Solarenergie so schnell wie möglich ernten

Sie sind der Chefingenieur einer fortgeschrittenen Zivilisation. Die Menschheit hat längst die Sterne umspannt, so gewaltig ihre Zivilisation auch geworden ist, ihr Bedürfnis nach Macht ist exponentiell gestiegen. Um diesen Hunger zu stillen, haben die Menschen der Milchstraße ein paar tausend Sterne „erschöpfter“ Systeme (einst bewohnt, aber ohne Ressourcen) beiseite gelegt, um daraus Energie zu schöpfen.

Unter der Annahme der folgenden Bedingungen, Einschränkungen und Überlegungen:

  • Sie versuchen, so effektiv und schnell wie möglich Energie aus den Sternen zu schöpfen
  • Es ist Ihnen egal, ob Sie „ressourceneffizient“ oder „grün“ sind. Leistungsdurchsatz bester Wirkungsgrad.
  • Sie müssen sich an die Gesetze der Physik halten (lästig, nicht wahr?)
  • Sie haben reichlich Zugang zu Arbeitern, Materialien und haben mehrere Jahrzehnte Engineering- und Bauzeit, um den ersten funktionierenden Proof of Concept zu erstellen.
  • Sie haben Zugriff auf Alloy X, eine Legierung mit einem Schmelzpunkt von 6.000 K, der Härte von Wolfram, verschiedenen Festigkeiten (Streckgrenze, Druck, Zug und Schlag) einer Wolfram/Stahl-Legierung und besitzt die Eigenschaft, dass ihre Härte und Festigkeit konsistent bleiben, bis die Substanz zu schmelzen beginnt. Die Legierung leitet Wärme und Strom ähnlich wie Kupfer.
  • Nach dem Abrufen der Energie müssen Sie diese auch speichern und transportieren (Sie müssen sich nicht um den Endverbrauch kümmern, sondern nur verpacken und auf den Weg schicken)

...Welche Lösung wäre die ideale Lösung?

Mit Ausnahme des Teils zur Energiespeicherung klingt dies so, als ob Sunbeam relevant sein könnte.
Tatsächlich wäre es nicht viel effektiver, einfach Scheißladungen von Kernreaktoren zu bauen und sie Superbatterien laden zu lassen, die Sie nach Hause tragen können, oder so. Gebackene Mitarbeiter und alle unglücklichen Unfälle mit nuklearen Unfällen sind nicht durch die Firmenversicherung abgedeckt.
@Sky Ich habe das Gefühl , mit einer massiven Stromquelle, die darauf wartet, angezapft zu werden, wäre der Bau einer neuen Stromquelle weniger effizient. Da Atomkraftgeneratoren letztendlich Dampfkraftgeneratoren sind, scheint es, als könnten wir, wenn nichts anderes, ein Dampfsystem in 100 km Entfernung unter der Sonne bauen.
aber erschöpft von Ressourcen - geben Sie an, welche Ressourcen für Ihre Frage wichtig sein könnten.
@MolbOrg Jede benötigte Ressource kann in das System/die Sonne importiert werden. Sie kümmern sich einfach nicht mehr darum, das System aufrechtzuerhalten, also sind sie bereit, den Stern zu opfern.
@NexTerren Sicher? Ich möchte, dass der Planet importiert wird. Planeten noch vorhanden oder nicht?
@MolbOrg Ah! Hatte nicht daran gedacht. Sichere Planeten sind vorhanden. Sagen wir, "alles, was auch nur im Entferntesten einen Export wert war, wurde exportiert, verlassene Städte prägen die Landschaft, möglicherweise massive Umweltprobleme auf jedem formatierten Planeten, da sie sich nicht darum kümmerten, aufzuräumen."
Klingt nach einem Job für Daniel Shipstone!
Ist die Energie des Sterns nicht eine der wichtigsten Ressourcen? Umweltprobleme. Die Planeten beginnen völlig unbewohnbar und müssen mit großem Zeit- und Kostenaufwand teraformiert werden, um sie dann sofort zu verschmutzen und aufzugeben? Warum befinden sie sich nicht in Weltraumhabitaten (millionenmal mehr Platz für die gleiche Masse, weil auf jedem kleinen Stück Planetenoberfläche viele Erze weit darunter eingeschlossen sind). Warum sind sogar ihre Menschen nicht irgendeine maschinelle Intelligenz.

Antworten (9)

Da jeder antwortet, wie man so viel Strom erzeugt, habe ich eine Lösung für die Speicherung: Sie tun es nicht. Wenn Sie diese Typ-2-Zivilisation mit Energie versorgen möchten, wäre der beste Weg, diese Energie zu behalten, sie ihnen direkt zu geben.

Sagen wir einfach, Sie haben sich entschieden, eine Dyson-Sphäre um den Stern zu bauen. Sobald die Energie gesammelt ist, können Sie eine riesige Reihe von leistungsstarken, hochfokussierten Lasern verwenden, um all diese Energie auf riesige Relaisstationen zu strahlen, die in anderen nahe gelegenen Systemen positioniert sind. Von dort aus kann der Strom entweder an nahe gelegene kolonisierte Systeme (wo er über eine Empfängerstation abgeholt wird) oder an andere Relais gesendet werden; Schaffung eines immensen, galaktischen Energienetzwerks, das von jedem System, das es benötigt, angezapft werden kann.

Es würde auch Jahrzehnte dauern, bis das Laserlicht andere Sternensysteme erreicht. Das bedeutet, dass Sie, obwohl es nicht gespeichert wird, noch Jahrzehnte an Reserveleistung haben, die zum Zielsystem transportiert wird.

Aber wenn alle Laser für eine Sekunde ausfallen, wird am anderen Ende für eine Sekunde der Strom ausfallen. Es gibt keine nennenswerte Reserve.
Das ist der Punkt, um es durch die Relais in ein Netzwerk zu verwandeln. Wenn das Kraftwerk bei einem Stern plötzlich ausfällt, bleibt dem Relais genügend Reaktionszeit, um sich auf eine Unterbrechung vorzubereiten. Wenn es zu einem plötzlichen Stromausfall kommt, könnte das Relais dies einfach mit Strom von anderen Strahlen und Relais kompensieren (ähnlich wie unser modernes Stromnetz).
Die Speicherung sollte am Zielort erfolgen, nicht an der Quelle. Ich mag die leichte Idee; lokale Kraftwerke konnten die Energie immer als Bewegungsenergie im Spinnen von Generatoren speichern (Sprudelreserve), so wie sie es heute tun. Eine kurzzeitige Unterbrechung des Laserlichts müsste nicht alle lokalen Stromnetze anhalten.
großartig, aber ehrlich gesagt stelle ich mir nur vor, wie nervig es sein wird, auf das empfangende Relais zu zielen, da sich alle Systeme mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in verschiedene Richtungen bewegen. Das wird ein Schmerz sein, um zu kalibrieren. Obwohl sie mit Starpower laufen, sollte so etwas nicht so schwer sein, oder?
Das hat mich gerade auf eine tolle Idee gebracht. Was wäre, wenn das Leitsystem für die Relais Quantenverschränkung verwenden würde, um sie direkt zueinander zu positionieren? Wenn sich ein Relais bewegen musste, würde das andere dies ohne Verzögerung unabhängig von der Entfernung kopieren.
@jbord39 Ich mag diese Idee als Notfall-Backup, aber es gibt ein Problem: Diese Energie wird mechanisch gespeichert. Obwohl es in den ersten Jahren gut laufen würde, besteht ein sehr hohes Risiko eines kritischen Ausfalls nach den ersten Jahrzehnten. Und für ein Systemdesign, das Jahrhunderte läuft, ist es vielleicht nicht die sicherste Idee.
@Mattias: Du verstehst das falsch. Das ist nicht theoretisch; Genau so funktionieren Stromnetze heute und seit über 100 Jahren.
Hm. Nun, ich schätze, wenn es nicht kaputt ist, repariere es nicht.
@Mattias ja, weil moderne Stromnetze an der Erde befestigt sind und wenn sie festgenagelt sind, bewegt sich alles auf der Erde zusammen. Es würde auch nicht funktionieren, weil die beiden Sonnensysteme, in denen sie sich befinden, wahrscheinlich nicht mit der gleichen Geschwindigkeit in die gleiche Richtung gehen. Außerdem muss der Sender darauf zielen, wo sich der Empfänger in vielen Lichtjahren befinden wird. Bild, wenn die Berechnung war und sie verfehlten, ich denke, wenn es nicht viel verfehlte, könnten sie einfach den Empfänger bewegen. Dann müssen Sie auch berechnen, ob sie sich beim Orbit bewegen oder nicht. Klingt wirklich nach Schmerzen.

Sie könnten die Kraft eines Schwarzen Lochs nutzen , um Energie zu erzeugen, wie beobachtet wurde. Keine Probleme mit der Physik und mit der Zeitdilatation könnte es sogar noch schneller gehen ... es mag ein Entschädigungsprogramm für Mitarbeiter geben, die nach ein paar Monaten zurückkehren, um alles, was sie geliebt haben, tot und begraben zu finden, aber das ist nur Papierkram!

Lagerung ist eine andere Sache, man könnte sie verwenden, um neuartige Materialien zu erzeugen, die gespalten werden können, um Atommotoren anzutreiben. Oder Sie könnten den anderen Weg gehen und damit Wasserstoff sammeln, um Kernfusionsmotoren mit Strom zu versorgen.

Wobei Wasserstoff das häufigste Element im Universum ist! Sobald Sie eine stabile Quelle haben (z. B. eine Sterngärtnerei ), benötigen Sie keinen Motorantrieb, sondern eher einen Bergbaubetrieb. Und ohne die Notwendigkeit, es aus der Schwerkraft eines Sterns herausziehen und bei der Temperatur betreiben zu müssen.

Würde es funktionieren, die Energie in Mikro-Schwarzen Löchern zu speichern?
@PyRulez Ich habe darüber nachgedacht, aber es scheint nur gefährlich und chaotisch zu sein. Sie könnten etwas erzeugen, das als Torus-Schwarzes Loch bezeichnet wird, aber ich denke, wenn Sie die Eindämmung verlieren, stecken Sie im Weltraum fest, ohne eine Möglichkeit, nach Hause zurückzukehren. Ich mag Wasserstoff und Atomkraft, da man mit dem richtigen Wissen auf einen Energiespeicher zurückgreifen kann, sodass man selbst dann etwas dagegen tun kann, wenn der Motor in der Leere des Weltraums abstirbt

Star Lifting könnte die Antwort sein, nach der Sie suchen, indem Sie eine Reihe von Dyson-Kugeln um die Sterne herum erstellen, können Sie dann die gesammelte Sonnenenergie nutzen, um Wasserstoff und Helium direkt aus dem Stern zu extrahieren und die Energie für den Transport zu speichern.

Außerdem wäre eine Laserkühlung erforderlich, was einfach erstaunlich klingt.

Sie können dann den erzeugten Treibstoff verwenden, um eine Reihe von Ministernen zu erschaffen , die verwendet werden können, um den Rest Ihrer Zivilisation mit Energie zu versorgen.

Lösen Sie zuerst Ihr Speicherproblem. Kein Grund, mehr Strom zu ziehen, als Sie speichern können.
Angenommen, Sie sind hochtechnologisch genug, dass Sie Strahlungskollektoren mit einem Wirkungsgrad von über 50 % in allen Frequenzen haben:
Sobald die Speicherung fertig ist, bauen Sie eine Dyson-Kugel mit Ihren Strahlungskollektoren im Inneren, die von thermischen Kollektoren unterstützt werden. Wenn Sie schnell genug Strom ziehen, erscheint Ihr Kollektor als schwarzer Körper. Allein die Thermodynamik wird dazu führen, dass sich Ihre Sonne entweder
a) ausdehnt und abkühlt oder
b) da es jetzt einen Konvektionsprozess gibt, der einen zurückkehrenden Druck ausübt, heißer und dichter wird und mehr Energie erzeugt.

In jedem Fall wäre dies die maximal nachhaltige Leistung des Sterns, egal wie lange es dauert - Sie haben Ihren eigenen riesigen Fusionsreaktor mit Dampfkonverter (Dampf / überhitztes Helium, gleiche Differenz).
Der schnellere, aber selbstmörderischere Ansatz wäre, eine Pipeline in den Sonnenmantel zu werfen, um den Wasserstoff für die Verwendung in Ihrem eigenen Fusionsreaktor herauszupumpen. Stellen Sie sich die Sonne als einen riesigen Gasballon vor, den Sie gerade durchstochen haben, ein riesiger, radioaktiver, heißer Gasballon.

Ein paar Quellen dazu wären toll :)
@ChrisJ Welcher Teil genau? Die Expansion und Abkühlung erfolgt durch die Bildung roter Riesen , die zweite Option basiert auf der Annahme, dass die Dyson-Kugel, die den Sonnenwind einfängt, eine Massenzunahme simuliert. Wie in einem Schnellkochtopf sind die Atome im Inneren des Sterns einem höheren Druck ausgesetzt, als befänden sie sich in einem größeren Stern.

Eine Dyson-Kugel ist die Standardantwort, sie sammelt die gesamte vom Stern abgestrahlte Energie.

Wenn Sie sich jedoch Gedanken über die Geschwindigkeit machen, sollten Sie nicht darauf warten, dass der Stern seinen gesamten Wasserstoff und andere leichte Elemente über mehrere Milliarden Jahre hinweg langsam verschmilzt. Der schnellste Weg, die gesamte Energie fast sofort auszuschalten, wäre, den Stern künstlich zu einer Nova (oder Supernova) werden zu lassen. Dadurch erhalten Sie die maximal mögliche Leistung (Energie/Zeit), viel Energie in sehr kurzer Zeit.

Tatsächlich wäre es schwierig, diese Energie zu sammeln oder zu nutzen, aber wenn Sie die Technologie haben, um einen Stern künstlich zu einer Nova zu machen (ich würde vermuten, eine Form der Schwerkraftmanipulation), könnten Sie möglicherweise auch die Mittel haben, um die freigesetzte massive Energie zu nutzen, um etwas Interessantes zu tun Dinge: die Energie der Explosion auf bestimmte Energienutzungsorte lenken, stellare Massenmengen exotischer Materie oder Antimaterie erzeugen (und sie mit nahezu Lichtgeschwindigkeit an ein Ziel senden), die Raumzeit ernsthaft verzerren (Herstellung von Schwarzen Löchern oder Wurmlöchern) , bei den Energiemengen, von denen wir sprechen, wäre so ziemlich alles möglich.

Mit Alloy X erstellen Sie eine große Kiste. In der Mitte einer Seite der Box befindet sich eine Vergrößerungslinse, die auf einen Spiegel auf der Innenseite der Box auf der gegenüberliegenden Seite fokussiert ist. Der Spiegel ist leicht abgewinkelt, um auf einen Umlenkspiegel zu treffen, der ihn zum ersten von 8 Eckspiegeln schickt. Jeder Eckspiegel sendet das Licht in die nächste Ecke und schafft so eine Lichtbox, die eintreten, aber nicht entweichen kann. Wenn die Box ihr volles Potenzial erreicht hat, gleitet eine Abdeckung über die Vergrößerungslinse und die Box schießt quer durch die Galaxie zu einem vorprogrammierten Ort.

Licht wird reversibel reflektiert. Das bedeutet, dass an keiner Stelle zwei unterschiedliche Lichtstrahlen reflektiert und zu einem Strahl zusammengeführt werden können.

Ich würde die aktuellen Techniken zur Gewinnung von Solarenergie nicht anfassen ... wer will schon von all diesen Photonen bombardiert werden?

Lass uns stattdessen magnetische Induktion gehen. Ich bekomme hier etwas kreativen Raum, da es ziemlich spekulativ ist, dass dies möglich ist ... aber ernten Sie die Heliosphäre https://en.wikipedia.org/wiki/Heliosphere mit den Konzepten, die Sie hier finden https://en.wikipedia.org/ wiki/Geomagnetischer_induzierter_Strom mit induzierenden Strömen durch Magnetismus.

Wie andere bereits erwähnt haben, lösen Sie zuerst das Speicherproblem. Wenn man die Energie nicht unbedingt speichern möchte und es sich um mehrere Sterne handelt, da mein Leseverständnis a la Sickness beeinträchtigt ist, hat Steven Hawking, wenn auch vereinfacht und durch eine Fernsehsendung, spekuliert, dass das eine Zivilisation sein soll In der Lage, die gesamte Kraft eines Sterns zu nutzen, könnten sie möglicherweise Wurmlöcher öffnen (die, wenn ich mich nicht irre, auf Quantenebene ein- und ausgehen).

Angenommen, diese Wurmlöcher könnten eingefangen und stabilisiert werden, könnte dies ein bequemes Transportmittel sein. In Bezug auf die Sammlung haben andere Dyson Spheres erwähnt, aber Sie möchten definitiv nicht, dass sie zusammenhängend sind. Eine große Anzahl von Satelliten (möglicherweise selbstreplizierend, um die erforderliche Arbeit zu reduzieren) mit sehr effizienten Solarmodulen kann möglicherweise ein Netzwerk bilden. Da sie dem Stern so nahe sind, werden die Strahlen vielleicht durch die Schwerkraft gebogen. Unabhängig davon können sie die Energie an einem Sammelpunkt abladen, und es sollte wahrscheinlich sechs Sammelpunkte für alle Richtungen geben. "Oben", "unten", "links", "rechts", "vorne" und "hinten", alle relativ zur Mitte des Sterns.

Angenommen, ich habe Ihre Frage und das, was Hawking in dieser Fernsehsendung (die Into The Universe With Steven Hawking, die Aliens-Folge, ist) nicht falsch verstanden, und wenn das er war und nicht die Fantasie eines Autors, kann das Wurmloch einen schnellen Transit ermöglichen von Energie. Wenn also eine kleinere Teilung dieser bereits zugewiesenen Sterne Wurmlöcher erzeugen kann, können sie Wurmlöcher erzeugen, um alle anderen rein energieerzeugenden Sterne zu verbinden, und das kann dann umgeleitet werden, indem der Wurmlochausgang (irgendwie) zu Planeten geändert wird, die es brauchen die Form eines Balkens. Das Zielen muss stimmen, denn dann geht es von der Stromversorgung zur Weltuntergangswaffe. Dies ist ziemlich spekulativ, aber nicht mehr als alle anderen Antworten hier.

Langfristige Energiespeicherung in diesem Sinne ist eine Zeitreise, die Erdzeitalter wie eine normale Arbeitswoche erscheinen lässt.

Für eine wirklich langfristige Energiespeicherung in einer Typ-II- oder Typ-III-Zivilisation muss die Energie in Schwarzen Löchern gespeichert werden. Die einfache Lösung besteht darin, Schwarze Löcher hochzudrehen und dann nach der Stelliferous-Ära (wenn alle Sterne erloschen sind, Billionen von Jahren in der Zukunft) die Schwarzen Löcher allmählich anzuzapfen, um die in der Drehung gespeicherte Energie freizusetzen. Andere Mechanismen wie das Anzapfen der Hawking-Strahlung sind ebenfalls plausibel, aber bei sehr großen Schwarzen Löchern ist die Geschwindigkeit der Energiefreisetzung durch die Hawking-Strahlung ziemlich langsam. Eine noch unwahrscheinlichere Idee, eine an einem Seil herabgelassene "Kiste" in die Umgebung nahe dem rotierenden Ereignishorizont zu tauchen, wurde ebenfalls postuliert

Als Bonus ist es anscheinend möglich, Informationen über den Ereignishorizont von rotierenden Schwarzen Löchern zu speichern, was sie zur größten Festplatte machen würde, die jemals geschaffen wurde, und die Speicherung riesiger Informationsmengen bis in die Tiefe der Zeit ermöglichen würde.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Aufladen des Schwarzen Lochs kann auf verschiedene Weise erfolgen, einschließlich des Fallenlassens von Materie in das Loch oder des Einstrahlens von Energie in das Loch. Da viele der anderen Antworten darauf hindeuten, massive Anordnungen von Dyson-Kugeln zu verwenden, um die Energie der Sonne zu ernten, scheint die Verwendung von Laserarrays zum Strahlen von Energie auf schwarze Ziellöcher überhaupt kein Problem zu sein.

Für die Langzeitspeicherung von Energie ist das Einfangen und „Farmen“ von Schwarzen Löchern, um sie mit Energie und Informationen aufzuladen, der richtige Weg.

Solarenergie so schnell wie möglich ernten
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v