קולטי שמש ענקיים ישוגרו למסלול מסביב לכדור הארץ וישדרו אנרגיה נקייה בכמויות בלתי מוגבלות לפני הקרקע
מאת רנה מרי קפלה
ביפאן מקווים שבשנת 2030 ייוצר החשמל בשמים במקום בתחנות כוח פחמיות ומזהמות. לוויינים ישוגרו למסלול סביב כדור הארץ וירחפו בנקודה קבועה מעל קו המשווה. בחלל יפרשו הלוויינים לוחות סולאריים באורך של 2.4 קילומטרים שיקלטו את קרני השמש 24 שעות ביממה. הלוויינים ימירו את האנרגיה הסולארית לאנרגיית מיקרוגל וישדרו אותה לתחנות קליטה על פני הקרקע. אנטנה בגודל של 3.2 קילומטרים תותקן בכל תחנה קרקעית, שתוכל להפיק ג'יגה-ואט אחד של חשמל – די ל-500,000 בתים ופי שניים מתחנת כוח פחמית אופיינית – מבלי לפלוט כלל גזי חממה.
להצבה של קולטי שמש בחלל יתרון ברור: בגובה של 35 קילומטרים, אף פעם לא מעונן. בשל ההשפעות של האטמוספרה ומזג האוויר, קרינת השמש בחלל חזקה בממוצע פי 8 עד פי 10 מאשר על פני הקרקע. נוכח הירידה בעלויות של שיגור הלוויינים [כיום עולה השיגור כ-5,000$ לכמחצית הקילוגרם, בהשוואה לכ-12,000$ לכמחצית הקילוגרם לפני עשור שנים] והעלייה במחירי החשמל [שמאז שנת 2005 כבר עלו פי שניים] מתקבל הרעיון בברכה.
עוד השנה מתכוונים בסוכנות היפאנית לחקר החלל [JAXA] לערוך ניסוי קרקעי ולשגר אלומת מיקרוגל לאנטנה בגודל של 50 מטרים על שני מטרים, שם היא תומר לזרם ישיר: עדיין לא חשמל מהשמים, אבל צעד חשוב בדרך אל היעד.
מכשולים
אחד התרחישים המדאיגים מתייחס להחטאה של האלומה – דבר שעלול לגרום לאידוי של כפר שלם. כדי לצמצם את הסיכון מפתחים המדענים של JAXA מערכת לגילוי אוטומטי שתכבה את אלומת המיקרוגל במקרה שהלוויין סוטה ממסלולו.
צפי
ב-JAXA מתכוונים לשגר בשנת 2013 לוויין ראשון שמשדר אנרגיה למסלול סביב כדור הארץ, ולהפעיל בשנת 2030 מערך של לוויינים שיזינו ישירות את רשת החשמל.
42 תגובות
39 עדי. לידיעתך אני בתחום שנים רבות ומכיר את מרבית העבודות שנעשו בענין.
כל הפרופסורים האלה שמנסים להמציא את הגלגל מחדש, הם אנשים משועממים שחושבים
כי רק הם יצילו את העולם.
יש עבודות מאוד יפות הראויות להתיחסות. נכון להיום, התקרבו יפה מאוד לתוצאות טובות.
אך הקמת מערך גיאוצנטרי, טוב בקושי לעבודת גמר לסטודנט.
כמו כל העבודות של הסטודנטים שלי, 99% מהעבודות אינן ישימות.
כדאי כי כל המגיבים כאן ילמדו את הנושא ויגיבו ענינית ולא ידברו שטויות.
אפשר לשים את תחנות הקליטה בים על אסדות וזה יצמצם את סכנת הפגיעה בבני אדם
אגב, מיכאל (רוטשילד) כל הכבוד על המעקב לאורך השנים אחר התגובות של כתבה זאת.
וואללה חיים איזה כלי אתה. גבר גבר. כולם פלצנים דפוקים בשכל ורק אתה מלך העולם שמפטר את כל הדפוקים האלה ובטח מכניס להם ראסיה ודופק להם איזו נוגרה, ככה, שידעו מה זה, הפלצנים האלה.
חיים:
אכן – לא אמרת שאין פתרון.
למעשה לא אמרת כלום – רק קיטרת.
את מה שאמרת בתגובתך האחרונה – מעבר לכך שאינו מבוסס – לא אמרת בתגובה שבה משום מה צפית שאקרא את זה.
תשובה למכאל ב-34.
תלמד לקרוא לפני שתגיב.
לא אמרתי שאין פיתרון. יש עלויות המתאימות לתחנת חלל מדעית. העלות לא תצדיק את הרווח.
אין בחלל אנרגיה פי 10 כפי שמשהוא אומר. לכל היותת היא פעמים מהאנרגיה שמגיעה ונקלטת בכדור הארץ.ההפרש בין האנרגיה בחלל לזו הנקלטת, לא מצדיקה התקנה כזו.
ולא חשוב אם תקציב לזה 20 30 או 50 שנה.
וכל הפלצנים שיפסיקו לדבר שטויות.
חג שמח לכולכם.
מגניב!! בספר "אני, רובוט" של אייזיק אסימוב מתוארת מערכת כזו.
אני חושב שזה יכול ליצור טורנדו בגלל שזה יחמם את אדי המים באותו עמוד קרינת גלי מיקרו, מה שיגרום לכך שתהיה זרימה חזקה של אוויר מתחתית העמוד למעלה. ורוח בצורה כזאת יוצרת טורנדואים.
ובקשר להשמדת אזורים, ללא ספק שסטייה של אלומת הגלים הללו עלולה להבעיר יערות ובהתאם לך גם להשמיד אזורים נרחבים..
חיים:
הם רואים את הבעיות האלה לא פחות ממך אבל בניגוד לך הם גם מנסים לפתור אותן.
כל הלווינים סובלים מבעיות דומות ומטופלים בהצלחה. נכון שכאן יש צורך ביותר דיוק וסכנת ההחטאה גדולה יותר אבל בשביל להתמודד עם זה הם הקצו לעצמם את כל התקופה מעכשיו ועד 2030.
אני במקומם הייתי מפטר כל אדם שבמקום לפתור בעיות מקטר עליהן.
השתבש להם המוח לגמרי.
תחשבו את הדיוקים הדרושים. תחשבו את הרוח הסולרית שתזיז את הקולטים.
תחשבו על האחזקה והשרות לשלוח לצורך תיקונים.
אצלי הדפוקים האלה היו מפוטרים.
בעצם שידור אנרגיה על פני האטמוספירה אינו חדש בתעשייה הבטחונית והוא דובר רק לאחרונה בפרויקט נאוטילוס כנגד קטיושות
קרן לייזר שזה בעצם קרני אור מרוכז מכוון למטרת הירי
אני לא יודע באיזה תדר של קרני אור חשבו להשתמש בפרויקט הזה
בטח שלא האור הנראה
ייתכן אולי באמת גלי מיקרו
מכל מקום הטכנולוגיה זהה לדעתי לחלוטין בשידור אנרגיה מרחוק
הרי בשני המקרים צריך למרכז את האנרגיה כך שלא תפוזר ותגיע כמה שיותר נקודתית בנוסף יש למנוע השפעות אטמוספריות ככל הניתן על הקרינה ופיזורה.
עם בעיות אלו של פיזור אנרגיה באטמוספרה ומיקודה יסו כאמור להתמודד בפרויקטים של כלי נשק מבוססי לייזר דוגמאת נאוטילוס
אולם כמובן שאם פרויקט נאוטילוס היה מצליח לא היו היום סקאדים על שדרות.
כלומר כפי הנראה יש עדיין בעיות עם מימוש תותחי לייזר לסוגיהם
למרות זאת הנה אתר שמתאר דווקא התקדמות עקבית בנושא תותחי לייזר
http://www.spacewar.com/Ray_Guns.html
כך שייתכן שלמרות הכל שדרות יכולה להיות אופטימית
(כמובן ללא המינהל וסדרי העדיפויות בישראל שמעדיפה כלי נשק של התע"ש על פני כלי נשק של חברות אמריקאיות)
מוטי גלבוע:
1. לא סתם בחרו בגלי מיקרו. העובדה שניתם לשדרם לטווח רחוק דרך האטמוספרה נובעת מן האינטראקציה הנמוכה שלהם איתה.
אינטראקציה נמוכה פירושה טווח ארוך ללא אבדן אנרגיה – מחד – ואי חימום האטמוספירה מאידך.
2.
א. דינמו כזה אינו ישים כפשוטו. מה שכן ישם בהקשר זה הוא ניצול כוחות הגיאות, כלומר, חוסר האיזון שקיים בכל הנקודות על הירח ועל כדור הארץ למעט מרכזי הכובד שלהם ויריעה בעובי אפס שעוברת דרכם, בין כוח המשיכה לכוח ההתמדה.
הדרך הפשוטה ביותר לנצל את כוחות הגיאות הנובעים מן המשיכה ההדדית בין הירח לבין כדור הארץ יחד עם עוד כוחות אחרים אינה מצריכה נדידה עד לירח. אני מדבר, כמובן, על ניצול אנרגית הגלים והזרמים בים.
זה הרעיון שהזכרת בסעיף ג והוא אינו חדש.
הוא אינו מיושם רק מפני שעוד לא מצאו דרך יעילה וזולה מספיק למימושו.
ב. איסלנד מושתתת על אנרגיה גיאוטרמית באופן כמעט בלעדי.
שם זה קל כי זה אי שעדיין מאד פעיל מבחינה וולקנית.
חברת אורמת הישראלית מפיצה טכנולוגיות גיאוטרמיות בכל העולם. ראה כאן:
http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%90%D7%95%D7%A8%D7%9E%D7%AA
ג. נענה במסגרת א.
3.מעלית החלל אמורה להיות מבוססת על כבל קל ביותר, מחד, וחזק ביותר, מאידך.
הוספת כבל להולכת חשמל כנראה שתכביד את הכבל עד כדי חוסר ישימות.
אם, לעומת זאת, כבל המעלית עצמו יוכל להוליך חשמל, הצעתך עשוייה להיות ישימה. אין ספק שהיא מעניינת.
התגובות נפלאות בפרט גיל ומיכאל עם זאת יש גם לי כמה מילים בנושא:
1.בדרך של הקרינה לקולט הארצי מעבר לעופות מטוגנים ישנם גם את השטח הענק מהאטמוספרה לקולט הארצי. שטח זה רווי במולקולות שיגיבו לגלי המיקרו.
ולאלו מכם שאוהבים חישובים הנה נוסחה: (המרחק לחלל מהקולט)* (רוחב האלומה) * (עובי(גובה) האלומה) = שטח גלי המיקרוגל במחומם מאד.
כמובן שיש להכפיל את התוצאה במס’ הלווינים המשדרים בו זמנית
ואת הנתון המתקבל יש לחשב בהדמיה ממוחשבת כדי להבין את ההשלכות על הפלנטה.
2. אם באמת רוצים אפקט יעיל לאנרגיה להלן רעיונות או יותר נכון כיוונים.
א.כדוא”ה מסתובב על צירו – מה עם דינמו חללי או דינמו ענק על הירח המשתמש בכוחות המשיכה כמחבר להפעלת הדינמו.
ב.כמות האנרגיה המצויה בגרעין כדו”אה היא אינסופית במושגים אנושיים יש למצוא דרך להתחבר ולנצל.
ג.זרמי האוקיינוס הם ביטוי לניצול אנרגיה בצורה טבעית, מי שמכיר את המסלול ומכיר את השיטה מבין שישנו מנוע ענק וטבעי בים הגדול כל מה שצריך זה רק לנצלו.
3.ניתן יהיה למזער את נזק האלומה על ידיי כך שיגביהו את הקולט לגובה האטמוספירה העליונה ואילו מהקולט האנרגיה תועבר לכדוא”ה באמצעים יותר בטוחים אפילו על ידיי כבל ענק: לא הייתי מעלה רעיון זה אילולא הדיבור על מעלית החלל !! ??
הרעיון מתואר בסיפרם של ניבן פורנל וגרי פלין "נפילת המלאכים"
לדעתי יש ערך ארוך טווח להשקעה בטכנולוגיית חלל.
אולם לצפות שחוות שמש לווינית תהיה כלכלית יותר מחוות שמש על פני כדור הארץ בשנים הקרובות ובטכנולוגיות החלל כיום גובל בנאיוויות.
כיום מדובר על פקטור של עשרות עד מאות: ק"ג דלק לק"ג מטען מועיל
נכון שניתן להשמש ביריעות ללא תמיכה מאסיבית בהעדר קרינה אולם היות ונדרש להעביר הספקים עצומים ולשדר אותם נאלץ בכל זאת לשלוחמטען רב של רכיבים אלקטרוניים מוליכים (על מוליכים?)
בטווח ארוך מדובר במקור האנרגיה הקרוב ביותר אחרי שנצליח לנצל את כל אנרגיית שמש לצורותיההקיימת (כולל רוח, גלים, נהרות וכו)או האגורה (דלקים פוסיליים)
אוהד:
אינני יודע אם שיגור אנרגית שמש אל כדור הארץ נהדה לראשונה על ידי אסימוב או שחשבו על זה כבר לפניו. יש לך הוכחה לכך שאיש לא חשב על זה קודם?
כמובן ששימוש ברעיון שהוצג בספר אינו גנבה.
איך שלא יהיה, הרעיון מסתובב כבר שנים רבות ועד לשנת 1973 נחשב ךבלתי מעשי בהיעדר דרך סבירה לשידור האנרגיה.
רק ב 1973 רשם אדם בשם פיטר גלזר פטנט על דרך מעשית לשיגור אנרגיה ךמרחק גדול באמצעות מיקרוגל ולמעשה זו ההמצאה האמיתית היחידה שיש כאן.
משה כץ:
הא6מת היא שבחישוב שתיארתי התייחסתי לכדור הארץ כאל דיסקה.
אם מתייחסים אליו כאל כדור יש להשתמש בפונקציה arcsin במקום arctan אבל התוצאות נשארות קרובות מאד לאלו שהוצגו
רק שתדעו שזה רעיון של אסימוב שגנבו לו אותו
אצלו זה היה קרן לייזר ממוקדת והלווינים היו בערך בחצי המרחק מכדוה"א לשמש אבל אותו רעיון.
זה לא פרקטי היום בעיקר כי זה מסוכן מדי, אף אחד בעולם לא ייתן לזה לקרות.
וגם בחלל יש בעיה של מקום (במיוחד עם כמות ענקים של לווינים שמייצרים חשמל) ועדיין זה לא מספיק חשמל לכל כדוה"א אפילו שיקיפו את כולו במערכת כזו…
טוב אני אשתמש בתירוץ של יותר מידי שעות עבודה 🙂
מה חדש:
כל הנושאים שהעלית כבר נידונו בתגובות הקודמות (ובקישורים מהן).
משה כץ:
חשב בעצמך.
רדיוס כדור הארץ בערך 6000 ק"מ.
מרחק הלוויין בערך 36000
9.462322208025617391140070541742=(Arctan(6/36
זווית הראש של המשולש היא פעמיים זה וכשמחלקים ב360 מעלות מקבלים פחות מ6%
איך שלא יהיה, נטיית ציר כדור הארץ מחסלת, כאמור גם את ההסתרה שהייתה נותרת.
אכן נחפזתי אבל 6% ?
מדובר בעוצמת קרינה אדירה ויש ליבדוק:
1.מה השפעת הקרינה על מוקולות האויר
2. מה קורה אם עוברים עננים או יורד גשם באיזור.
3.מה קורה אם עוברת להקת ציפורים.
4. האם גורמים עויינים יכלים להשטלת על המערכת.
כמו כן מה הסיכוי שהמערכת תיפגע ממטאוריטים או מרוח השמש.
ועכשיו בעברית:)
יש לך טעות בחשבון.
גם אילו הייתה חפיפה בין קו המשווה למישור המילקה הרי שבמרחק 36000 ק"מ היה חושך פחות מ 6% מהזמן.
מכיוון שאין כזו חפיפה הלוויין ימצא כל הזמן באור
משה כץ:
יש לך טעות בחשבון.
גם אילו הייתה חפיפה בין חקו המשווה למישור המילקה האי שבמרחק 36000 קמ היה חושך פחות מ 6% מהזמן.
מכיוון שאין כזו חפיפה הלווין ימצא כל הזמן באור
רק בעיה קטנה אחת
במסלול גיאוסטציונארי מעל קו המשווה יש בממוצע 12 שעות אור ו 12 שעות חושך
כפי הנראה יהיה צורך במערך סבוך של לווינים ולוויני ממסר
גיל:
הגעת לגיל שאפשר להתחיל.
במקום לדבר הרבה ממש את רעיונותיך ותתעשר (אם לא בכסף – לפחות בהבנה שמה שאתה מתאר כפשוט הוא בעצם מסובך)
"עלול לגרום לאידוי של כפר שלם"
לפי הרשום כאן ניתן יהיה להשתמש בטכנולוגיה הזו גם בתור נשק קטלני כמעט כמו נשק אטומי רק בלי קרינה רדיואקטיבית שתשאר בשטח.
חסר דגים בים שיוצרם חשמל מפחות מזה
דרך הנדסה גנטית יהייה ניתן להפיק חשמל נקי מהטבע
ולפתח את אותם גנים לתת תפוקת חשמל דרך העצים מאור השמש.
אוקי, איזה שינוי גנטי קטן?
כסף גדל על העצים
האנרגיה הירוקה הכי טובה היא מהעצים
העצים קולטים את אור השמש הרבה יותר טוב מכול לוח סולרי קיים
רק שינוי גנטי קטן ב DNA כדי שהם יהפכו להיות יצרני החשמל המושלמים.
גיל:
אתה טועה.
התהליך המדובר כמעט לא יכניס כל אנרגיה נוספת לכדור הארץ – הוא בעיקר ימקד את האנרגיה שהייתה מגיעה ממילא לסוג אנרגיה שקל לנצל ולמקום שבו מוצב ציוד שיכול לנצל אותה.
החשבון הכולל של מאזן האנרגיה צריך להתחשב בשאלות הבאות:
1. כמה אנרגיה בכלל פוגעת בשטח כה קטן ביחס לשטחו של כדור הארץ
2. כמה מאנרגיה זו הייתה נכנסת ממילא לאטמוספירה (למשל – כל האנרגיה שהלווין סופג בשעות שיום מתחתיו)
3. מהי יעילות להליך המרת האנרגיה למיקרוגל.
אינני יודע מה חישוב זה ייתן אבל עוד עלול להתברר שמדובר בהקטנת האנרגיה הנקלטת באטמוספירה.
הוסף לזה את העובדה שהאנרגיה תנוצל במקום אנרגית נפט והרווח עשוי להיות עצום.
מכל הדברים שהעלית רק בחשש לציפורים יש משהו אבל בכל מקרה מדובר באיזור קטן שיתכן שהציפורים תדענה להמנע ממנו (אני, למשל, מושך את ידי כאשר אני נוגע בטעות בתנור).
וזה לא מצב שכותבי המאמר התעלמו מן הסכנות – הם דווקא הזכירו סכנות שבניגוד לאלה שאתה מעלה הן סכנות רציניות.
הזוי לחלוטין
בשיגור הלויין משתמשים בנפט והרבה
גם אם הטכנולוגיה תשתפר ומחיר העבודה ירד
כמות הנפט לשליחת הלויין ישאר אותו הכמות
את הקולטים לא ניתן יהייה לתקן יותר מרגע השיגור
התפרצוית סולריות מהשמש ומפגעי אסטראידים ננסים לא לקחו בחשבון
קרינת המיקרוגל תעשה שמות במיוחד לציפורים
בתהליך זה נרכש אנרגיה נוספת לכדור הארץ מה שכן תורם לתהליך ההתחממות הגלובלי הקים
היתוך גרעיני קר כמובן…
אנרגית העתיד- היתוך גרעיני
א.בן-נר:
הרעיון נמקורי נראה לי טוב יותר כי:
1.קל יותר להציב את הקולטים במסלול גיאוסטציונארי מאשר על הירח.
2. הירח נמצא בתנועה מתמדת ביחס לכדור הארץ ולכן תהיה בעיה גדולה יותר לשמור על כיוון האלומה כך שתגיע לקולטים שעל כדור הארץ.
3. בירח יש "יום" ו"לילה" והבעיה היא כמובן עם ה"לילה" שבו קרני השמש לא תפגינה בקולט. זה אומר שנחוצים הרבה קולטים ושהקולטים יעבדו רק חצי מהזמן (בזבוז).
4. המרחק מהירח יותר גדול. זה יוצר קשיים רבים יותר בהעברת האנרגיה לכדור הארץ (האלומה מתפזרת, כל סטייה של שבריר מעלה מתבטאת בתזוזה ענקית, מכשולים רבים יותר בדרך ועוד)
בקיצור הרבה יותר קל להציב כמה מערכות כאלו במסלול גיאוסטציונרי ולהנות מאספקה קבועה של אנרגיה בנקודות קליטה קבועות ומאובזרות (ואולי, גם, מטעמי בטיחות, רחוקות מכל מקום ישוב)
הרעיון ג ד ו ל .
ניתן לשכללו עוד יותר ולהציב את הקולטים הסולריים……על הירח.
היתרון הוא כפול :
א. ניתן יהיה לקבל קולטים סולריים בשטח ענק, גדול בהרבה מאשר בחלל. אנטנות קליטה ימוקמו באתרים רבים סביב וע"פ כדה"א וכך תשמש המערכת את כל המדינות. הירח יוכרז כשטח אינטרנציונלי,
בחזקת האו"ם ולשימוש כל המדינות.
ב. ניתן יהיה להקים תחנת כוח על הירח
מה שית יתרון רב בשימוש בירח, למשל כבסיס מחקר אסטרונומי, אפילו בצידו האפל של הירח.
אייל.א
המרת האנרגיה למיקרוגל נועדה להתגבר על בעיות של חדירות האטמוספירה, כולל בעיית העננות. אחרת אפשר היה להשתמש בקרינה כפי שהיא.
הרחבות ניתן למצוא באתר זה:
http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_power_satellite
ובקישורים ממנו
חשמל גרעיני זה הפתרון….לא משנה איך נסתכל.
צריך מעלית חלל כדי שיהיו תחנות סולריות בקנה מידה סביר.
לדני, הרעיון להשתמש בנשק סולרי להתקפה מהחלל הועלה כבר ע"י הנאצים ולמעשה הוא המשך של רעיון ותיק יותר של מדען גרמני, שהציע מראות סולריות בחלל לישומים חקלאיים.
ראה כאן:
http://www.damninteresting.com/?p=940
מה עם אירן אי אפשר לאדות את המתקנים שלהם עם אנרגיה כזאת
מבורך, אבל בעייתי.
כמו כל טכנולוגיה הטומנת בחובה הבטחות גדולות, כך הנזק שהיא עלולה להסב, בידיים הלא נכונות.
1. טכני-על אלומת הקרינה לחצות את האטמוספירה, לכן מיקום הקולטים צריך להיות באיזור כמה שפחות מעונן בממוצע השנתי, ובעדיפות לאיזור יבש וגבוה.
2. קצת מדאיג (בראייה עתידית) להציב עתודות אנרגיה גדולות במקום לא מוגן (נוכח ההתפתחויות בתחום חימוש החלל)
3. אותם משאבי אנרגיה של מדינה אחת יכולים להפוך ברגע של החלטה לנשק קטלני.
רק תקון טעות קטן, הגובה אלי ישוגרו התאים הסולאריים לא אמור להיות 35 ק"מ אלא כנראה 35 אלף ק"מ. אבי תבדוק בבקשה.
שבוע טוב
סבדרמיש בכר
תחזית אפשרית לעוד מאה שנה:
בעתיד כרייה של אנרגיה תהיה פשוטה וזולה ולא מגבילה. בהתאם לכך גם מים יהיו משאב נגיש לכל – בניגוד להיום. אנשי העתיד ישקיעו הרבה מאמצים ואנרגיה זמינה בפילמור כל אותם מולקולות דו תחמוצת הפחמן אותם אבותייהם (אנחנו) דאגו לשחרר ולפזר באטמוספרה. בהנתן אנרגיה זולה ניתן יהיה לפלמר ולקבור את כל אותם משאבי הנפט שנשרפו ובכך להפחית את אפקט החממה וכל המשתמע מזהום האויר שהתרחש במאה העשרים והעשרים ואחת.
בברכת חברים,
סבדרמ.. ז"א עמי בכר