Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[LonelyWanderer]

Теплопроводность песка, особенно сухого, чудовищно низкая. У меня потолок бани им утеплен. 10 сантиметров поверх досок-пятидесяток - и никаких проблем с паром. Сделав очень тонкие слои, вы получите теплоаккумулятор в четверть кубокилометра - из чистой меди.

Я взял теплоёмкость песка из справочника, не нужно необоснованно ухудшать результаты моег расчёта.

[Проходящий Кот]

Естественно, полупроводники не вечные
Ночью все охладится.
Гидроаккомуляцию никто не отменял.
Пыльные бури водой можно смыть.

[ivanij]

Естественно, полупроводники не вечные
Ночью все охладится.
Гидроаккомуляцию никто не отменял.
Пыльные бури водой можно смыть.

 Тогда надо думать о том, где эту воду взять. Ведь, если не ошибаюсь, речь шла о пустыне, не так ли? Полагаю в данном случае

надо искать какое-нибудь другое решение

[LonelyWanderer]

Вот, нашел обьект сопостовимой величины, достаточной  для накопления тепла для даже большего города, чем Архангельск. Пирамида Хеопса, ширина 230 метров, высота 138 метров, масса 6.25 млн.тонн.
И не нужно забывать о больших возможностях экономии, ведь существующие здания очень энергонеэффективны. С экономией такого объекта хватило бы и на город-миллионер в столь высоких широтах.

[Проходящий Кот]

Только не предлагайте новое объяснение пирамид Хеопса, не надо.....

[Kaiserfrogling]

Вы так и не прочитали ту ссылку на вики, которую я рекомендовал.
КПД зеркал 60-70%, кпд теплосборных башен около 50%, кпд тепловых котлов+паротурбин 30-40.
Суммарный КПД гелиотермала около 10% как у аморфного кремния, причем гелиотермал дешевле но намного хлопотнее в обслуживании.

[LonelyWanderer]

Только не предлагайте новое объяснение пирамид Хеопса, не надо.....

Нет, я для наглядности лишь нашёл объект сопоставимой величины, потому что мне с телефона сложно считать формулы конусов. А материал для изготовления такого аккумулятора лучше всего, думаю, песок - его можно просто черпать на месторождении и отсыпать гору.  Прокладывать же трубы в песке нет ничего сложного.
А нагрев - расположенными электронагревателями, распределенными по обьему.
Мне представляются такие способы конструкционно  очень простыми

[LonelyWanderer]

Ну и по теплоизоляции простенький расчет. Пирамида Хеопса имеет площадь боковых граней 342 000 м2, если покрыть её (не её, а аккумулятор тепла этого размера) 1 метром толщины минеральной ваты, то её теплопроводность равна 0.042 Вт/м*градус. Соответственно при начальном нагреве горы до 500 градусов (при нулевой наружной температуре) потери будут 342000 * 0.042*500 = 7.2 МВт,  что весьма мало по сравнению с объёмом запасаемой тепловой энергии (потребление которой зимой может составлять несколько сотен МВт).
Стоимость такой теплоизоляции составит около 5 млн.$ (только за материал минеральной ваты).
Но тут лучше применять многослойную теплоизоляцию из разных материалов (стекловата и тд) с учётом высокой температуры поверхности. У стекловаты при цене, сопоставимой с минеральной ватой, теплопроводность ниже - 0.036 Вт/м*град.

Так что ничего особо сложного. Нужно рассчитать примерную стоимость отсыпки такой горы и трубопроводов.
Не примите за рекламу, но например в этом месте ( http://nerudsm.ru/ )песок стоит 130 руб./тонна, или 2$ / тонна. Гора массой в 5 миллионов тонн получается 10 млн $ , с теплоизоляцией уже 15 млн.$ получается , а с работами выйдет около 30 млн.$.
Трубопроводы, их необходимое количество и цену будет сложнее рассчитать, но можно. На них придётся основная доля цены всего сооружения, а не на саму гору, как критиковали выше.
Пока же цифры для масштаба крупного города выходят очень скромными.

[ivanij]

, кпд тепловых котлов+паротурбин 30-40.

блок котёл+турбина вы хотели сказать?

[Technecy]

олько не предлагайте новое объяснение пирамид Хеопса, не надо.....

А чо, что то новенькое и вполне логичное с научной точки зрения. Почему бы и нет?

[Technecy]

взял теплоёмкость песка из справочника, не нужно необоснованно ухудшать результаты моег расчёта.

Кроме теплоёмкости, есть ещё и теплопроводность. Песок очень плохо проводит тепло. Если взять куб песка, и с одной из сторон подвести многомного тепла, получится "хрустящщая корочка", а внутри - холодный песок.
Другое дело базальт или гранит. При теплоёмкости песка, имеет в десять раз лучшую теплопроводность. Его легче прогреть и соответственно, получить отдачу тепла. Иными словами тепловой ток который способна обеспечить песчаная гора- ничтожен по сравнению с горой базальтовой.
Если уж и делать теплоаккумулятор из природных материалов, то это что то базальтообразное и гранитоподобное должно быть. ПРи этом максимально монолитное. В качестве теплоизолятора - гипсовая штукатурка.

[mbrane]

Воздух - почти идеально "белое" вещество. Оно от светового излучения не нагревается днём и не охлаждается ночью.
Даже в областях спектра, где атмосфера непрозрачна, поглощенный свет превращается во внутреннюю энергию молекул, а не в кинетическую (тепловую).

Во первых не белое , а прозрачное ...Это означает что воздух (молекулы воздуха - азота, кислорода, воды, углекислоты, аргона, диоксида серы, метана и пр.) в основном не поглощает свет - то есть сечение поглощения валентных электронов мало, а значит длина свободного пробега велика - так что большая часть света достигает земли, теперь о том что действительно происходит при редком взаимодействии света и молекул воздуха  в с видимым светом (450-750 нм) - электроны переходят на разрыхляющие орбитали, и быстро релаксируют в основное состояние, импульс соударения никуда не девается и молекулы приобретают скорость, при переходе в основное состояние испускается кванты инфракрасного излучения ... но в атмосфере полно воды и углекислоты, и они очень хорошо взаимодействуют и=с инфракрасным излучением - это приводит к тому что они поглощают его приобретают импульс и в результате кучи соударений переводят его в тепловое равновесие - а это далеко не только хаотическое поступательное движение, это и вращательные степени свободы и колебательные и хаотические внутренние переходы...   При рассеянии же света на непарниковых молекулах - молекулы так же могут приобретать колебательные степени свободы -но там потери энергии налетающего фотона минимальны.

[LonelyWanderer]

взял теплоёмкость песка из справочника, не нужно необоснованно ухудшать результаты моег расчёта.

Кроме теплоёмкости, есть ещё и теплопроводность. Песок очень плохо проводит тепло. Если взять куб песка, и с одной из сторон подвести многомного тепла, получится "хрустящщая корочка", а внутри - холодный песок.
Другое дело базальт или гранит. При теплоёмкости песка, имеет в десять раз лучшую теплопроводность. Его легче прогреть и соответственно, получить отдачу тепла. Иными словами тепловой ток который способна обеспечить песчаная гора- ничтожен по сравнению с горой базальтовой.
Если уж и делать теплоаккумулятор из природных материалов, то это что то базальтообразное и гранитоподобное должно быть. ПРи этом максимально монолитное. В качестве теплоизолятора - гипсовая штукатурка.

Возможно, но всё же это дело лучше посчитать. Мы же не хотим нагревать и  остужать за 1 день. Всё лето нагреваем, всю зиму остужаем, так что тут определённые допуски есть. Песок понятно, что плохо тепло проводит, но это гораздо дешевле, чем другие наполнители, например щебень стоит в 7-8 раз дороже песка (исходя из цифр приведённого выше сайта по продаже этих материалов). Потом и укладка труб в таком материале также намного дороже. Я ведь именно трубы имел ввиду, а не снятие тепла только с поверхности. А трубы можно и погуще расположить. Поэтому нужно сначала рассчитать песок, а уж если окажется, что это плохой материал для этих целей, тогда можно и о каменных конструкциях подумать.
Посчитать, конечно сложно, но примерно можно, взяв за исходные данные площадь поверхности труб, среднее расстояние между ними, и теплопроводность песка. Чуть позже попробую рассчитать хотя  бы примерно. Нужно узнать, на каком расстоянии должны быть трубы друг от друга, какого диаметра, чтобы они могли за всю зиму снять большую часть тепла пород.

[LonelyWanderer]

http://www.rsn66.com/about-sheben
http://www.xiron.ru/content/view/58/28/

Теплопроводность сухого песка - 0.33, гравия - 0.93, щебня - 3.5 Вт/м*град.

С точки зрения цены/качества/доступности, лучше всего для теплового аккумулятора получается не песчаный, не каменный, и не щебёнчатый наполнитель, а гравийный. Гравий есть почти везде, стоит дороже песка, но дешевле щебня, и по теплопроводности посредине.
А также глинозём (2.33).

[Парадоксов Д.]

Как сказал Серёга, тракторист наш, ежели нет ни того, ни другого -- значится, ничего ни и не было.

Или как вы себе представляете жизнь без ископаемых? На соляре, штоле?

[Kaiserfrogling]

Немного о Сахаре.
Для начала - делать пресловутые "белые щиты" гелио-следящими дорого, поэтому они будут проигрывать по эффективности гелио-следящему кремнию.
Сахарские пески в основном средние или легкие, альбедо 0,5-0,6. Если гелио-следящий кремний поглощает в 2,5 раза больше чем песок, а щиты  -  в 2 раза меньше; простейшая пропорция говорит - для компенсации единицы кремния потребуется 3 единицы щитов. Для Сахары с почти даровой ценой на площадь, это в принципе приемлимо. Однако для Европы или России - нет.
Увеличение теплогенерации Сахары грозит во-первых, резким ускорением ее роста (а растет она в последние годы и так быстро), во-вторых ветры из Сахары гораздо чаще будут доходить до Европы и России (несколько лет назад весной в Москву пришел сахарский ветер, температура 42 градуса в апреле, русские студенты сильно матерятся вспоминая ту весну)
По "хватит Европе\все миру" -  как вы собираетесь транспортировать энергию "Европе\всему миру"?

[Проходящий Кот]

Что значит, теплогенерация Сахары в случае солнечных батарей будет расти?
Часть энергия будет превращаться в электричество  и транспортироваться в Европу.
По проводам....
так что теплогенерация Сахары наоборот будет падать.....
Часть энергии можно использовать для подачи воды для омывки солнечных батарей от пыли и песка.....

[Technecy]

Что значит, теплогенерация Сахары в случае солнечных батарей будет расти?

Видимо имеется в виду что кремниевая панель выделяет 80% тепла и 20% электричества. А тупопесок сахарский, хотя электричества не выделяет совсем, но 70% тепла отражает, а 30% поглощает.
Таким образом, рядом с панелями будет гораздо теплее чем просто в пустыне.
В первом приближении так, но думается тут надо много подумать, а как будет на самом деле и куда девается тепло выработанное панелью.

[Проходящий Кот]

Тепло с кремниевой панели тоже отражает своё тепло......

[Technecy]

В смысле излучает?