Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[BlackMokona]

Однако в фотосинтезе может эффективно использоваться только свет в диапазоне от 400 до 720 нм. В реальном солнечном свете в эту область попадает 45 % излучения, так что теоретический максимальный КПД преобразования солнечной энергии составляет приблизительно 11 %. Однако в действительности растения не поглощают весь падающий солнечный свет (из-за отражения, дыхания и потребности в оптимальном уровне солнечной радиации) и не переводит всю собираемую энергию в биомассу, что приводит в общей фотосинтетической продуктивности от 3 до 6 % суммарной солнечной радиации[1].

Таки если мы получать энергию от фотосинтеза то через всю цепочку нам и 2% не светит.

[AndrejM]

А с ураном та же проблема, что и с нефтью.
Нет, нефть исчерпаема, а уран неисчерпаем. Свинец конечно ураном вновь не станет, но его(урана) тупо много.

Тогда уж на бета радиоактивны лучше переходить. Они хоть дольше ток дают. (Хоть и меньше.)
Да и их самих немного больше.

[AndrejM]

Таки если мы получать энергию от фотосинтеза то через всю цепочку нам и 2% не светит.

Через фотосинтез не энергию а углеводы и полемеры получать нужно. А навешенная энергия это побочный продукт. Так сказать отходы.
Эсли требуется чистый ток то либо качественные панели либо дешевые зеркала.
А фото химию можно даже без бактерий осваивать. Просто с бактериями и травой дешевле.

[AlexAV]

От 3 до 6 процентов кпд у растений.

Это прирост биомассы, а не КПД растений. Просто растения далеко не всю энергию тратят на синтез биомассы, большая часть её тратится просто на текущую жизнедеятельность (всякую текущую замену биомолекул, работу калий-натриевых каналов и т.д.). Сам по себе чистый КПД преобразования света в полезную энергию у растений около 35%, просто большая её часть сразу же расходуется на текущие нужды.

Здесь можно провести следующую аналогию. Эти 3-6% - это отношение энергии полученной от сжигания солнечных батарей, построенных на заводе записанном от солнечных батарей, к энергии солнечного излучения поглощённого этими батареями. Понятно, что эта цифра сильно меньше собственно КПД батарей.

[sharp]

Тогда уж на бета радиоактивны лучше переходить.

Наверное, вы все-таки альфа-распад имели в виду.

[BlackMokona]

От 3 до 6 процентов кпд у растений.

Это прирост биомассы, а не КПД растений. Просто растения далеко не всю энергию тратят на синтез биомассы, большая часть её тратится просто на текущую жизнедеятельность (всякую текущую замену биомолекул, работу калий-натриевых каналов и т.д.). Сам по себе чистый КПД преобразования света в полезную энергию у растений около 35%, просто большая её часть сразу же расходуется на текущие нужды.

Здесь можно провести следующую аналогию. Эти 3-6% - это отношение энергии полученной от сжигания солнечных батарей, построенных на заводе записанном от солнечных батарей, к энергии солнечного излучения поглощённого этими батареями. Понятно, что эта цифра сильно меньше собственно КПД батарей.

Я привел цитату выше, 11% теоритический предел.

Через фотосинтез не энергию а углеводы и полемеры получать нужно. А навешенная энергия это побочный продукт. Так сказать отходы.
Эсли требуется чистый ток то либо качественные панели либо дешевые зеркала.
А фото химию можно даже без бактерий осваивать. Просто с бактериями и травой дешевле.

Так С/Х никто не отменяет.

[AndrejM]

Цитата: snickers от Сегодня в 14:26:39
Даже в масштабах страны... а мира.. да и это повод подумать о переходе на "умные сети".  В общем выод прост - проблема не в производстве а в распределении энергии.
Проблема в том как продать энергию тому кто в ней не нуждается. И чтобы решить эту задачу сети должны быть очень умные.

Правильнее как потратить дармовую энергию с общественной пользой.
Можно в провода загонять и гнать с КПД 0.01%.
А можно заводик прямо тут поставить и получить если не 40% то хотябы 35%.
А транспортировать результат, а не полуфабрикат. Вот вам и экономия.

[AndrejM]

Тогда уж на бета радиоактивны лучше переходить.

Наверное, вы все-таки альфа-распад имели в виду.

Нет именно Бета.
По последним сведениям очень перспективный.

[AndrejM]

Так С/Х никто не отменяет.

Кроме С/Х существует и не биологический синтез в пробирке. Но он пока мало распространён.

[sharp]

Нет именно Бета.
По последним сведениям очень перспективный.

Ссылку можно на те последние сведения?
Собственно, чем альфа-то не устраивает? Вояджеры как бы намекают что с долговечностью у него все ок С мощностью не очень, но так у бета-распада еще меньше энерговыход.

[AlexAV]

Я привел цитату выше, 11% теоритический предел.

Цитата насколько я понял взята из Википедии. Но Вы невнимательно читали. Далее там написано:

Говоря другими словами: 100 % солнечного света → биодоступная радиация (400—700 нм) составляет 53 %, а 47 % оставшейся радиация не используется → 30 % фотонов теряются из-за неполной абсорбции 37 % (поглощенной энергии фотонов) → 24 % теряется в ходе переноса по антенным комплексам до уровня энергии 700 нм, оставляя 28,2 % энергии света, собранной хлорофиллом → 32 % преобразуются в АТФ и НАДФН, а затем в D-глюкозу, оставляя 9 % (сахар) → 35-40 % сахара потребляется листьями в процессе дыхания и фотодыхания, 5,4 % энергии идёт на чистый прирост биомассы.

КПД превращение света в АТФ и НАДФН (т.е. 32%, в литературе встречал цифру 35%, но это различие непринципиально) - и есть КПД собственно усвоения солнечного света растением (аналог электроэнергии от солнечных батарей). А уж как эту первичную энергию растение использует - совсем другой вопрос.

[BlackMokona]

Вы упустили один переход.

оставляя 28,2 % энергии света, собранной хлорофиллом → 32 % преобразуются в АТФ и НАДФН, а затем в D-глюкозу, оставляя 9 % (сахар

32% от 28.2 % солнечной энергии собранной хлорофилом.

[AndrejM]

Нет именно Бета.
По последним сведениям очень перспективный.

Ссылку можно на те последние сведения?
Собственно, чем альфа-то не устраивает? Вояджеры как бы намекают что с долговечностью у него все ок С мощностью не очень, но так у бета-распада еще меньше энерговыход.

И Алфавит и Бета и Нейтронный на период полёта вояджеров дадут примерно равный результат.
Но Альфа и Бетта слабые по мощности. Поэтому сейчас опять на уран перекинулись.
Для Бетта не надо иметь дело с гелием.
А пример батарейка на Углерод-14 который превращается в азота-14.
Называется атомная батарейка из алмаза.
http://hi-news.ru/technology/almaznye-batarejki-pozvolyat-prevratit-radioaktivnye-otxody-v-chistuyu-energiyu.html
В любом случае ресурс радиоактивов не резиновый.
Но при наличии Солнечной энергии и необходимости запасти на длительное время, то только искусственные радиоактивны и помогут.
Кстати Углерод-14 образуется в атмосфере от солнечного излучения. Так что и естественное накопление реально. (Но вот как собирать?)

[crazy_terraformer]

http://hi-news.ru/technology/almaznye-batarejki-pozvolyat-prevratit-radioaktivnye-otxody-v-chistuyu-energiyu.html

Бредятина.

[AlexAV]

32% от 28.2 % солнечной энергии собранной хлорофилом.

Посмотрел по другим источникам. Табличка отсюда (https://www.elsevier.com/books/crop-breeding-a-contemporary-basis/vose/978-0-08-025505-7):



всё же 32% от полной поглощённой листом энергии.

[sharp]

Но Альфа и Бетта слабые по мощности. Поэтому сейчас опять на уран перекинулись.

Энерговыход бета-распада углерода-14 0,15 МэВ; альфа-распада плутония-239 - 5,25 МэВ; деления урана-235 в цепной реакции - 200 МэВ. Соотношение величин примерно ясно, думаю?

http://hi-news.ru/technology/almaznye-batarejki-pozvolyat-prevratit-radioaktivnye-otxody-v-chistuyu-energiyu.html

То есть, вы даете ссылку на статью российских журнализдов, которые описывают сомнительную разработку британских ученых (а вероятнее даже - британских студентиков) . Иными словами, бредятина
Попробуйте взять да посчитать например, сколько нужно углерода-14 для бета-батарейки, которая давала бы 20 Вт мощности для одной лампочки. Все исходные данные найдете в википедии.
 

[AlexAV]

Нет именно Бета.
По последним сведениям очень перспективный.

Ни скоростью альфа-распада, ни скоростью бета-распада мы сегодня управлять не можем, что делает их ограниченно полезными для энергетики (только радиоизотопные источники, но изотопы пригодные для них в природе очень редки, то что используют - в основном искусственные изотопы). Существующая ядерная энергетика основана на вынужденном деление ядер (на самом деле настоящий подарок природы, особенно в сочетание со свойствами доступных нам изотопов, будь они чуть другими - и не было бы у нас никакой атомной энергетики ). Благо актиноиды (уран и торий) пригодные для неё на планете Земля не так уж и редки (кстати второй подарок природы, есть основания полагать, что материал ранней солнечной системы в значительной мере образовался в r-процессе, причём был "выплавлен" совсем незадолго до образования солнечной системы, о чём свидетельствует признаки наличие кюрия, плутония-244 и иода-129 в ранней солнечной системе, т.е. по галактическим меркам солнечная система и земля ими вероятно аномально богаты).

[snickers]

Брать пример нужно у природы.
К стати какой у неё КПД на усвоение световой энергии?

Если фотосинтез то солнечные панели может с их КПД и покруче). Так что  тут много не возьмеш.

На то и деньги выделили.

Если не разворуют то построят. Тем более деньги дали "серьезные дяди" которые потом и спросить смогут.
А вообще у вас смотрю по пару СЭС в год запускают.. хоть и маломощные по паре/ десяток МВт но тем не менее.. кстати в этом и есть тоже плюс, энергосеть скажем ткак - диверсифицированная становиться.

Если технологии будут неуклонно расти в течение 300-500 лет

Я бы сказал - усовершенствоваться, так правильнее. Но есть природный барьер 1-2% от солнеченой энергии. Или привет венера2(.
Так что или войнушки или  в космос.  Фабрики заводы на орбиту. Что то такое наверно. В там , если нет термояда то СЭС, то есть то же ВИЭ по сути.

С ураном ещё хуже чем с углём. Уголь хоть легче производить.

А это не важно. В теме моделирут  ситуацию когда ничего этого нет- все кончилось по умолчанию)  уран/термояд и уголь забанили и его нет).

[BlackMokona]

всё же 32% от полной поглощённой листом энергии

Тут с другой стороны бяка, лист не поглащает 100% падающей на него сонечной энергии, часть отражает,часть не подходит для фотосинтеза. А тут рассматриваеться, только поглащенную энергию.

[Kaiserfrogling]

От 3 до 6 процентов кпд у растений.

У сахарного тростника 8%, но он очень быстро истощает почву

Я привел цитату выше, 11% теоритический предел.

Говоря другими словами: 100 % солнечного света → биодоступная радиация (400—700 нм) составляет 53 %, а 47 % оставшейся радиация не используется → 30 % фотонов теряются из-за неполной абсорбции 37 % (поглощенной энергии фотонов) → 24 % теряется в ходе переноса по антенным комплексам до уровня энергии 700 нм, оставляя 28,2 % энергии света, собранной хлорофиллом → 32 % преобразуются в АТФ и НАДФН, а затем в D-глюкозу, оставляя 9 % (сахар) → 35-40 % сахара потребляется листьями в процессе дыхания и фотодыхания, 5,4 % энергии идёт на чистый прирост биомассы.

При облучении луча чистым красным или синим излучением, потери на первом и  третьем этапе сильно падают (антоцианно-антенные комплексы поглощают частоты света недоступные хлорофиллу, но увы с низким КПД), и IN VITRO согласно википедии был получен фотосинтез с КПД 20%