Получение электрической энергии

Космическая энергетика

Получение электроэнергии в фотоэлектрических и других видов элементах, расположенных на орбите Земли.

Природное электричество поступает к планете исходно от Солнца через геомагнитные полярные зоны схождения магнитных силовых линий над магнитными полюсами планеты, примерно с высот 30-40 км над планетой, путем захвата природной плазмы геомагнитными силовыми линиями и далее накапливается в ионосферы планеты и ее радиационных поясах.

Способы получения:

1. Тросовая орбитальная электромеханическая система

1-солнечная батарея;

2,3-излучение;

4-электропроводящий трос;

5-нагрузка;

6,7-электропроводящие сферы;

8-преобразователь;

9-стабилизатор

Рис. 43. Тросовая орбитальная электромеханическая система

Известно, что в околоземном пространстве от солнечной плазмы непрерывно работает ионосферный плазменный магнитогазодинамический генератор. В результате происходит разделение разноименно заряженных частиц во всех околопланетных сферах, и возникают огромные природные конденсаторы. Именно этот механизм создает естественную огромную разность электрических потенциалов над планетой. Это напряжение огромно и составляет до 300-500 киловольт на высотах 50-100 км относительно поверхности планеты. Электрическая напряженность природного электричества с высотой падает, но еще весьма заметна в ионосфере планеты. Поэтому электропроводящий внутри и электроизолированный снаружи трос, растянутый за орбитальным спутником ориентируют (центрируют) преимущественно по радиусу к планете и выделяют на его концах как раз эту уже существующую разность электрических потенциалов в околоземной ионосферной, например, для получения электроэнергии.

2. Полый магнитогазодинамический преобразователь энергии природной

околопланетной плазмы.

1-солнечная батарея; 3-соленоид; 4-нагрузка; 5-постоянные магниты;

6-зарядосборные пластины;

7- магнито-силовые линии;

8-околопланетная плазма.

Рис. 44. Магнитогазодинамический преобразователь энергии природной околопланетной плазмы

 

 

Настоящие способ и устройство бестопливной космонавтики основаны на использовании природной околоземной плазмы в качестве рабочего тела в полых магнитогазодинамических преобразователях энергии. Давно известны способы использования искусственной плазмы в орбитальной космонавтике для получения малой реактивной тяги путем создания на борту и ускорения искусственной плазмы, приготовляемой из первичного сырья, топлива, однако на борту спутника запас топлива ограничен. В нашем случае использования ионосферной плазмы такой двигатель-генератор будет работать сколь угодно долго.

а) генераторный режим

Вначале полую камеру размещают в ионосфере планеты и ориентируют вдоль силовых геомагнитных линий. Постоянные магниты сортируют частички плазмы по знаку, которые осаждаются на противоположные зарядосборные пластины . К ним через клеммы и присоединяют электрическую нагрузку. На пластинах накапливается природное электричество и между ними образуется разность потенциалов. При подключении пластин через клеммы к электрической нагрузке возникает непрерывный ток рекомбинации данных зарядов. В результате получаем источник энергии. Концентрацию природной плазмы в полой камере обеспечивают бортовым электромагнитом.

б) двигательный режим

К клеммам присоединяют электрические потенциалы от независимого источника, от солнечной батареи. При прохождении электрического тока между пластинами и силовыми магнитными линиями от магнитов через поток природной плазмы, внутри полой камеры возникает сила Лоренца-Ампера. Сила Лоренца-Ампера обеспечивает ускорение плазмы в полой камере с той силой и в том направлении, которые зависят от направления и величины тока. В результате и полая камера получает требуемый импульс тяги. Величина этого импульса тяги переменна в зависимости от величины тока, магнитного поля и параметров природной плазмы.

3. Замкнутый кольцевой контур с током в магнитосфере планеты

 Рис. 45. Кольцевой контур с током

Принцип его работы основан на использовании возобновляемой энергии геомагнитного поля в пределах магнитосферы планеты. Контур размещается подвижно в пределах магнитосферы планеты и укрепляется на борту бестопливного орбитального движителя. Такое простейшее устройство работает как обратимый электромеханический преобразователь магнитной энергии планеты в электроэнергию или даже тормозную тягу (в зависимости от цели и его назначения). Электрический ток в данном контуре образуется вследствие возникновения электромагнитной индукции, наведенной в нем при пересечении им геомагнитных силовых линий. Этот контур позволяет реализовать и двигательный режим, например, как для бестопливной корректировки положения космического аппарата, так и для получения электроэнергии от взаимодействия данного токового контура с магнитным полем планеты. Созданный электрический ток может быть особенно длительным и большим по величине в случае реализации контура как сверхпроводящего.

Перспективы развития отрасли: все разработки проводятся на уровне опытных. Данные способы преобразования в данный момент не применяются.

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ С ТЕПЛОНАСОСНЫМИ СИСТЕМАМИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

4.1. При проектировании зданий и сооружений с применением энергосберегающих технологий, в том числе с применением тепловых насосов, использующих теплоту вторичных энергетических ресурсов и нетрадиционных источников энергии, необходимо рассматривать объект как единое целое. На ранних стадиях проектирования необходимо добиваться согласованности технических решений по архитектуре, конструкции и инженерным системам с целью выбора оптимальных схем внедрения энергосберегающих технологий, обеспечивающих минимальные сроки окупаемости дополнительных капитальных затрат.

4.2. Теплонасосные системы теплоснабжения проектируются для каждого конкретного объекта в зависимости от энергетических нагрузок, почвенно-климатических условий района строительства и стоимости энергоносителей.

Как указывалось выше (см. раздел 2), использование теплоты окружающего воздуха и солнечной энергии в качестве единственных источников низкопотенциальной теплоты малоэффективно, но в сочетании с другими, более стабильными, источниками (например, теплотой грунта) вполне возможно.

Грунт в районе Москвы характеризуется расположением на глубинах 5060 м известняков, что ограничивает глубину бурения термоскважин. На глубинах утилизации теплоты (от 5 до 50 м), как правило, расположены пески, суглинки, глины. Водонасыщенность нормальная. Эти грунты позволяют утилизировать теплоту грунта. Однако при проектировании конкретных объектов необходимо проанализировать более подробные геологические данные по участку застройки и, при необходимости (как правило, для крупных объектов), произвести разведочное бурение.

4.3. Решение об использовании энергосберегающих теплонасосных систем целесообразно принимать на стадии разработки и утверждения задания на проектирование.

Предпосылками для применения таких систем могут служить следующие обстоятельства:

- удаленность от систем централизованного теплоснабжения;

- ограничение в использовании электроэнергии для прямого нагрева при теплоснабжении;

- наличие вторичных энергетических ресурсов (вентиляционных выбросов, сбросной теплоты технологических процессов, серых канализационных стоков и т.п.);

- наличие холодильной нагрузки;

- относительно низкий температурный потенциал тепловых нагрузок (напольное отопление, вентиляция, подогрев воды в бассейнах и т.п.);

- большой объем требований технических условий на подключение к внешним источникам теплоснабжения.

Этапы проектирования обязательно должны содержать стадию ТЭО.

На этой стадии наряду с архитектурой должны быть достаточно глубоко проработаны инженерные разделы, согласованы различные инженерные системы между собой и с теплонасосной системой теплоснабжения в части использования вторичных энергетических ресурсов и покрытия различных тепловых нагрузок с учетом графиков их изменения во времени.


На главную