ВНИМАНИЕ! На форуме начался конкурс - астрофотография месяца - АВГУСТ!
0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.
Потому и нужен фотоприемник, максимально преобразующий ИК от 2000-2500К.
Откуда такие данные?
Помнится, солнечные панели до 44℅ света усваивали. Про ИК не помню чтоб что то упоминалось.
Может в случае с ИК панелями, имеет место эффект схожий с фотосинтезом, но чуть по другому. Для того чтоб выбить электрон, достаточно красной длины волны. Остальные не в удел, ни два ни полтора, их енергия больше, чем достаточно для вышибания электрона, и часть её вбестолку уходит.
Таким образом, важно выбрать длину волны вблизи оптимального значения.
Рис. 8. Теоретическая эффективность преобразования фотовольтного элемента для монохроматического света в зависимости от ширины запрещенной зоны материала (по Олсену и др.). Также показаны измеренные эффективности преобразования для трех типов ячеек: GaAs (850 нм), Si (950 нм) и GaSb (1500 нм).
Сегодня какой год?))). Может приведете статьи. 1891года?))))Нынешние фотоэлементы на 3 головы выше, чем то чудо, его которое вы говорите!))
По ходу дела вот оно. Кремниевые ловят такой диапазон. Разве только полимерные какие то навороченые могут улавливать короткое.
Понятное дело основные принципы физики и базовые такой свойства материи, они никуда не денутся, даже 1800х годов. Но что касается технологий, тут все по другому.Новые технологии открывают возможности создавать запредельные материалы, и раскрывать новые неожиданные свойства многих материалов!Добавить бы ещё адекватное применение и распределение!?))
Если порыться в этой {теме}
Вообще большинство старых моделей и утопических идей очень топорны уже на корню, и не учитывают множество факторов, очевидных для инженеров. Возможно это были просто хайповые проекты, шумиху навести, науку пропиарить, продажи журналов поднять, интерес общества привлечь.Да и судя по всему, их изначально не собирались воплощать.
Даже тот же солнечный парус почему то не пошёл...
Три плюсика это и есть
Там еще нижняя шкала есть, ширина запрещенной зоны, это же теоретическая кривая, т.е. для предельной эффективности на каждой волне по верхней шкале мы выбираем и наиболее эффективный материал, существует ли такой в реальности совсем другой вопрос.
Как только сделать сам реактор максимально простым пока не понятно. На быстрых нейтронах, со средой отражателя из углерода, так как у углерода огромная теплопроводность -6000 ватт.
alex_ semenov в экзальтации вываливает целые котлы лапши на уши доверчивых недоумков.
Оксид урана, как раз, плавится при 3000К. Но в вакууме он расплавится просто не успеет!Просто испарится, минуя жидкое состояние. Что такое возгонка слыхали? А про испарение в вакууме? Это курс средней школы.
Про более сложные материи, типа геометрия активной зоны реактора на быстрых нейтронахя даже не буду говорить - пакет стержней из двуокиси урана просто разлетится вдребезги придостижении критичности.
Нужно легко просто и эффективно? Значит ответ в сферичности.
...Ты, вообще, нормальный? ...А на самом деле, если графит, то в десять раз больше. Эх, ты!
Цитата: alex_semenov от 30 Янв 2023 [08:45:26]2. Расчёт покажет что это проблема. Уран с поверхности испаряется со скоростью по порядку равной выгоранию урана в стержнях. Тогда будем искать решениеА как дела с кпд обстоят?) Сколько будет не догорать?
2. Расчёт покажет что это проблема. Уран с поверхности испаряется со скоростью по порядку равной выгоранию урана в стержнях. Тогда будем искать решение
Галогенный цикл, лежащий в основе принципа действия ламп данного типа, был открыт в 1915 году Ирвингом Ленгмюром во время исследования адсорбции газов на твёрдых поверхностях. В своих исследованиях Лэнгмюр использовал источник света с двумя вольфрамовыми спиралями, находящимися в атмосфере, содержащей пары галогенов. Он обратил внимание, что если в такой конструкции включать только одну спираль, то вторая, холодная, постепенно истончается при работе прибора вплоть до полного исчезновения, а раскалённая, наоборот, становится толще
Цитата: равлик от 29 Янв 2023 [20:38:09]\[\varepsilon = \eta \frac{P}{m} < \eta \frac{\sigma \cdot {T^4} \cdot S}{\rho \cdot V} = \eta \frac{\sigma \cdot {T^4} \cdot 4\pi \cdot {r^2}}{\rho \cdot \frac{4}{3}\pi \cdot {r^3}} = \eta \frac{3 \cdot \sigma \cdot {T^4}}{\rho \cdot r} \approx {10^{4 \pm \frac{1}{2}}}{\text{ Вт/кг}}\]Цитата: alex_semenov от 30 Янв 2023 [09:06:48]Реактор у нас ОСОБЫЙ. Очень прожорливый. Весь уран, который он сожрёт за всю свою жизнь в него не заправишь сразу. И перезаправлять по пути, останавливая, вынимая отработку и загружая свежую (как это принято тут у нас на Земле) - не поучится. Надо всё делать НА ХОДУ. Постепенно реактор загружать и постепенно выгружать.С теплоносителем удельная по массе мощность мало меняется при больших размерах. Но в теплофотоэлектрогенераторе удельная по массе мощность обратно пропорциональна размеру при постоянной плотности, что ограничено снизу несколькими длинами свободного пробега рождающихся быстрых нейтронов. Поэтому должно быть много реакторов, а не один большой. Длина свободного пробега приблизительно считается по открытой информации https://www.oecd-nea.org/jcms/pl_44624/janis-books по простой зависимости\[ l \approx \frac{V}{S} = \frac{\frac{\nu \cdot \mu }{\rho }}{\nu \cdot {N_\text{A}} \cdot \sigma } = \frac{\mu }{\rho \cdot \sigma \cdot {N_\text{A}} } \]Получается для рождающихся быстрых в графите ~0,04 м и для тепловых (расчётная температура 5000 K больше поверхности) в энергопреобразователе ~0,02 м. Но при температуре ~2400 К есть пик ~3000 барн, обеспечивающий сверхмалую толщину делящегося ~0,00007 м и одновременно самоконтроль температуры, делающий ненужными подвижные элементы. Графитовые шары должны пересобираться для замены в них энергогранул, что вряд ли потребует слишком тяжёлого оборудования, учитывая малую скорость замены энергошаров.Для большей эффективности наверное нужно несколько делящихся слоёв внутри шара, а не только в центре.И в космической технике не место твёрдым конструкциям со стержнями, которые имеют много ненужных масс, там эффективнее пузыри и натянутые сети. В данном случае от корабля будут тянуться длинные бусы, то есть тонкие тросы соединяющие множество теплофотоэлектрогенераторов оптимального размера (для максимальной удельной по массе мощности) в виде длинных тросов. Вся конструкция имеет небольшое вращение, чтобы тросы образовали небольшое раскрытие конуса, внутри которого спереди назад исходит поток от двигателя.
\[\varepsilon = \eta \frac{P}{m} < \eta \frac{\sigma \cdot {T^4} \cdot S}{\rho \cdot V} = \eta \frac{\sigma \cdot {T^4} \cdot 4\pi \cdot {r^2}}{\rho \cdot \frac{4}{3}\pi \cdot {r^3}} = \eta \frac{3 \cdot \sigma \cdot {T^4}}{\rho \cdot r} \approx {10^{4 \pm \frac{1}{2}}}{\text{ Вт/кг}}\]
Реактор у нас ОСОБЫЙ. Очень прожорливый. Весь уран, который он сожрёт за всю свою жизнь в него не заправишь сразу. И перезаправлять по пути, останавливая, вынимая отработку и загружая свежую (как это принято тут у нас на Земле) - не поучится. Надо всё делать НА ХОДУ. Постепенно реактор загружать и постепенно выгружать.
Если бы можно было бы сделать излучатель с температурой 6кК - конечно, использовали бы его, и фотопреобразователи бы брали соотвествующие. Но ведь нельзя. А раз так - нужно брать узкозонные ПП, которые соотвествуют технически реальной температуре.
Это все для того чтобы участники имели представление, что из этого может теоретически быть ограничивающими факторами в космической "бочке Либиха"
Дело в том, что в термофотопреобразовании мы делаем излучатель.То есть, у солнца - спектр АЧТ, но вот у нами сделанного низкотемпературного излучателя удобный нам спектр.Мы перераспределяем энергию по излучению уже на излучателе, а не пытаемся 4 типами полупроводника и 30 промежуточными слоями ловить размазанную по горбу спекта АЧТ энергию.
Ну это понятно. Но все же важно заранее отметить, какие "витамины" в рационе надо сокращать, чтобы потом петух не клюнул внезапно в пятую точку...
Проблемы солнечных батарей тут чисто фундаментального характера.Всё что ниже ширины запрещённой зоны полупроводника СБ не ловит. Вот вообще, свет не поглощает. Всё что выше ЗЗ, поглощается, но используется - просто по логике работы перехода только часть энергии, равная ширине ЗЗ. Остальное будет рассеяно. Вот для кремния 0.5эВ фотон бесполезен - пройдёт насквозь (если не будет бесполезно пойман свободным носителем заряда, но и тогда просто рассеется в тепло). А 2 эВ жёлто-зелёный свет - будет пойман. Но из его энергии будет использована только половина, тот самый 1+эВ, равный ширине запрещённой зоны. А вот из 3эВ фиолетового на пользу пойдёт уже только треть, а с УФ - всё ещё и ещё хуже.То есть, идеальная солнечная батарея из кремния (математический ноль потерь на всё, ограничения только принципом работы) даст где-то 29% КПД для солнечного спектра.А вот та же самая идеальная солнечная батарея, но под светом 1.1мкм лазера даст 100% КПД....Поэтому спектр солнечной батареи приходится нарезать полосками - сначала "жрать" самый синий свет, остальное - проходит насквозь, потом - то, что краснее, потом - ещё краснее и т.д. Очевидно, что чем шире горб, тем больше потерь, тем сложнее его резать, тем шире полоска, тем больше потерь в каждой полосе.В термофотопреобразовании мы можем сузить спектр излучателя.Поэтому можем использовать двухпереходный или даже однопереходный фотопреобразователь, и всё равно иметь отличный КПД! Потому что нижнюю часть горба мы подведём под ширину ЗЗ, а верхняя недалеко у нас от нижней. Потери малы, и всё прекрасно.Потери только на технических вещах - траты на путешествие пары, безызлучательные рекомбинации, сопротивления электродов, плохое поглощение, отражения и т.п. и т.д. С этим уже можно работать. И получать совсем иной результат, чем для солнца!
Повторяю вопрос реактор для 2500 к на быстрых или на медленных нейтронах? На медленных нейтронах большая масса замедлителя.
Автор
Тема: Двигатель для межзвёздных перелётов (Прочитано 1416215 раз)
