Ответ на пост «Большая марсианская проблема — энергия»

Как же бесит когда журналисты пишут инженерные статьи. Читается легко, приятно, но только смысл на 80% дичь. Напишу как инженер, пусть местами непонятно, но ближе к истине.

Вся статья про обеспечение энергией колонии отталкивается от непонятных 90кВт на человека, "Подсчитано, что марсианской базе потребуется около 90 кВт на человека". По дальнейшему тексту статьи можно предположить имеется ввиду 90кВт непрерывно вырабатываемой энергии. Что бы вы понимали это примерно 50 газовых конфорок включенных одновременно, или костер к которому ближе чем на 1,5 метра не подойдешь. Куда столько энергии одному человеку - непонятно. При том в оригинальной статье на хабре, есть хотя бы ссылка на источник.  А источник французский сайт посвященный колонизации марса, и никто там ничего не считал, а прикинули на глаз. "В литературе мы также находим количественные общие оценки потребления электроэнергии для каждого жителя колонии. Показатель Mars Homestead составляет 90кВт / ч (для 12 жителей на начальном этапе); на промежуточном этапе в 150 человек мы достигаем 45 кВт / ч (Йоши Исикава, AAS 90-251)", или в оригинале "In the literature, we also find quantified overall assessments of electric power consumption for each inhabitant of a colony. Mars Homestead figure is 90kWe/p (for the early stage of 12 residents); at the intermediate stage of 150 people, we reach 45 kWe/p (Yoshi Ishikawa, AAS 90-251)".

Что они там такого кочегарить собрались на 90 кВт, не очень понятно. И вообще, в французской статье упоминается, что значительная часть энергии потребуется не в виде электричества, а тепла. А это совсем другой разговор, потому что КПД преобразования тепла в электричество в лучшем случае около 40%, в среднем порядка 30%, а для упомянутых "термоэлектрических генераторов с марсохода Opportunity" составляет около 5%. Остальные 60-70-95% тепловой энергии рассеиваются в атмосферу в процессе работы генераторов. Либо их можно использовать на отопление, как это делается на ТЭЦ. Таким образом все расчеты, касательно АЭС, предложенные автором статьи следует делить на 3, так как из заявленных 90кВт(нахуя так много?) электрическими нужно от силы 30%.

В СССР проводились разработки мобильных АЭС, одна из них Памир-630Д, базировалась на двух полуприцепах, согласно википедии масса более тяжелого 65тонн, а общая мощность установки 5МВт тепла и 600кВт электричества. При том что разработана она 35 лет назад, думаю сейчас можно и полегче сделать установку.

Так что не переживайте друзья, при использовании ядерной энергии, на Марсе хватит и тепла и электричества всем колонистам!

Исследователи космоса

16.5K поста46.9K подписчиков

Добавить пост

Правила сообщества

Какие тут могут быть правила, кроме правил установленных самим пикабу :)

DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
kWe/p что это?
раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий

Думаю что КилоВатт электричества на человека. Выдержка из оригинала

electric power 3 MWe (averaged over one sol);

thermic power 24 MWth

3
Автор поста оценил этот комментарий

Ошибся, "кВт / ч" написано.

раскрыть ветку (1)
3
Автор поста оценил этот комментарий

кВт/ человека. Это гугл так перевел.

2
Автор поста оценил этот комментарий

Итого 0,075кВт расходуется на выработку кислорода одному человеку.

Только нужно еще добыть лёд, привезти его, растопить, часть потратить на бытовые нужды и еду.

Вентиляция - от силы 1кВт на всю колонию.

Это с учетом фильтрации CO2?

Расход энергии на отопление зависит на прямую от теплоизоляции, не думаю что марсианская станция будет продуваться как бытовка строителей.

Продуваться не будет, но так как нормальный утеплитель занимает большой объем, а на месте его произвести проблематично, то скорей всего можно будет рассчитывать только на сведение к минимуму утечек тепла, но от влияния атмосферы защититься особо не получиться. Хотя если использовать ядерный реактор, то отработанную теплую воду можно пускать на обогрев.

Воду растопили один раз и гоняй по кругу

Фильтровать воду до питьевой очень геморно даже на Земле. Поэтому воду после употребления используют только как техническую и гонять по кругу не получиться никак.

раскрыть ветку (1)
4
Автор поста оценил этот комментарий

Фильтровать воду до питьевой очень геморно даже на Земле. Поэтому воду после употребления используют только как техническую и гонять по кругу не получиться никак.
После употребления воду можно использовать для выработки кислорода.

на то что бы нагреть лед с температурой -70 до воды +20 потребуется затратить 0.064кВт мощности на 1 литр в час. То есть в сутки будет производиться 375 литров теплой воды с 1кВт мощности.

3
Автор поста оценил этот комментарий

Для инженера очень непринужденно сравниваете кВт и кВт*ч

раскрыть ветку (1)
4
Автор поста оценил этот комментарий

В каком месте в увидели кВт*ч?

11
Автор поста оценил этот комментарий

Энергетику считали для выработки кислорода из атмосферного СО2, процесс очень энергозатратный

раскрыть ветку (1)
7
Автор поста оценил этот комментарий

Кто? Где? Когда?

Сейчас бегло пробежался по гуглу и не нашел ни одного вменяемого описания колонии на Марсе.

показать ответы
59
Автор поста оценил этот комментарий

Куда столько энергии одному человеку - непонятно.

Выработка кислорода, растапливание льда для получения воды, обогрев, система вентиляции, другие системы жизнедеятельности (еда, туалет, душ, переработка отходов и т.д.) Плюс еще энергия на рабочие задачи типа постройка новых модулей, производство.  Как по мне весьма скромно посчитали, скорей всего это прям минимум для обеспечения жизнедеятельности организма.

раскрыть ветку (1)
12
Автор поста оценил этот комментарий

Подробнее вчитавшись в первоисточник, я заметил, что подразумевается затраты энергии на интенсивно развивающуюся колонию. То есть на стройку.

А вот выработка кислорода:

Потребление кислорода у здорового человека в среднем составляет 250 мл/мин = 0,015м3/ч.

Водощелочной электролиз характеризуется относительно высокими энергозатратами (ок. 4,5–5,5 кВт·ч/м3)( Т.е. два провода в воду и собирай пузырьки).

Итого 0,075кВт расходуется на выработку кислорода одному человеку.

Вентиляция - от силы 1кВт на всю колонию.

Расход энергии на отопление зависит на прямую от теплоизоляции, не думаю что марсианская станция будет продуваться как бытовка строителей. И опять же выработка электричества и тепла разные вещи.

Воду растопили один раз и гоняй по кругу, это не Земля где мы льем кубометры горячей воды в каналью.

показать ответы
1
Автор поста оценил этот комментарий

Теплотрассу строить, от энергоблока до базы? То есть с собой ещё тянуть трубы, насосы, теплообменники, антифриз, прочую арматуру для этого?
Или проще размотать кабель от реактора до жилья, воткнуть его в розетку и получить готовое отопление?
Какой вариант выбираешь?

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Если "просто протянуть кабель", то потребуется в 3-4 раза более мощная станция, с большим расходом топлива. Выходит, что легче всё таки теплотрасса, естественно не чугунная, а композитная.

показать ответы
2
Автор поста оценил этот комментарий

не силен в теплоэнергетике но на сколько я знаю в открытом космосе проблема как раз с теплом, реактор нужно охлаждать а куда отводить тепло в вакууме? на марсе атмосфера более разряженная чем на земле соответственно потери тепла буду значительно меньше, плюс модули для людей будут не из бетона делать а из композита какого нибудь у которого явно будет низкий коэффициент теплопроводимости.

раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий

тепло можно и в саму колонию отводить, в виде теплой воды, глупо будет греть марсианскую атмосферу в холостую.

показать ответы
Автор поста оценил этот комментарий

Я кстати другие данные нашел:

Электролизом воды называется физико-химический процесс, при котором под действием постоянного электрического тока дистиллированная вода разлагается на кислород и водород. В результате разделения на части молекул воды, водорода по объему получается вдвое больше, чем кислорода. Эффективность электролиза такова, что из 500 мл воды получается около кубометра обоих газов с затратами около 4 квт/ч электрической энергии.

раскрыть ветку (1)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Попробуй пересчитать в кВт на человека

показать ответы
16
Автор поста оценил этот комментарий

На МКС вроде как ~ 20кВт / человека. Но МКС не надо нагревать и выращивать еду.

раскрыть ветку (1)
9
Автор поста оценил этот комментарий

МКС в открытом космосе, там прохладнее чем на марсе, и еду там тоже теплой едят. Хотя действительно выращивать там не требуется еду.

показать ответы