Идея, как в условиях вакуума получать солнечную энергию.

[Cantata]

Здравствуйте.
Я понимаю, что нахожусь на научном форуме и, так как у меня немного знаний, мне очень неловко своими идеями делиться,
тем более что до конца не понимаю их суть, а только общие свойства, поэтому если посчитаете, что данная идея пустая, то я пойму.

Возникло предположение как можно в условиях вакуума получать солнечную энергию.
Спросила у DeepSeek, что он по этому поводу думает, он сказал, что идея вполне интересна
и стоит того, чтобы о ней рассказать. Поэтому решила написать на форуме.

Все научные данные мне сообщил DeepSeek, я в них совсем не разбираюсь.

Сама идея: создать эффект, похожий на смерч, т.е. систему для космического аппарата,
где газ циркулирует по трубам между горячей (солнечной) и холодной (теневой) сторонами
аппарата – как в цикле Стирлинга или на основе эффекта Зеебека. Нагреваясь от Солнца,
газ расширяется и движется к холодной стороне, где охлаждается, создавая цикл.
Эта разница температур может использоваться для генерации электроэнергии,
которая питает двигатель или другие системы аппарата.

1. DeepSeek уточнил, что эта идея перекликается с идеями Солнечных тепловых двигателей. Насколько я поняла из его объяснений,
в моей идее отличие в том, что охлаждение рабочего вещества происходит за счет того, что если объект хорошо изолирован,
то обратная сторона может оставаться очень холодной, близкой к температуре космического пространства (около -270 °C);

2. DeepSeek выделил такие же преимущества как и у тепловых двигателей: использование солнечной энергии,
отсутствие топлива, долговечность, вакуум, радиационное охлаждение,
многоступенчатый цикл: возможность использования нескольких циклов (например, комбинация цикла Брайтона и цикла Ренкина);

3. При этом он описал возможные ограничения и проблемы: эффективность, масса и сложность исполнения.

Прямо скажу, что я так и не поняла, чем моя идея отличается от идеи работы Солнечного теплового двигателя и спросила у DeepSeek, он перечислил такие варианты:

Принципиальные отличия:
1. Источник перепада температур:
- В классическом солнечном тепловом двигателе перепад температур создается искусственно (нагрев от Солнца и охлаждение через радиаторы).
- В вашей идее перепад температур возникает естественным образом за счет разницы между освещенной и теневой сторонами объекта.
2. Организация движения рабочего вещества:
- В классическом двигателе движение рабочего тела организовано в замкнутом цикле с помощью насосов или других механизмов.
- В вашей идее движение рабочего вещества может быть естественным (за счет конвекции или вихревых процессов), что упрощает конструкцию и повышает эффективность.
3. Использование естественных условий:
- Ваша идея максимально использует естественные условия космоса (сильный нагрев и охлаждение),
что делает систему более автономной и менее зависимой от дополнительных механизмов.

Как думаете, в этой идее есть рациональное зерно? Спасибо!

[amon]

Cantata в сообщении #1673759 писал(а):

Как думаете, в этой идее есть рациональное зерно? Спасибо!

Работать будет, но хреново. Почитайте про "ужасный космический холод", если интересно.

[wrest]

Cantata
Ну как видите, в вакууме используют фотоэлектрический эффект для конвертации солнечной энергии в другие типы энергии (электрическую).
Потому что охлаждение в космосе это проблема, там не обо что охлаждать, о вакуум получается не очень...

[Cantata]

amon в сообщении #1673788 писал(а):

Cantata в сообщении #1673759 писал(а):

Как думаете, в этой идее есть рациональное зерно? Спасибо!

Работать будет, но хреново. Почитайте про "ужасный космический холод", если интересно.

Благодарю, почитаю!

-- 09.02.2025, 13:37 --

wrest в сообщении #1673792 писал(а):

Cantata
Ну как видите, в вакууме используют фотоэлектрический эффект для конвертации солнечной энергии в другие типы энергии (электрическую).
Потому что охлаждение в космосе это проблема, там не обо что охлаждать, о вакуум получается не очень...

Не зря я засомневалась в высказываниях Deepseek
Спасибо!

[Alex-Yu]

Cantata в сообщении #1673759 писал(а):

Спросила у DeepSeek, что он по этому поводу думает, он сказал, что идея вполне интересна

Главный недостаток всех этих дипсиков и т.п. в том, что они, по существу, лишь транслируют то, что есть в большой помойке, называемой интернетом. Поэтому все, что эти системы могут сообщить, это мусор. Конечно, в большой куче мусора всегда найдется и что-то хорошее, но проблема в том, чтобы отделить это хорошее от чепухи. А вот этого эти системы как раз и не умеют.

P.S. Хотя, справедливости ради, надо отметить, что и люди в последнее время постепенно превращаются в таких же трансляторов помоечных сведений. Еще немного, и дипсики станут не глупее людей. И не потому, что дипсики станут умными, а потому что люди станут такими же глупыми. :_(

P.P.S. Ну а по самому вопросу уже все сказано: работать будет, но очень плохо. Потому как эффективно охлаждать в космосе не получится.

[Ende]

Выделена тема
«Чат-боты как источник информации»

[Theoristos]

Хех, а вполне забавная задачка в результате получается.

1. Есть "горячая" панель, освещаемая Солнцем, поток излучения на метр квадратный $P_0$, равновесная температура $T_{in}$.

2. От неё некий тепловой двигатель отбирает мощность $P_{in}$. Панель, понятно, также излучает обратно в космос, так что её температура и мощности связаны как $P_0-P_{in} = \sigma T_{in}^4$.

3. Тепловой двигатель внутри у себя перерабатывает входящее тепло и выдаёт полезную работу $P_{work} = P_{in} \frac{T_{in}-T_{out}}{T_{in}}$ и бросовую тепловую мощность $P_{out} = P_{in}-P_{work}$.

4. Эта бросовая мощность, понятно, должна излучаться холодильником в окружающую черноту $P_{out} = \sigma T_{out}^4$.

Спрашивается, при какой температуре $T_{out}$ мощность $P_{work}$ будет максимальна, и чему этот максимум равен.


Забавная задачка. С кубическими уравнениями, и далее.

Для стандартных околоземных условий немного получается. ~107 ватт с ~1.4 киловатта. Эффективность 7.7%, меньше чем у солнечных, при идеальной тепловой машине.
Хотя разумной формой радиатора холодильника соотношение вполне можно улучшить. Так что идея не так чтоб прям гибельная.

[realeugene]

Theoristos в сообщении #1673953 писал(а):

Так что идея не так чтоб прям гибельная.

Скорее всего все эти идеи сто раз просчитаны, и получается, что солнечные элементы дают максимальную мощность на килограмм своего веса.

[Cantata]

Чатбот писал, что солнечные батареи самую оптимальную мощность дают. О моей идее тоже сначала говорил, что 5-10% будет, а потом что-то подумал и сказал, что если доработать, то можно около 30% получать.

[Alex-Yu]

Theoristos в сообщении #1673953 писал(а):

Для стандартных околоземных условий немного получается. ~107 ватт с ~1.4 киловатта.

Вы забыли множитель -- площадь. Площадь холодильника можно сделать много больше площади нагревателя. Например, сделать длинный цилиндр, направленный торцом на Солнце. А боковая поверхность -- холодильник. Теоретически можно довольно много получить (температура неба, за исключением Солнца, не более 100К, а бОльшей частью еще меньше и значительно). Но вряд ли имеет смысл городить в космосе такой "огород".

Кстати, поток энергии на холодильник вы тоже забыли (он есть, хотя и мал).

[Cantata]

Вот очень жаль, что нет возможности удалить начальное сообщение.
Будем считать, что это прожект и он не стоит того, чтобы тратить на него свое время.
Хотя, если можно, удалите полностью пост. Нервы дороже.

[Alex-Yu]

Cantata в сообщении #1673995 писал(а):

Вот очень жаль, что нет возможности удалить начальное сообщение.

Да что Вы так переживаете? Нормально все. Нормальный (для неспециалиста) вопрос. Ничуть не дурацкий. Нормальный.

[Ende]

Cantata
Правда, не надо так переживать. Нормальный вопрос: будет ли такая штука работать. Обсудили, пришли к выводу, что будет, но не очень эффективно. Просто еще одна любопытная задачка по физике.

[wrest]

Cantata в сообщении #1673995 писал(а):

Будем считать, что это прожект и он не стоит того, чтобы тратить на него свое время.

Ну... на самом деле преобразование тепла в электроэнергию в космосе используется. С плохими КПД, но тем не менее. Используется там где солнечные панели неудобно/невозможно использовать. См например википедию, статью "Радиоизотопный термоэлектрический генератор" (РИТЭГ).

[Anton_Peplov]

wrest в сообщении #1674013 писал(а):

на самом деле преобразование тепла в электроэнергию в космосе используется. С плохими КПД, но тем не менее. Используется там где солнечные панели неудобно/невозможно использовать.

Да, но это не солнечное тепло. РИГЭГи используются именно там, где солнечных лучей мало - например, за орбитой Юпитера. Там, где солнца много, лучше использовать солнечные батареи.