминиевая жила-десятка, диаметр 3,67 мм

В этом случае вы сможете получить на базе 241 В напряжения, при ПОСТОЯННОЙ НАГРУЗКЕ 19,85 кВт, при условии что источник энергии выдает ровно 6000 вольт переменного напряжения

сами проверьте http://www.ivtechno.ru/raschet_4

а при стандартных 220В вы сможете передать от силы 3 ватта мощности хватит на одну слабенькую лампочку, диаметр изоляции ниначто не влияет, кроме как на пробивные характеристики, но лунный грунт врядли является хорошим проводником тока

При лунных условиях изоляцией можно принебречь, как раньше на воздушках никаких изоляций небыло, но при температуре лунной поверхности до 180" днем..сопротивление аллюминия увеличится ведь, потери возрастут. в любом случае по десятке аллюминия на 303 км передать постоянный ток невозможно, ибо потери там совершенно гигантские

Хорошо, пусть U источника питания будет 3000В постоянного тока
Тогда через проводник сечением 10 и длиной 303000 метров с потерями 10% напряжения (2700в) в конечной точке, мы сможем передать примерно 0,530 кВт энергии, с силой тока около 0,177 Ампера

На изоляции можно сэкономить если применить опоры, правда как быть с коэффициентом теплового расширения и провисами проводов на ВЛ..Но с другой стороны ветра там нету, силовая нагрузка меньше, снега тоже нету.

Дело за малым - построить солнечную электростанцию соответствующего напряжения и мощности хотя можно, учитывая температуру нагрева поверхности солнцем тупо использовать термоэлектрические элементы правда у луны полюса всегда обращены к солнцу

А вообще вы не по адресу, вам надо на форум Голливуда, они там 20.07.1969 всему миру красивый ролик показывали с Армстронгом. Да только про радиационные пояса Ван Аллена забыли, и чтото их "подвиг" потом ни одна страна повторить не пыталась, кроме Китая, но штаты быстренько выплатили Китаю солидный гонорар на несколько миллиардов долларов

[Плазма]

antno-Я слишком быстро прочитал и не увидел 4 мм^2, а увидел ,,при сечении 4мм,, вот и ошибся. А с образованием у меня всё в порядке. Ресурс полезный-буду пользоваться. Что значит ,,при ПОСТОЯННОЙ НАГРУЗКЕ 19,85 кВт,,? Я считаю так:1мм^2 алюминиевого провода выдерживает 4А при 220В. Т.е. мощность P=4*220=880 Ватт. Это означает что провод сможет максимум выдержать 880*11,3354=9975,152Вт=9,975кВт. Или я не прав? ,,правда у луны полюса всегда обращены к солнцу,,-С чего Вы взяли? Ещё о температуре-температура на Луне на широте 80 градусов никогда не поднимается выше 0 градусов! Что касается мощности электростанции, то можно достаточно легко забросить 12 кВт. Можно и больше, но всё определяет диаметр провода. Ещё вопросик. У нас ведь кабель один, как постоянный ток напряжением 3000В потечёт по проводу?

[Roman D]

Уж не знаю, какой тип солнечной электростанции там напроектирован, но он должен быть защищён от вредного воздействия нашего светила (нет-нет, это я не про себя ). А то получишь от солнышка в инвертор поток заряженных частиц - и прощай бесперебойное электроснабжение. И жизнь вместе с ним. Там ведь на Луне с этим строго.

[antno]

antno-Я слишком быстро прочитал и не увидел 4 мм^2, а увидел ,,при сечении 4мм,, вот и ошибся. А с образованием у меня всё в порядке. Ресурс полезный-буду пользоваться. Что значит ,,при ПОСТОЯННОЙ НАГРУЗКЕ 19,85 кВт,,? Я считаю так:1мм^2 алюминиевого провода выдерживает 4А при 220В. Т.е. мощность P=4*220=880 Ватт. Это означает что провод сможет максимум выдержать 880*11,3354=9975,152Вт=9,975кВт. Или я не прав? ,,правда у луны полюса всегда обращены к солнцу,,-С чего Вы взяли? Ещё о температуре-температура на Луне на широте 80 градусов никогда не поднимается выше 0 градусов! Что касается мощности электростанции, то можно достаточно легко забросить 12 кВт. Можно и больше, но всё определяет диаметр провода. Ещё вопросик. У нас ведь кабель один, как постоянный ток напряжением 3000В потечёт по проводу?

никкк, только 2 жилы тянуть

А дело не в том сколько провод то выдержит, а в том что при такой длине будут офигительные потери, вы в своем уме 303 тысячи метров тонким проводом тянуть?? Вы просто не сможете при такой офигенной длине брать те 10 квт которые заявили, у вас напряжение на базе упадет до таких величин, что ни одна дохлая лампешка гореть не будет

Есть же типовой расчет потерь для длины, материала и сечения.

К примеру для нагрузки типа кран подъемный 120 кВт рекомендуется брать кабель минимум 3х70+1х35, при меньшем сечении и длине допустим 100 метров двигатель лебедки просто не запускается, так как напруга на нем при пуске просаживается с 380 до 300 и ниже.

Да и потом, а что вы таким мизером мощности собрались питать на лунной базе??? РИТЭГ эффективнее будет

[Roman D]

для нагрузки типа кран подъемный 120 кВт рекомендуется брать кабель минимум 3х70+1х35

На Луне крану легче, чем на Земле...

[FRAER]

При таком проводе... Однозначно надо повышать напряжение, и чем выше - тем лучше, тем меньше потери...
Можно и постоянное напряжение передавать, имхо, это даже лучше, ведьтогда мы избавляемся от реактивного сопротивления, которое тут тоже не маленькое.
раз массу вы вычислили и она у вас ограниченная, видимо массу изоляции вы не учли, знаит провода будут голые. А это надо стоить ВЛ, тут надо будет и опоры обсчитывать с нуля, типовые не подойдут, и длину пролета надо будет считать, ведь стальную несущую жилу мы тоже в массе не учли...
В общем напругу надо поднимать, например, до 100кВ или лучше до ультравысокого, 1МВ, чем выше - тем большую мощность передадим...

Но тут надо еще тщательно продумать защитные меры нашей ВЛ (хотя ВЛ это назвать-то и нельзя, воздуха-то нет), во-первых, от уф-излучения и солнечной радиации, а во-вторых от метеоритов, которым ничего не мешает тут достигать поверхности...

может быть, надежнее проложить кабель в грунте, но тут значительно увеличится его масса за счет изоляции причем напряжение-то высокое, изоляция нужна неплохая...

[Sinus]

Отказывайтесь от установки эл.станций на расстоянии 606 км друг от друга.
Солнечные батареи ставьте прямо на полюсе, там же вроде нет полярной ночи. Или ваши эл.станции стоят как раз на краю полярного круга? Я не силен в устройстве Луны.
Так вот если нет полярных ночей, то плоскость батарей расположить под 90 градусов к солнечным лучам вокруг базы (как забор).
Если все же есть полярная ночь, то без трансформаторов не обойтись.

Низкие температуры будут благотворно влиять на сопротивление алюминиевой проводки, если вкратце то чем холоднее металл тем ниже удельное сопротивление. Так же низкие температуры слегка повысят КПД солнечных батарей.
Давайте побольше пишите, мне интересно, чем смогу помогу. А то все Земля, да Земля - скучно. )))))

Сообщение отредактировал Sinus - 22.10.2013, 6:56

[antno]

На Луне крану легче, чем на Земле...

ну крану то легче, но я извиняюсь, что при уменьшении g изменятся пусковые токи??? или может по дороге на луну двигатель сам перемотается более тонким проводом на меньшего размера сердечник??

При таком проводе... Однозначно надо повышать напряжение, и чем выше - тем лучше, тем меньше потери...
Можно и постоянное напряжение передавать, имхо, это даже лучше, ведьтогда мы избавляемся от реактивного сопротивления, которое тут тоже не маленькое.
раз массу вы вычислили и она у вас ограниченная, видимо массу изоляции вы не учли, знаит провода будут голые. А это надо стоить ВЛ, тут надо будет и опоры обсчитывать с нуля, типовые не подойдут, и длину пролета надо будет считать, ведь стальную несущую жилу мы тоже в массе не учли...
В общем напругу надо поднимать, например, до 100кВ или лучше до ультравысокого, 1МВ, чем выше - тем большую мощность передадим...

Но тут надо еще тщательно продумать защитные меры нашей ВЛ (хотя ВЛ это назвать-то и нельзя, воздуха-то нет), во-первых, от уф-излучения и солнечной радиации, а во-вторых от метеоритов, которым ничего не мешает тут достигать поверхности...

может быть, надежнее проложить кабель в грунте, но тут значительно увеличится его масса за счет изоляции причем напряжение-то высокое, изоляция нужна неплохая...

А интересно, какова токопроводность лунного грунта, при условии что там нету ни воды, ни воздуха, минеральные вещества без воды ток не проводят, диссоциации нету , разве если в расплавленном виде, но там таких условий нету ))

[savelij®]

У меня возникла куча вопросов:.....

Вот из-за этой кучи тему перенёс в соответствующий раздел.

[Sinus]

ИМХО
Пусковой ток двигателя будет меньше. Он будет легче, а значит его проще провернуть.
А вот вопрос- чем охлаждать двигатель?

[Roman D]

ну крану то легче, но я извиняюсь, что при уменьшении g изменятся пусковые токи???

Ну, батенька, это проблема решаемая. При использовании постоянного напряжения дело решит конденсатор побольше.

А интересно, какова токопроводность лунного грунта

Как у сухого песка.

[Dimka1]

Я занимаюсь проектированием Обитаемой Лунной Базы.

Скажите, а сколько бабла выделено для проектирования?

[FRAER]

Вы вот рассчитали, видимо исходя из массы, что на 303 км можете себе позволить провода диаметром 3,8 мм, а длю скольких проводов на линию вы считали?

[antno]

А вы что собрались для постройки только один разок слетать????

[Dimka1]

А вы что собрались для постройки только один разок слетать????

Вы реально верите в то, что там кто-то что-то будет делать? Ради чего?
Ни один здравомыслящий инвестор не будет вкладывать бабло в бессмысленный и заведомо дохлый проект.
Просто очередной распил бабла.

[FRAER]

Может человек просто на конкурс какой проект делает...

[Pantryk]

Мне кажется, что такой тонкий алюминий в условиях низких температур будет очень хрупок и его просто напросто не смогут смонтировать. Может быть как вариант тоненькие провода из высокотемпературного сверхпроводника. Если прикрыть от прямых солнечных лучей, то может и достаточно низкая температура будет "днем". Но цена маленькой не будет.