Trådlös överföring av solenergi från rymden

SM4FPD

SM4FPD

Well-Known Member
Det har skrivits och gjorts artiklar om vad som skall "rädda världen", åtminstone de sista tio åren.
Jättelika solpaneler i rymden som trådlöst skall skicks till jorden.
Det trådlösa skall då vara mikrovågor, och en jättelik mottagarantenn på marken.
Solpanelerna i rymden måste ju vara geostationära, vilket innebär stort avstånd 36 000 km (har jag för mig).
Om den skall vara solbelyst dygnet runt.
En antenn som kan fokusera mikrovågsstrålen blir rätt stor att få ut i rymden.
En antenn på jorden som kan täcka strålningen efter så långt avstånd blir stor.
Vad händer om mikrovågssrålen träffar någon i håret? Eller ett flygplan, villatak....
Men viktigast är kanske verkningsgraden, bör väl bli några försluter på så långt avstånd, men kanske man menar någon särskilt sorts mikrovågor som är förlustfria......
För att överföra solpanelernas effekt på exvis 10 MW, behövs en rätt stark mikrovågssändare. Och då handlar det om CW, inte pulseffekt.. Finns sådana sändare?
Kanske vettigare att täcka marken med solceller direkt istället för mottagarantennen.

SM4FPD

Vad tycker ni alla om detta?
Möjligt? Skitsnack?
Nästan lika dumt som trådlös laddning av elbilar....
 
Även om det i någon form inte är tekniskt omöjligt, så är det på ekonomiska grunder helt uteslutet, och kommer med största säkerhet förbli på detta sätt, under (o)överskådlig tid...

Det är billigare att värma sig genom att elda med sedlar, än att skicka ut solceller i rymden...

;)
 
Last edited:
Se där, en lämplig tentamensuppgift för högskolestuderande ur en svunnen generation
innan allt skulle lösas med programvara.

Vi får börja med fundamentala begränsningar, mängden solenergi per m2 är dryga 1000 W,
den s.k. "solarkonstanten". Den bestämmer den minsta mängden solcellsyta som behöver åstadkommas.
Säg att vi anser oss vilja generera 1000 MW, då går det åt minst 1 000 000 m2, motsvarande
en kvadrat med 1000 m sida. Antag vidare en verkningsgrad i "kraftverket" av 50%, då blir den erforderliga arean
2 000 000 m2 eller 1,4 km sida.

Nu är denna generade effekt inte speciellt användbar om den inte tar sig till jordytan och kan omvandlas till el på marken. Detta kräver en koncentration av strålningen på en mindre yta än den halvsfär som satelliten "ser".

Som jämförelse tar jorden sedd från 36000 km höjd upp en rymdvinkel av c:a 300 kvadratgrader, och medeleffekttätheten över jordytan om riktantenner inte används skulle bli c:a
1000 000 000/120 000 000 000 000 = 0,8 µW/m2.

Detta är uppenbarligen orealistiskt lågt, så man behöver koncentrera energin i ett litet område på jordytan för att
kunna återvinna den. Säg att vi önskar en effekttäthet på jordytan av 10 W/m2 eller 1/100 av solarkonstanten.
En effekt av 1000 MW motsvarar då en areal av 100 000 000 m2 eller en kvadrat med 10 km sida.

Nu uppstår frågan hur stor sändarantenn som behövs för att koncentrera energin till en så liten yta.
På 36000 km avstånd så blir öppningsvinkeln c:a 0,015 grader.
Man kan antingen använda en stor antenn, eller en kort våglängd.

Man kan anta att någon ISM-frekvens t.ex. 2400 MHz används och då har antennen minst 600 m diameter, eller en area av strax under 300 000 m2. Detta är i samma storleksordning som solpanelernas area.

10 W/m2 är helt hanterbart ur EMF och EMC-sammanhang, och man skulle kunna gå upp en 10-potens till, så länge som man riktar antennen mot obebodda områden. 100 W/m2 motsvarar en E-fältstyrka av 200 V/m, vilket de flesta "klassade" apparater, t.ex. flygplan, klarar. FAA-normer för HIRF-testning kräver minst 300 V/m tålighet för civilflygplan i detta frekvensområde.

Man kan dock fråga sig om det ekonomiskt försvarbara i sådant. En rymdbaserad solelanläggning på endast
1000 MW utgör en enorm investering som dessutom måste skjutas upp bit för bit.

Sedan kan en geostationär bana ha ett annat problem, en del av tiden kommer satelliten att vara i jordens skugga, eftersom den ligger över samma punkt. Denna tid är grovt räknat 1/20 av dygnet.
 
Ja man kan fråga sig varför denna typ av saker diskuteras, skrivs om eller överhuvudtaget pratas om.
En sak är ju att det inte är mulet och så långa nätter som på jorden, men ändå förlusterna och möjligheterna att bygga så stort där ute.
En annan ska man talar om, eller spekulerar om är de sk Dobson sfärerna, Dvs man tänker sig att utomjordingar bygger en bur runt hela sin stjärna, buren skall ta upp energi som sedan överförs till planet där de där tänkta gröna gubbarna bor och gör över med massor av kräm.
Oxo lite väl fantastiskt kan man tycka.

Men det är väl roligt att skriva quasi vetenskaplig artiklar, elelr så finns det verkliga tekniker, vetenskapsmän, elelr kanske politiker som tror... för vet verkar dom inte göra.,

Ja mitt exempel var en anläggning på 10 MW, men KA använde exemplet 1000 MW.
Ja för att det skall bli meningsfullt lär det behövas en stor anläggning .

Ja återigen: nästan lika dumt som att ladda elbilar trådlöst....
Eller försöka skapa självkörande bilar.
Jag kör ofta små grusvägar, utan möjlighet till möte. Man måste hela tiden planera möten på de mötesplatser som finns, samt hela tiden vara beredd på folk som inte ser mer än någon meter framåt, och inte håller till höger, utan genar i kurvor etc.
Det kan väl aldrig datorn i en sån bil fixa, långt mindre köra in i garaget för att låta mig byte till sommarhjul.
Men det var en parentes, vi talar om möjligheten att överföra energi trådlöst över långa avstånd.

Man hörde ju historier om folk som fick lyse av de stora långvågsändarena, men då var avståndet rätt litet....

SM4FPD
 
SM4FPD said:
Ja man kan fråga sig varför denna typ av saker diskuteras, skrivs om eller överhuvudtaget pratas om.
Click to expand...

Det var ju du själv som startade tråden, så det är väl ungefär därför vi diskuterar de här sakerna? ;)
 
* Solenergin kommer ju redan till jorden, dessutom gratis, så varför gå över ån efter vatten!? Ta vara på energiuppsamlingen här nere på markytan borde väl vara det enklaste sättet och sedan omvandla den effektivt efter hur man vill använda den..

/Sven.
 
SA5GHZ, jag uttryckte mig lite dumt, jag menar varför den här typen av solenergi via mikrovåg går att läsa och se om i tidningar, teknisk litteratur, TV etc. De senaste tio åren uppskattar jag hur det talats om detta.

Att jag startade råden, och att vi diskuterar saken här, var att jag ville veta vad ni tycker och om det realistiska i saken.

SM4FPD
 
SM0HXO - Sven said:
Solenergin kommer ju redan till jorden, dessutom gratis, så varför gå över ån efter vatten!?
Click to expand...
Precis.
Att använda solkraftverk i rymden som dessutom ger en energitäthet på marken som är en bråkdel av solarkonstanten, går inte att motivera.

Säg att man av någon anledning skulle vilja uppnå en energitäthet vid jordytan av 10 gånger solarkonstanten,
alltså 10 000 W/m2, och att det skulle finnas solpaneler i rymden med en installerad effekt av 10 GW.
Detta motsvarar grovt en kvadratisk yta med 5 km sida.

Denna effekt ska överföras till jordytan på 36000 km avstånd, och resultera i 10 kW/m2 effekttäthet.
Då behöver man belysa en area av 1 000 000 m2, eller en yta på marken med 1 km sida.

Den vinkel som denna upptar är 0,001 grader, så detta blir den största öppningsvinkeln som är praktiskt användbar.
Antennvinsten hos en sådan antenn, sidolober inte medräknade, skulle behöva vara runt 40 000 000 000 gånger,
eller 106 dB(!). För att realisera detta behövs en liten våglängd, eftersom antennvinsten = 4*pi*arean/(våglängden^2).

Antag vidare att man anordnar sändarantennen som en gigantisk gruppantenn på "undersidan" av solpanelerna,
så att antennens utsträckning blir 5000 m i sida, eller 25 000 000 m2.

Löser vi nu ut den längsta våglängd som uppfyller kravet på 40*10^9 gånger antennvinst för en antennarea av 25*10^6 m2, blir denna c:a 10 cm, eller i närheten av 2400 MHz ISM-bandet.

Man kan då fråga sig om det vettiga i att försöka göra sådant, för att få till endast en 10-potens högre energitäthet
än vad som redan finns.
 
Man får ju lätt uppfattningen, att människan överskattar sig själv på ett rätt farligt sätt. Att konceptet är "realistiskt", i mening att det går att räkna på det har ju visats ovan, men hur man ska räkna hem en sådan ansträngning i form av förbättringar för oss som bor här på klotet är väldigt svårt att förstå.

Det tycks idag vara en spridd sjuka, att gå på/ge sig in på stora, dyra, komplexa och sårbara projekt, för att åstadkomma nån viss nytta, utan att göra en vettig "bang for bucks-analys". Järnvägar och vägar grävs ner, exotiska metoder för energiöverföring, superkomplexa system för nåt så enkelt som att betala P-plats... Och alla tror att detta inte kostar nåt. Hm
 
SM0UAN said:
Att konceptet är "realistiskt", i mening att det går att räkna på det har ju visats ovan, men hur man ska räkna hem en sådan ansträngning i form av förbättringar för oss som bor här på klotet är väldigt svårt att förstå.
Click to expand...
Det är för att räkna på sådant och påpeka för den majoritet som inte begriper sig på tekniska frågeställningar att
man kanske ska ägna sig åt något annat som vi ingenjörer har våra, relativt sett, magra löner.

Beslutsfattare, i synnerhet på politisk nivå, vilka begriper sig på teknik är snart lika ovanliga som "riktiga radioamatörer".
 
För att då gå vidare, att använda surt tillverkad el för att koka vatten till vätgas, sedan för vara vätgasen komprimerad som då kräver energislukande kompressorer och kylsystem.
Sen ta fram vätgasen och omvandla den till el igen......
Men vissa presidenter i USA gick på det....

Eller ladda mobilen trådlöst, som egentligen kräver fler trådar, men kallas då sladdar.
Och förlora en massa procent.

En gång i tiden skulle vi spara på energi, genom att byta ut glödljus till moderna ljuskällor.
Och det sparade ju massor av energi.

Nu är det tydligen dags att skapa elförbrukande förluster igen....

Jag googlade på "elenergi från rymden" de tär mycket skrivet om detta och hur det skall "rädda världen."

SM4FPD
 
Detta med ljuskällor som ska vara effektivare än glödlampor, är en intressant spinoff på tråden, om TS ursäktar. Om man jämför en Wolframlampa med de "lågenergilampor" som kom i början av hysterin, de små lysrören kompletta med Hg-gas och styrelektronik, så var det ju en katastrof med tanke på hur mycket material som går åt att bygga dem jämfört med en glödlampa. Rätt mycket liknande kritik kan riktas mot en del LED-lampor. Visserligen ger moderna ljuskällor mer ljus för inmatad effekt, men det bör ställas mot resursåtgången generellt. Dessutom är det ju knappt någon konstruktion av de modernare slagen, som lever upp till den angivna livslängden... En något nedgradad glödlampa håller oftast minst lika länge eller längre än en LED av genomsnittskvalitet. Så när nån räknar ihop facit och tar med all kringförbrukning som uppstått kring "moderna ljuskällor" skulle jag inte vara alltför tvärsäker på att vi har en tydlig vinnare. I Sveriga får man ju nytta av glödlampornas värme minst 60% av året ändå så spillet är ju inte bortkastat...
 
Redan 1974 var det tal om överföring av Solenegri per mikrovåg.
Läs i Radio&Television 1974 nr 9 sid 12 https://www.aef.se/Amatortidningar/Radio_och_Television/Radio_Television_1974-9.pdf
Här talar man om en mottagarantenn som täcker 43 km2, uppbyggd av miljoner små dipoler.
En kostnadskalkyl ser vi i artikeln. 50 dollar per kW ???? öhhh för 50 år sen.
Däremot inget om hur en mikrovågssändare på 10 000 MW ser ut, och om den finns. Det måste ju vara CW och inte pulser.

Det blev inget av projektet, och inte nu heller 50 år senare.... ändå skrivs det om saken.

SM0UAN tror inte att förneka LED ljus hjälper någon.
Däremot värmer jag bostaden med en värmepump som ger fyra ggr mer värme pr inmatad energi än glödlampor.
Hundra tusentals gatlampor är idag LED och den värme glöden gav hade ingen nytta av.
Så farväl glödlampa och hoppas aldrig du återkommer.

SM4FPD
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top