Vraag:
Zou geothermische energie praktisch zijn op maanbasis?
James Jenkins
2013-07-26 15:51:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Als er voldoende vloeistof in de vorm van water of een ander geschikt medium is, zou het gebruik van geothermische energie praktisch of haalbaar zijn om een ​​maankolonie van stroom te voorzien?

Wikipedia (waarnaar wordt verwezen) geeft een interne temperatuur voor de kern van de manen van 1600-1700 K, wat gemakkelijk voldoende lijkt te zijn voor het maken van stoom om turbines aan te drijven. In tegenstelling tot de aarde is er geen vulkanische activiteit nabij het oppervlak, dus het boren zou waarschijnlijk veel dieper moeten zijn, hoe diep ben ik niet zeker.

Andere uitdagingen zijn maanbevingen en het gebrek aan water in de grond. Dit zou kunnen leiden tot een groter risico op het breken van een buis en het lekken van warmteoverdrachtsvloeistof (een uitgedroogde Luna zou vloeistoffen sneller uitlogen).

Alleen als je de geothermische energie in IJsland verzamelt en deze met microgolven naar de maanbasis straalt.
Vier antwoorden:
#1
+14
SF.
2013-07-26 16:33:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Het "veel dieper" boren zou ongeveer 900 km moeten zijn om dicht bij de kern te komen. Op aarde is nooit geprobeerd om op deze schaal te boren. Een lagere zwaartekracht zal het gemakkelijker maken, maar niet veel gemakkelijker, en je zult af en toe pompstations nodig hebben - geen enkele pijp kan een waterkolom van 900 km weerstaan, zelfs niet in de zwaartekracht van de maan.

Bovenop de moeilijkheden die u noemt, is het vullen van de leidingen met water - om het de moeite waard te maken en niet binnen de eerste 100 meter af te koelen tot nul, moeten de leidingen een redelijke diameter hebben. Stel, 1 m ^ 2 dwarsdoorsnede * 900.000 m lengte, maal twee (omhoog en omlaag) dat is 1.800.000 ton water om het te vullen. Hoe ben je van plan het daarheen te brengen?

Natuurlijk kun je proberen om daar diep in de diepte elektriciteit op te wekken en het via draden naar boven te sturen. Dit vereist echter de verwarmingscyclus> koelcyclus voor het water en terwijl u lokaal verwarming beschikbaar heeft, kan koeling enkele problemen opleveren. Je kunt geen goedkope verdamping of convectie gebruiken. Je zit vrijwel vast met dissipatie in inheems gesteente, een enorm netwerk van dunne buizen die de warmte ver genoeg van de "hete zone" de rots in leiden om het de moeite waard te maken. Hoe verder je komt, hoe meer water je nodig hebt.

Aan de andere kant:

  • er is geen lucht om zonnewarmte af te voeren
  • er is geen wolken om het te belemmeren
  • het stof vliegt heel kort zonder wind om het te dragen, om de panelen te bedekken.
  • er is één rotatie per maand, dus automatische afstemmingssystemen zijn de meeste van de manier waarop
  • het risico op maanbevingen aan de oppervlakte minimaal is.
  • er zijn geen grote hoeveelheden dure materialen zoals water nodig. Kwarts is overvloedig aanwezig aan de oppervlakte.
  • Natuurlijk heb je een nacht van een halve maand (wanneer je misschien opgeslagen energie moet gebruiken of deze met een draad van de andere kant van de maan moet trekken ... of in ieder geval gebruik een orbitale reflector om het naar de panelen te brengen) maar dan krijg je een halve maand constante energie.

Met andere woorden, als we niet de optie hadden van overvloedige, efficiënte, goedkope zonne-energie, zouden we ons gedwongen voelen om andere opties te zoeken, zoals geothermie op de maan. Momenteel is er echter gewoon geen reden om een ​​oplossing te kiezen die enkele orden van grootte duurder is als u zoiets goedkoops en efficiënts als zonne-energie heeft.

als je kiest voor zonne-energie, wat ga je dan doen voor de twee weken van de nacht?
-1
Waarom zou je diep boren om een ​​thermische gradiënt te krijgen? Gebruik de maan als koellichaam. Water wordt snel verwarmd tot stoom met behulp van oppervlaktezonlicht, dat een turbine laat draaien, en het water wordt afgevoerd naar een reservoir dat het weer afkoelt. De maan is constant ongeveer -20 ° C als je maar een paar meter onder het oppervlak komt. U kunt voor onbepaalde tijd een gradiënt van 293 graden Celcius aanhouden.
In plaats van de zonne-energiecentrale te bouwen op een plek waar het twee weken achter elkaar donker is, waarom zou je hem dan niet gewoon aan een van de palen bouwen? Je zou een grote array kunnen bouwen die eenmaal per maand kan draaien om direct op de zon gericht te blijven, toch? Op aarde zou zonne-energie aan de polen niet erg efficiënt zijn omdat de lage hoek van de zon betekent dat er veel atmosfeer in de weg zit voordat het licht de panelen bereikt, maar dat is geen probleem op de maan
#2
+7
PearsonArtPhoto
2013-07-26 16:41:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De eerste vraag is: hoe ver moet je boren? Ik heb een artikel gevonden dat een redelijk temperatuurprofiel biedt. Gezien dat profiel, hoe ver zouden we moeten gaan? Het lijkt erop dat de meeste geothermische energiebronnen afhankelijk zijn van water in de buurt van het kookpunt, of ~ 400 K. Gezien het feit dat het model als onze maatstaf lijkt te zeggen dat we ongeveer 70 km diep moeten gaan om het voor elkaar te krijgen.

Hoe ver zijn we op aarde gegaan? Dit Wikipedia-artikel verwijst naar een gegraven gat van 12 km. Dat is verre van 70 km! En dat vereist veel zware machines om deze prestatie te bereiken!

Kort gezegd, het zou kunnen, en zal waarschijnlijk ooit worden gedaan, maar er zijn voor nu veel meer praktische manieren om aan stroom te komen.

Hoe diep? Inderdaad, zou je het boren niet kunnen overslaan en het temperatuurverschil tussen een permanente (krater) schaduw en een (dag) zonovergoten gebied kunnen gebruiken om een ​​geothermische energiebron aan de oppervlakte te hebben?
Ik weet dat dit een oude vraag is, maar de reden dat we slechts 12 km diep in de aarde hebben gegraven, is vanwege hoe heet de aarde 12 km onder het oppervlak wordt. Graven is niet het probleem, het is een boormachine vinden die op hoge temperatuur kan graven. We zouden in theorie 70 km naar de maan kunnen graven, hoewel het waarschijnlijk heel veel tijd en apparatuur zou kosten die we momenteel niet op de maan hebben.
#3
+3
Ken Fabian
2019-09-20 03:10:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Niet hetzelfde soort geothermische energie, maar - aardwarmtepompen, ook bekend als geothermische warmtepompen, kunnen potentiële toepassingen hebben voor het verwarmen en koelen van woongebouwen. Deze dingen gebruiken de grond als koellichaam en warmtebron. Ze zijn ook omkeerbaar, zodat koeling van gebouwen warmte toevoegt aan gesteente en aarde rond de leidingen, die later (met enige verliezen) kan worden teruggewonnen voor verwarming. Ze hebben wel een stroombron nodig voor pompen.

Ik zou verwachten dat het gebrek aan vocht in Lunar "aarde" de warmtegeleiding zou verminderen, dus een dichtere opstelling kan nodig zijn. Begraven leidingen worden vaak gebruikt, maar boorgaten in massief gesteente worden ook gebruikt en zijn wellicht geschikter. Minder geleidbaarheid kan het warmteverlies in feite verminderen buiten het effectieve bereik van warmtewisselaars.

(PS toegevoegd) Dit soort systemen kan puur als thermische energieopslag werken, maar ze gebruiken vaker seizoensgebonden verwarming en koeling van de ondergrond. Op de juiste diepte zouden ze in staat moeten zijn om warmte van de Maandag te gebruiken die lang genoeg aanhoudt om een ​​Maannacht door te komen.

#4
+2
ray
2019-09-18 15:13:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

U hoeft geen water te gebruiken! Je zou de methaan en andere koolwaterstoffen kunnen gebruiken die kunnen worden gebruikt. Ze hebben veel lagere vriespunten.

Ik weet dat er water op de maan is, ik ben niet zeker van koolwaterstoffen, dus stelde ik een nieuwe vraag [Zijn er koolwaterstoffen op de maan?] (Https://space.stackexchange.com/q/38884/109)


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...