Освоение Марса

[OratorFree]

На вулканической возвышенности Фарсида обнаружено несколько необычных глубоких колодцев.

Бояним? Ну-ну.    ( Колонизация Марса

[viesis]

Срок службы у таких тонких панелек тоже, я полагаю, никакой. Если использовать в ежедневном режиме хотя бы по 8 часов в день на хорошем солнышке, быстро сдохнут.

Почему? Срок службы явно не зависит от толщины Si-подложки, но от толщины полупрозрачного токопроводящего
слоя и его защиты, по-видимому даже от примененных для этого материалов.

[sharp]

Почему? Срок службы явно не зависит от толщины Si-подложки, но от толщины полупрозрачного токопроводящего слоя и его защиты, по-видимому даже от примененных для этого материалов.

А от чего, по-вашему, зависит срок службы? Какими процессами он лимитируется?

[viesis]

Почему? Срок службы явно не зависит от толщины Si-подложки, но от толщины полупрозрачного токопроводящего слоя и его защиты, по-видимому даже от примененных для этого материалов.

А от чего, по-вашему, зависит срок службы? Какими процессами он лимитируется?

Я исхожу из классической конструкции Si-фотоэлемента: слой n-Si-толщина 0.3÷1 мм- как бы ни чем
не лимитируется, слой р-Si ~ длины волны и токопроводящий слой < 1/4 длины волны - лимитируются
прозрачностью.

[noxx77]

. Там можно собрать из блоков обычный земной реактор, охлаждаемый марсианскими водами.

где ж их взять-то?!

[sharp]

Я исхожу из классической конструкции Si-фотоэлемента: слой n-Si-толщина 0.3÷1 мм- как бы ни чем
не лимитируется, слой р-Si ~ длины волны и токопроводящий слой < 1/4 длины волны - лимитируются
прозрачностью.

Тогда какое вы можете дать объяснение тому факту, что мини-панели для подзарядки телефона весят 5 грамм на ватт мощности, тогда как панели для крыши - около 100 грамм на ватт?

[AndrejM]

где ж их взять-то?!

При наличии цистерны и источника тепла.
Почти под ногами. Легко...
А маленькие маломощные реакторы уже на Марсе.

[sharp]

А маленькие маломощные реакторы уже на Марсе.

Это ж ритеги.

[crazy_terraformer]

Вполне реалистично, потому что у меня собственный комплект на столе лежит. 80 элементов по 0.5 Вт (2*6 дюймов). Всего 40 Вт номинала. Весит эта упаковочка несколько тяжелее мобильника, может быть грамм 150-200.

Однако вы же не будете тысячи таких батарей тупо раскладывать на грунт. К батареям прилагаются несущие конструкции, за счет них общая масса увеличивается. Плюс для больших площадей нужна система ориентации панелей.

Срок службы у таких тонких панелек тоже, я полагаю, никакой. Если использовать в ежедневном режиме хотя бы по 8 часов в день на хорошем солнышке, быстро сдохнут.

от 4 апреля 2015
https://geektimes.ru/post/248522/

На фермах американского сегмента МКС расположено восемь крыльев с солнечными панелями для выработки электроэнергии. Остальные беловатые прямоугольники — это не фотоэлементы, а радиаторы для рассеивания излишнего тепла. Каждое из восьми крыльев содержит по две панели, каждая из панелей состоит из 16400 ячеек, расположенных на примерно 105 квадратных метрах. Общая площадь всех 16 панелей составляет 1680 квадратных метров. В начале эксплуатации вырабатывалось 124 киловатта энергии, но сейчас типичным является значение в 80 кВт — электрические элементы деградируют из-за ионизирующего излучения. Разумеется, значение мощности меняется в зависимости от положения относительно Солнца.

(кликните для показа/скрытия)

Российские модули полностью автономны. Их не доставлял космический челнок, поэтому они имеют свои системы контроля, связи и маневрирования, есть у них и солнечные панели. Первым модулем МКС стала «Заря» или ФГБ/FGB, как его называют все астронавты. Две панели 10,67×3,35 метров и 6 никель-кадмиевых батарей «Зари» могут предоставлять в среднем 3 киловатта мощности. Сейчас солнечные панели этого модуля свёрнуты, чтобы не мешаться радиаторам на ферме американского сегмента. Солнечные панели «Звезды» раскрыты, их максимальная мощность составляет 13,8 киловатт, которые трудно достичь из-за тени от американского сегмента.

Первый массив американских солнечных батарей был запущен в 2000 году, остальные в 2006, в 2007 и в 2009 году.

Солнечные батареи со временем деградируют под действием следующих факторов:

    метеорная эрозия уменьшающая оптические свойства поверхности фотоэлектрических преобразователей;
    радиационное излучение понижающее фотоэдс, особенно при солнечных вспышках и при полёте в радиационном поясе Земли;
    термические удары из-за глубокого охлаждения конструкции на затенённых участках орбиты, нагрева на освещённых и наоборот. Это явление разрушает крепление отдельных элементов батареи, соединения между ними.

Существует ряд мер по защите батарей от этих явлений. Время эффективной работы солнечных батарей составляет несколько лет, это один из лимитирующих факторов, определяющих время активного существования космического аппарата.

Марс защищён от микрометеоритов атмосферкой. От перепадов температур можно укрывать на ночь под металлизированную плёнку на каркасе.

[crazy_terraformer]

На вулканической возвышенности Фарсида обнаружено несколько необычных глубоких колодцев.

Бояним? Ну-ну.    ( Колонизация Марса

Вы место не указали.

[sharp]

от 4 апреля 2015
https://geektimes.ru/post/248522/

Вес не указан. А мы здесь обсуждаем именно отношение веса к мощности. Ватт/кг, или кг/ватт, как вам угодно.

В начале эксплуатации вырабатывалось 124 киловатта энергии, но сейчас типичным является значение в 80 кВт — электрические элементы деградируют из-за ионизирующего излучения.

Вот о том и речь. А панели, которые привел нам в пример LonelyWanderer, за тот же срок были бы убиты в ноль.

[noxx77]

где ж их взять-то?!

При наличии цистерны и источника тепла.
Почти под ногами. Легко...
А маленькие маломощные реакторы уже на Марсе.

И куда Вы от воды тепло сбрасывать будете? И чем? Испарением в атмосферу как на Земле или излучением как в космосе? Если первым, то это тупо разбазаривание ресурсов. Если второе, то чем это от радиаторов отличается?

[viesis]

Я исхожу из классической конструкции Si-фотоэлемента: слой n-Si-толщина 0.3÷1 мм- как бы ни чем
не лимитируется, слой р-Si ~ длины волны и токопроводящий слой < 1/4 длины волны - лимитируются
прозрачностью.

Тогда какое вы можете дать объяснение тому факту, что мини-панели для подзарядки телефона весят 5 грамм на ватт мощности, тогда как панели для крыши - около 100 грамм на ватт?

Естественно, что вес панели для наружного применения возрастает за счет механических элементов
конструкции.

[sharp]

И куда Вы от воды тепло сбрасывать будете? И чем? Испарением в атмосферу как на Земле или излучением как в космосе? Если первым, то это тупо разбазаривание ресурсов. Если второе, то чем это от радиаторов отличается?

Тепло сбрасывать в грунт, разумеется. Путем теплопередачи.

[viesis]

И куда Вы от воды тепло сбрасывать будете? И чем? Испарением в атмосферу как на Земле или излучением как в космосе? Если первым, то это тупо разбазаривание ресурсов. Если второе, то чем это от радиаторов отличается?

Тепло сбрасывать в грунт, разумеется. Путем теплопередачи.

Излучением с любой точки зрения лучше.

[sharp]

Излучением с любой точки зрения лучше.

Раскройте свою мысль поподробнее, и желательно с формулами.

[viesis]

Излучением с любой точки зрения лучше.

Раскройте свою мысль поподробнее, и желательно с формулами.

О малой пригодности горных пород и материалов из них в качестве теплоотводящей среды говорят
хотя бы окружающие нас стены. Это в частности, а в общем некоторые соображения указывают на то,что
расхожее представление о роли холодильника в работе тепловой машины вызвано скорее
не физикой процесса, а технологическими и конструктивными требованиями.

[sharp]

О малой пригодности горных пород и материалов из них в качестве теплоотводящей среды говорят
хотя бы окружающие нас стены. Это в частности, а в общем некоторые соображения указывают на то,что
расхожее представление о роли холодильника в работе тепловой машины вызвано скорее
не физикой процесса, а технологическими и конструктивными требованиями.

Однако разница температур между радиатором с водой и марсианским грунтом позволяет сделать мощность теплоотвода ~ 100 кВт/м2, даже несмотря на низкий коэффициент теплопроводности. Излучение же даст не более 1 кВт/м2 при температуре излучателя 400 К.

[viesis]

О малой пригодности горных пород и материалов из них в качестве теплоотводящей среды говорят
хотя бы окружающие нас стены. Это в частности, а в общем некоторые соображения указывают на то,что
расхожее представление о роли холодильника в работе тепловой машины вызвано скорее
не физикой процесса, а технологическими и конструктивными требованиями.

Однако разница температур между радиатором с водой и марсианским грунтом позволяет сделать мощность теплоотвода ~ 100 кВт/м2, даже несмотря на низкий коэффициент теплопроводности. Излучение же даст не более 1 кВт/м2 при температуре излучателя 400 К.

При коэффициенте теплопроводности 1.5 Вт/м*С как у бетона и исходной Т грунта 250К и Т радиатора 400К,
указанная вами мощность 100 кВт/м2 будет при толщине слоя грунта 2.25мм и равновесная Т достигнется за
несколько сек, но слои грунта 10 см обеспечит теплоотвод только 2250 Вт/м2, а 1м- 225Вт/м2. С другой стороны
что запрещает иметь Т излучающего радиатора 800 К и 25кВт/м2?

[sharp]

Если отводим тепло от реактора, то такая температура вполне реальна. Если же от батарей, то вам надо экономить энергию, то есть искать пути теплоотвода без высоких температур.