/rumfart

Eksperter: Rumbaseret solenergi er en blindgyde

Amerikansk fysiker og ekspert mener ikke firmaet Solaren kan leve op til sin aftale om at levere 200 megawatt energi fra rumbaserede solenergistationer til Californien fra 2016.

Af Thomas A. E. Andersen, mandag 07. dec 2009 kl. 14:49

I sidste uge godkendte Californien en 15-årig kontrakt med det amerikanske firma Solaren Corp. om at levere rumbaseret solenergi til Energiselskabet Pacific Gas & Electric (PG&E) fra 2016.

Aftalen kommer nogle måneder efter, at den japanske rumfartsorganisation Jaxa er gået i samarbejde med et privat konsortium om at designe en rumbaseret testsolenergistation, der skal opsendes i 2030.

Disse projekter er forsøg på at realisere forskernes drøm om at kunne tappe Solens energi uden at blive forstyrret af skyer eller Jordens nat/dag-rytmen.

Nogle forskere mener, at rumbaserede solenergistationer vil kunne udnytte Solens energi lige så billigt som de sædvanlige solpaneler på jorden.

Marty Hoffert, der er fysikker fra New York University, ekspert og ivrig tilhænger af rumbaseret solenergi, er skeptisk overfor Solaren’s planer.

»Problemet er, at vi behandler rumbaseret solenergi, som noget der skal konkurrere med kul. Men det er intet, som kan konkurrere med kul«, siger han til space.com.

Solpaneler i rummet kan modtage syv gange mere solenergi pr. enhed en dem på Jorden og er uafhængige af vejret og mørket. Udfordringen ved udnyttelsen kommer fra de høje opsendelsesomkostninger og fra at finde en effektiv metode at sende energien ned på Jorden på.

Mikrobølger har længe været den foretrukne metode blandt de, der har studeret konceptet. Her vil den rumbaserede solenergistation omdanne elektriciteten til radiobølger, der sendes ned til en flere kilometer stor modtagestation på Jorden.

En tidligere Nasa-forsker har bevist konceptet sidste år, ved at sende 20 watt mellem to øer på Hawaii. Eksperimentet kostede over fem millioner kroner og en fuldskalaafprøvning vil kræver meget større og dyre modtagere.

»Mikrobølger kan sende energien igennem skyer, det kan lasere ikke. Med lasere bliver man nødt til at have modtagere i f.eks. ørkener, hvor der er skyfrit, og måske backupmodtagere andre steder«, siger Marty Hoffert. Solaren har valgt radiobølger til deres projekt i Californien.

»Vi valgte primært radiobølger da de er mere effektive og kan benyttes i alt slags vejr, så vi kan sikre en pålidelige levering til vores kunder«, siger Solaren’s direktør for energi service, Cal Boerman til space.com.

Solaren er i forhandlinger med rumfirmaer som Lockheed Martin og Boeing om at bygge solenergistationen og får den opsendt på fire raketter.

På grundlag af Solanrens oplysninger er Marty Hoffert skeptisk overfor firmaets løfter om at kunne levere 200 megawatt til Pacific Gas & Electric fra 2016.

Han mener, at firmaet blot kan opnå en overførselseffektivtet på 50 procent fra rummet i bedste tilfælde, hvilket betyder, at halvdelen af energien opsamlet i rummet vil gå tabt på vejen til Jorden.

Dermed skal solanergistationen være endnu større og kunne opsamle mindst 400 megawatt.

Solaren har ikke oplyst, hvordan deres teknologi kommer til at virke, men oplyser, at energien kan omdannes til radiobølger med en virkningsgrad på 80 procent.

Dette tvivler Marty Hoffert på. Han mener, at det bliver meget svært for firmaet at leve op til sine løfter.



07. dec 2009 kl 15:48

Tommy Schouw Rasmussen

De kan begge have ret

De kan vel godt have en 80% omdannelsesrate fra el->radiobølger og 62.5% fra radiobølger -> el. Netto resultatet er 50% effektivitet.


07. dec 2009 kl 19:35

avatar

Henrik Rosnørn

Trængsel i rummet

Hvis solpaneler i rummet er 5x mere effektive end jordbasere, men man mister 50% er de stadig 2½ mere effektive.
Desuden er de billigere at vedligeholde.

Men opsendelsesomkostningerne på 100$/kg (RKA priser) gør det til en stor investering.

Sidst men ikke mindst:
De 200MW er kun 1/5 af barsebäckværkets produktion...
Hvis rumbaseret el skulle forsyne verden med en anselig procentdel af energiproduktionen, skal selv et liulle land som DK have 10 af den slags anlæg så den geostationære bane hurtigt vil blive fyldt op.

En sidste ting at bemærke er at hvis der tabes energi i atmosfære ved transmissionen til jordmodtageren, betyder det at der afsættes varme i atmosfæren, som vil opvarme Jorden.

Ergo: Jeg tror heller ikke på det.

Men det er et godt teknologi-udviklingsprojekt der sender gode signaler.

Med venlig hilsen

Henrik Rosenørn
www.astronomibladet.dk


07. dec 2009 kl 21:18

avatar

Michael Nielsen

Re: Trængsel i rummet

Går da udfra de ikke vil bruge den geostationære bane, hvis de vil vær uafhængig af dag/nat cyklus.


07. dec 2009 kl 22:42

avatar

Steen Jensen

Luftkastel

Det kan aldrig lade sig gøre og er og bliver et luftkastel !
Se her på denne:

http://ing.dk/artikel/97811

"Power Transmission"

Ca. nederst på siden


07. dec 2009 kl 22:53

John Johansen

Re: Trængsel i rummet

Går da udfra de ikke vil bruge den geostationære bane, hvis de vil vær uafhængig af dag/nat cyklus.
Dét bliver de vist nødt til, hvis den da fortsat skal kunne ramme modtagerantennen.


07. dec 2009 kl 22:56

John Johansen

Energi i atmosfæren

Han mener, at firmaet blot kan opnå en overførselseffektivtet på 50 procent fra rummet i bedste tilfælde, hvilket betyder, at halvdelen af energien opsamlet i rummet vil gå tabt på vejen til Jorden.
Hmm!
Hvad sker der når alle de tabte gigawatt bliver afsat i atmosfæren?


07. dec 2009 kl 23:02

avatar

Henrik Rosnørn

Re: Energi i atmosfæren

Princippet i at anvende radiobølger fremfor mikrobølger er jo, at de er mere langbølgede og dermed har en mindre absorbtion i atmosfæren. Mens jeg snildt kan forestille mig at mikrobølger højest vil kunne bringes op på en 50% energiefficiens, burde langbølgede radiostråler være langt mindre påvirkede. Til gengæld er det sikkert sværere at overføre større energimængder med dem ...

Mvh Henrik


07. dec 2009 kl 23:14

avatar

Steen Jensen

Re: Re: Energi i atmosfæren

Det skal være mikrobølgestråling, ellers så kommer der ikke nok ned til jordoverfladen (atmosfæren er bedst i området fra 1 GHz til 10 GHz)


08. dec 2009 kl 01:32

Martin Jørgensen

Re: Re: Re: Energi i atmosfæren

Solpaneler i rummet kan modtage syv gange mere solenergi pr. enhed en dem på Jorden

hvordan kan det hænge sammen?

Tabet i atmosfærer en kun på omkring 25% of det er kun mørkt halvdelen af tiden.

så hvis man sammenligner med solcelle anlæg hvor spejlene drejes efter solen (næsten alle større anlæg er af denne type) så kan effekten kun blive ca 3 gange højere.

hvis halvdelen eller mere af effekten fra solceller i rummet tabes i transmission, er vi nede på en effekt forøgelse på omkring 150% og så bliver det noget meget dyrt størm!


08. dec 2009 kl 01:40

avatar

Poul-Henning Kamp

Re: Trængsel i rummet

Hvis solpaneler i rummet [...]
Desuden er de billigere at vedligeholde.

Nej, det er de faktisk ikke: man kan ikke udskifte enkeltmoduler og stråling, partikler og rumskrot ødelægger temmelig hurtigt solcellerne.

F.eks er en af de levetidsbegrænsende faktorer på ISS de store solcelle-tæpper og derfor er det ikke sikkert at man kan levetidsforlænge ISS, uden en rumfærge der kan opsende nye paneler til udskiftning omkring 2016-2019 engang.

Poul-Henning


08. dec 2009 kl 04:11

Richard Tøpholm

Re: Re: Trængsel i rummet

hvordan kan det hænge sammen?

Tabet i atmosfærer en kun på omkring 25% of det er kun mørkt halvdelen af tiden.

Det kommer an på hvad man sammenligner med. I Danmark leverer solceller ca. 800 fuldlasttimer om året, ca 9% af den "installerede effekt".
Og da der er 40% mere lys i kredsløb, vil solceller i kredsløb levere ca. 15 gange mere end i Danmark.

Men måske kun 4-5 gange mere end i Sahara.

Man designer typisk efter højest 1 kW/m² når man sender energien ned, altså svarende til energien fra sollys. Normalt regner man noget lavere, se herunder.
Dermed kunne man gå igennem strålen, uden at opleve andet end en hedetur som i direkte solskin.
Fugle ville sikkert få hedeslag, hvis de opholdt sig dér for længe.
Det betyder at antennen får en enorm størrelse (lidt lige som en traditionel solfanger).
Fordelen ifht. sollys, er at energien kommer uanset vejret, og at modtagerantennen kunne have en virkningsgrad på 50-80%, hvor solfangere ligger og roder omkring 15%.
Desuden kan modtagerantennen have form af et net, der ikke blokerer for sollys, så det kan spændes ud over marker, der stadig kan dyrkes.
Og modtagerdelen er langt billigere end solceller - det gælder ikke for det samlede projekt.

Hvis sol-satellitten er i geo-stationært kredsløb, så kræver det i mikrobølge-området iøvrigt at sende-antennen er enorm stor, for at kunne fokusere strålen indenfor modtager-antennen.

Som jeg husker det, ender man med at energitætheden bliver nærmere 100 W/m² for både sende- og modtage-antenne.
Der kan i et vist omfang laves afvejninger mellem størrelsen af de to, og da jorddelen er meget billigere, vil man nok vælge at gøre den meget større.
For at sende 300 MW ned, vil man måske designe efter 0,5 km² antenne i kredsløb, og 5 km² på jorden.
Iøvrigt skal sende-antennen være en rigtig god beamformer, for at opnå den ønskede virkning.
Og resultatet kunne være den beskrevne nettoeffekt på 200 MW.

Det er meget svært at forestille sig at dette kunne betale sig, med dagens opsendelsespriser.

Men det er da et spændende teknologiprojekt!

Det amerikanske forsvar har vist nogle studier af teknologien kørende - de ville gerne kunne levere energi til fremskudte militærbaser, arktiske poster o.lgn.

En gang i fremtiden drømmer de om at kunne levere energi til køretøjer.
I praksis kræver begge applikationer dog langt højere frekvenser, da man ellers ikke kan fokusere energien i en smal nok stråle. Man sætter jo ikke flere km² antenne op under en militær operation.
Og for mobile anvendelser må det kræve lasere.
Og så begynder man jo at frygte misbrug - der er lavet en James Bond film om det for nyligt - men her var de "andre" der havde satellitten (og det var et spejl, men resultatet var lige så spektakulært) .


08. dec 2009 kl 08:40

John Johansen

Re: Energi i atmosfæren

Princippet i at anvende radiobølger fremfor mikrobølger er jo, at de er mere langbølgede og dermed har en mindre absorbtion i atmosfæren
Jo, men...
Hvad sker der når alle de tabte gigawatt bliver afsat i atmosfæren?


08. dec 2009 kl 09:12

Jens Madsen

5 gange så effektivt

Hvordan kommer man til, at solpaneler i rummet kan være 5 gange så effektive? Hvis sollyset er mere intensitivt, kan det jo også opnås på jorden, ved hjælp af spejle - og sådanne spejle vil med stor sandsynlighed have større effektivitet, end at placere solceller i rummet, omdanne lyset til strøm, omdanne strømmen til lys, og sende lyset ned med laser, hvorefter det til sidst omdannes til strøm igen.

Uanset, at sattelitterne i rummet, kan være i solskin hele tiden, så synes det ikke til at være effektivt.


11. dec 2009 kl 10:22

Richard Tøpholm

Re: 5 gange så effektivt

Hvordan kommer man til, at solpaneler i rummet kan være 5 gange så effektive?
På jorden er det nat 50% af tiden.
Og atmosfæren fjerner 30% af sollyset.
Det giver en faktor 2,8.

Dertil kommer, at hvis solfangerne er placeret spredt ud på jorden i en stor solpark, så vil de, når solen begynder at stå lavt på himlen, altid skygge for hinanden. Man kan hjælpe på det ved at lave længere afstand imellem dem, men det løser ikke problemet, og tilgengæld stiger pladskravet.

Dermed er det meget svært at komme under en faktor 4, selv helt uden skyer.

I Sahara kan man finde områder, hvor der kun er overskyet 5% af tiden, men tilgengæld har de lidt problemer med sandstorme ind i mellem.
Derfor sagde jeg en faktor 4-5.

I Danmark ender man erfaringsmæssigt tilsyneladende på en faktor omkring 15, selv helt uden skyggefaktor (der ellers er en større effekt i Danmark, pga. vores nordlige placering). Det er altså pga. skyer.

Spejle i rummet kan ikke rigtig gøre noget ved skyerne eller ved at atmosfæren fjerner 30% af sollyset. Men de kunne selvfølgelig stå højt på himlen døgnet rundt, og dermed fjerne skyggefaktor og "nat-faktor".
For en solpark i Sahara kunne det måske give mening, hvis spejlene i rummet var meget billige.
Og iøvrigt, Hvis det kan betale sig at putte et spejl i kredsløb, der lyser på parken, så kan det umiddelbart også betale sig at sende 2 spejle op der gør det. Så man kunne dermed skalere solparkers effekt (så længe de kan tåle det).
Men man løber ind i samme problem som for andre koncentrerede stråler: Fugle og dyr ville få hedeslag når de fløj over området.
Så det bliver nok ikke populært at hæve effekten meget over solens naturlige 1kW/m².


11. dec 2009 kl 10:29

Richard Tøpholm

Re: Re: Energi i atmosfæren

Jo, men...
Hvad sker der når alle de tabte gigawatt bliver afsat i atmosfæren?
Der bliver netop ikke afsat ret meget i atmosfæren, når man bruger mikrobølger.
Meget lidt ifht. sollys, selv lige over antennen.

Og hvis man ser over et større område, vil effekten være helt negligibel ifht. sollys.
Men den vil muligvis blive afsat anderledes, i andre højde etc. ifht. sollys, så det er da relevant at forske i effekten, hvis vi engang begynder at bruge disse anlæg i stor skala.
F.eks. vil mikrobølger kunne varme midten af skyer op, hvor sollys kun varmer oversiden af dem (undersiden bliver opvarmet af udstråling fra jorden).
Men sollys afsætter formentlig meget større effekt på oversiden af skyen, end mikrobølgerne ville afsætte i hele skyen.

Men skal vi ikke lige se om konceptet overhovedet bliver til noget, først.


18. dec 2009 kl 15:14

John Johansen

Re: Energi i atmosfæren

Men skal vi ikke lige se om konceptet overhovedet bliver til noget, først.
Jeg mener jo det er åndsvagt at forske i et koncept, hvis man allerede på forhånd kan se, det skader miljøet i en ikke-acceptabel grad.
- Vi har jo allerede haft nogel Ups-oplevelser med bl.a. DDT, freon og nu CO2.

Kunne det ikke være rart bare én gang, at være på forkant?


18. dec 2009 kl 19:58

Jens Madsen

Rumelevator

Når vi engang får bygget en rumelevator - anslået pris, kun ca. 50 milliarder kroner - så kunne vi jo vælge at sende strøm i elevatortrådene.


18. dec 2009 kl 23:46

John Johansen

Re: Rumelevator

så kunne vi jo vælge at sende strøm i elevatortrådene.
-Fra en energisatellit der virker som kontravægt.

Er du forøvrigt sikker på de "kun ca. 50 milliarder kroner", Jens?


19. dec 2009 kl 00:22

avatar

Steen Jensen

Re: Rumelevator

Ja, det kan man godt, men kulfibertrådene bliver rødglødende og brænder over.
Elevatoren går i evigt kredsløb om jorden - uden gavn !

Jeg nøjes med den grønne elevator (armbøjninger med en håndbajer).


19. dec 2009 kl 13:53

Richard Tøpholm

Re: Re: Energi i atmosfæren

Jeg mener jo det er åndsvagt at forske i et koncept, hvis man allerede på forhånd kan se, det skader miljøet i en ikke-acceptabel grad
Det er selvfølgelig rigtigt. Men overordnet set, så er det nok stort set den energiform vi kan forestille os, der kan producere mest elektricitet, med mindst spildvarme.
Varmen afsættes jævnt over et meget stort område, og er totalt set meget mindre end for de andre alternativer vi forsker i.
Så som udgangspunkt er det nok en rigtig god teknologi på det punkt.
At kalde teknologien en blindgyde er nok lidt hårdt, men det er i hvert fald rigtigt, at det er en vej der går meget opad bakke, før den begynder at gå nedad.
Men på 100-150 års sig, kunne den sagtens blive en af de helt store leverandører af elektricitet til jorden.
Og ser man endnu længere frem, er det næppe nogen tvivl om at vi før eller siden vil ønske at producere mere elektricitet, end det er ønskeligt at gøre på jorden.
En tidligere kommentar om at den geostationære bane hurtigt vil blive fyldt op, er nemlig helt forkert.
Der er plads til enorme mængder sol-energi i den geostationære bane - langt mere end vi kan drømme om at bygge i dag (well - selvfølgelig er der ingen grænser for drømme).
Men det begynder at ligge ude i ren science fiction, og er næppe noget vi behøver at planlægge efter i dag.

Med nuværende udvikling i space-access, har jeg svært ved at se at det er effektivt at bruge penge på et egentligt demonstrationsprojekt som de nævner i Californien.
Men man kan jo blive overrasket, og i så fald vil vi måske være glade for at de foretog investeringen.
Hvis space-access udvikler sig meget hurtigt - f.eks. hvis der etableres en rumelevator, eller stor-skala produktionsfaciliteter på månen, så kunne man forestille sig at tidend for solsatellitter blev fremrykket.
Men i dag er det nok access teknologierne det giver mest mening at bruge penge på. Og det er jo også helt klart det vi gør.
Selvfølgelig kunne man forestille sig et helt gigantisk projekt, hvor de to ting blev udviklet samtidigt og produceret samtidigt, og det i sidste ende var sol-satellitterne der skulle betale for rumelevatoren.
Men det ville kræve virkelig massive investeringer, på et projekt med endnu længere udsigter end fussionkraft. Det tror jeg ikke på.
Projekter i den størrelsesorden, kan vi ikke overskue. De er nødt til at blive bygget op af flere mindre delprojekter, der hver især skal give mening og retfærdiggøre sig selv.
Menneskers tidshorisont er ikke lang nok til det andet.


19. dec 2009 kl 15:44

Henning Max Hansen

Re: Re: Re: Energi i atmosfæren

Der bliver netop ikke afsat ret meget i atmosfæren, når man bruger mikrobølger.
Meget lidt ifht. sollys, selv lige over antennen.

Jeg kan ikke lade være med at tænke på postyret omkring UMTS masterne og diskussionerne om mobiltelefoners skadelige virkninger. Med rumbaseret energi taler vi om effekter ca en milion gange større, for at vi ikke skal fylde hele landet med antenner.
Men en intensitet på ca en kilowatt pr kvadratmeter kan vi føle varmen fra mikrobølgerne og vi ville få hedeslag i løbet af en times tid.
Lys vil være bedre, så her er en lavteknologisk løsning. Fyld et område af Sahara på ca 90 tusinde kvadratkilometer med solceller. De giver 20-30 milioner megawat om dagen. For at få de til at virke om natten eller hele døgnet skal vi have 90 tusinde spejle af hver en kvadratkiometer op i geostationær bane. pejlene skal hver især kunne drejes så de peger på området i Sahara. Hver spejl tegner en difus plet på ca 90 tusinde kvadratkilometer, men når de alle peger samme sted hen har vi en intensitet der svarer til dagslys også om natten.
Så har vi et elværk der kan forsyne kloden med energi.
20 milioner megawatt er ca en halv gange mere end hele klodens energiforbrug så det ville være værd at gå efter.


19. dec 2009 kl 16:03

Michael Eriksen

Re: Re: Re: Re: Energi i atmosfæren

Men en intensitet på ca en kilowatt pr kvadratmeter kan vi føle varmen fra mikrobølgerne og vi ville få hedeslag i løbet af en times tid.

A hva!? 1 kW/m2 er bare en dansk sommersolskinsdag...


20. dec 2009 kl 02:08

John Johansen

Re: Rumelevator

Steen Jensen:

Jeg nøjes med den grønne elevator
http://da.wikipedia.org/wiki/D...ator

:-P
[qoute]men kulfibertrådene bliver rødglødende og brænder over.
Er du nu sikker på dét, Steen?
- Man sender vel ikke mere energi gennem 'trådene' end de kan tåle!?


20. dec 2009 kl 12:40

Richard Tøpholm

Re: Re: Re: Re: Energi i atmosfæren

Lys vil være bedre
Det er en misforståelse.
Der er vel tre mulige veje til skadevirkninger af strålingen.
1) Der er den rene opvarmning - på det punkt er forskellen mellem lys og mikrobølger blot at hele effekten fra lyset afsættes meget nær overfladen, hvor mikrobølgerne afsætter i en lidt større dybde. Kroppen har lettere ved at fjerne varmen fra mikrobølgerne, men der er ikke den store forskel, før man når store effekter, hvor lys nemmere kan give brandsår.
Mennesker er iøvrigt stort set det pattedyr, der er bedst til at tolerere store varmeinputs. Vores hårløse krop, og store svede-evne, gør os emminente til at slippe af med varme, hvis vi ikke er dehydrerede.
Men der er ingen tvivl om, hvis man oven i de 1kW fra solen, lægger en væsentlig effekt fra mikrobølger, så bør man ikke opholde sig i området længe. For mennesker ville det jo også kun være, hvis man f.eks. fløj over antennen i en hangglider, eller tilsvarende specielle situationer. Problemet ville være om fugleflokke kunne tåle passager.
Men problemet blive altså en smule værre, hvis man bruger synligt lys i stedet for mikrobølger.

Så er der fotokemisk effekt. F.eks. det der giver hudkræft og brun hud. Den afhænger af frekvensen på strålingen, og for de enkelte effekter, er der en nedre cut-off, hvor de ikke længere opstår. Dermed er sollys LANGT farligere end mikrobølger! Lyset ligger omkring 0,5um, hvilket er 10-100.000 gange højere frekvens end mikrobølger ved 5-50mm bølgelængde, der derfor er stort set uskadelige i forhold til synligt lys.
Alle ved at ultraviolet lys utvivlsomt er skadeligt.
Allerede nede i infrarødt lys, betragter man det jo som ufarligt - hvem er nervøs for at sidde foran brændeovnen, og blive badet i infrarødt lys?
Microbølgerne er selvsagt et par størrelsesordner bedre endnu. Om man overhovedet kan forestille sig fotokemiske effekter i mikrobølgeområdet bliver diskuteret, men de er i hvert fald forsvindende i forhold til hvad synligt lys kan præstere.

Til sidst så er der selve E-feltet, og moduleringen af denne, der kunne tænkes at påvirke nerverne i kroppen. Der skal man per hukommelse op på E-felter over 100V/meter - det kan du få inde i nærfeltet fra en mobiltelefon (få cm fra antennen), men aldrig fra hverken en mobilmast (hvis du ikke kravler op i den) eller mikrobølgestråling fra rummet ved 1kV/m2.
Mobilmaster i 2G nettet, sender per hukommelse 20W per sektorantenne, så du skal ikke ret langt væk, før at det er mange størrelsesordner svagere end strålingen fra mobiltelefoner.
Da mobiltelefoner skruer ned for effekten, når man er nær en mobilmast, vil det betyde, at bruger man blot ind i mellem selv en mobiltelefon (uden headset), så vil man få væsentlig mindre stråling i nærheden af en mobilmast. Men det er en helt anden diskussion.


20. dec 2009 kl 15:33

Henning Max Hansen

Re: Re: Re: Re: Re: Energi i atmosfæren

Dermed er sollys LANGT farligere end mikrobølger!

Mikrobølger med en intensitet på 10 kilowatt pr kvadratmeter forårsager skader direkte. Derfor var det højeste niveau tilladt indtil midten af halvtresserne en kilowatt pr kvadratmeter. Nu må udstråling fra mikrobølgeovne ikke overstige en watt pr kvadratmeter.
Holder vi fast ved den ene kilowatt pr kvadratmeter så skal antennen have et areal på 4,5 kvadratkilometer for at dække Danmarks elektricitetsforbrug lige nu.
(4555 MW kl. 15:27 http://www.energinet.dk/Integr....swf) Skulle vi til at bruge elektricitet til transport og opvarmning skulle det gøres meget større.
Mit tankeeksperiment at lade hele verdens energiforbrug komme fra Sahara indebar ikke lysintensitet ud over det normale.


20. dec 2009 kl 23:21

Richard Tøpholm

Re: Re: Re: Re: Re: Re: Energi i atmosfæren

Mit tankeeksperiment at lade hele verdens energiforbrug komme fra Sahara indebar ikke lysintensitet ud over det normale.
Nu er "normal" lysintensistet fra solen jo også skadeligt.
Men det du siger bliver ikke anderledes af om man talte om microbølger - 1kW/m2 mikrobølger er ikke mere end det normale 1kW/m2 solindstråling.
Og det areal i Sahara, som kan dække hele jordens elforbrug med solceller, kan dække hele jordens elforbrug 5 gange med mikrobølgeantenner, da virkningsgraden af mikrobølgeantenner er ca. 5 gange højere end solfangere (80% vs. 16%).
Måske ville man nøjes med 0,5kW/m2 med mikrobølger vs. 1kW/m2 med solceller, men det giver stadig et areal 2,5 gange mindre end for solceller. Men ingen tvivl om, at hvis man kan placere det hele i Sahara, så er det langt mere rationelt at sætte solfangere i ørkenen, og spejle i rummet, end at placere solfangerne i rummet!

Iøvrigt så talte du om at sende 1 kW/m2 fra spejle ned i Sahara.
Om natten ville det give almindeligt dagslys, men om dagen ville det give noget mere.
Selvfølgelig betyder geometriske begrænsninger, at et spejl ikke fortsætte med fuld effekt om dagen, hvis det er i geostationær bane. Når solen står bag spejlet, kan det jo dårligt roteres, så det forstærker solen. Jeg prøvede lige at regne på det:
Hvis spejlet står stik syd, vil det give sollys varierende imellem 100% ved midnat, 71% lige ved solopgang (hvor solen endnu ikke bidrager), op til 112% 2 timer før middag hvor både sol og spejl bidrager, og 100% ved middag hvor kun solen bidrager.
Alt i alt en ganske overskuelig variation, og en meget beskeden peak.

Man må stadig leve med, at 30% af effekten mistes igennem atmosfæren, og at arealet på jorden bliver fuldt belagt af solanlægget, der næppe har en effektivitet over 16%. Man kan heller ikke have marker samme sted, el.lgn. Men det har man jo alligevel ikke i Sahara.

Så for Sahara, er der ingen tvivl om, at en løsning med spejle i kredsløb er en langt mere økonomisk og fornuftig løsning.

Dit oprindelige spørgsmål, om det skader miljøet, er dog stort set uændret, uanset om du stråler sollys eller mikrobølger til Sahara. Lokalt i det område, vil det være en meget stor ændring i den indstrålede effekt. Ret præcist en faktor 3!
Og solindstrålingen, er jo i forvejen nok til at gøre Sahara til en ørken. Øget med en faktor 3, vil det blive helvede på jord. Men måske kun lokalt? Det kan jeg ikke svare på.

Spørgsmålet er om man vil acceptere at hele jordens elektricitet produceres i Sahara.
Solsatellitter kunne sende til mange steder jorden over, uden at blive særligt påvirket af vejrlig.
Og så er der iøvrigt en detalje med de 3 dage om året hvor det er overskyet i Sahara (jeg har ingen anelse om hvad statestikken er for skyer om natten... det plejer ikke at være relevant :-).

Det lyder ikke af meget, men spørgsmålet er faktisk relevant. Kan man acceptere at vores samfund holder vejrfri 3 dage om året, når der er overskyet i Sahara? Og at det involverer at ALTING stopper, incl. det meste infrastruktur?
Hvis solen leverer 99% af vores elforbrug, så er det ikke realistisk at have standby-kraft til de 3 dage.
Men måske en ganske begrænset kapacitet, der så ville blive astronomisk dyr.
Hospitaler og lgn. kan selvfølgelig køre på nødstrøm, og elbiler vil typisk kunne klare sig en dag uden strøm. Og det meste industri kunne nok acceptere, at der var tvungen fridag 3 dage om året.
Men det er stadig en skræmmende tanke, for en teknologi-afhængig nation, at strømmen slukker - også bare en enkelt dag.
Måske vil triplingen af solindstrålingen betyde at der lokalt aldrig kommer skyer mere.

Men stadig - jeg tror at prisforskellen vinder, og spejle kombineret med solfangere i Sahara ville vinde over solsatellitter.
I praksis vil jeg dog tro at a-kraft vil være mere acceptabel, ifht. at være afhængig af energi fra Sahara. Men det er en helt anden diskussion.


21. dec 2009 kl 18:00

Henning Max Hansen

Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Energi i atmosfæren

Men stadig - jeg tror at prisforskellen vinder, og spejle kombineret med solfangere i Sahara ville vinde over solsatellitter.

Enig og A-Kraft vinder over begge løsninger.
Den egentlige grund til mit indlæg var at sætte tal på for at vise de uendelige mængder af issenkram der skulle sendes op for at dække verdens energiforbrug.


21. dec 2009 kl 21:15

Martin Axelsen

Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Energi i atmosfæren

Om natten ville det give almindeligt dagslys, men om dagen ville det give noget mere.
Selvfølgelig betyder geometriske begrænsninger, at et spejl ikke fortsætte med fuld effekt om dagen, hvis det er i geostationær bane. Når solen står bag spejlet, kan det jo dårligt roteres, så det forstærker solen.

Men ved at have endnu flere spejle, behøver det enkelte spejl ikke at være aktivt hele døgnet og da kan man opnå dækning på fuld tid.
Eventuelle mekanismer til rotation/styring af spejlene skulle vist heller ikke være noget stort problem...

Det lyder ikke af meget, men spørgsmålet er faktisk relevant. Kan man acceptere at vores samfund holder vejrfri 3 dage om året, når der er overskyet i Sahara? Og at det involverer at ALTING stopper, incl. det meste infrastruktur?

Næh, det kan man sikkert ikke; tre dage kan betyde millioner (hvis ikke milliarder) indenfor visse erhverv. Men hvis man lader være med at skrotte det nuværende energiforsyningsnet (kul/atom/vind/vand mm.) burde der stadigvæk være lagt i ovnen til en SÆRDELES klimavenlig energifremtid.


22. dec 2009 kl 21:59

Henning Max Hansen

Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Energi i atmosfæren

Eventuelle mekanismer til rotation/styring af spejlene skulle vist heller ikke være noget stort problem...

Der er en ting til man skal tage hensyn til. Sollysets kraft på sådan et kæmpespejl er ikke helt lille ca. 60000 newton. Så der bliver problemer med at holde den geostationære bane. Dertil kommer partikkelstrømmen fra solen, solvinden, den er stærkt afhængig af solaktiviteten.


Ny i debatten? Opret en brugerkonto

  • Seneste nyt
  • Mest læste
  • Topdebat
Populært på Facebook
 

Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev.