Wärmeenergie-Recycling vom Tageslichtbetrieb zum Betrieb von flüchtigen Computerspeichern bei Nacht

Ist es möglich, das thermische Nebenprodukt des Tagesbetriebs zu nutzen, um den Nachtbetrieb flüchtiger Computerspeicher zu betreiben?

In meiner Einstellung hat ein mondähnlicher Mond mit fast keiner Atmosphäre eine seiner Seiten (die andere Seite), die mit Knoten bevölkert ist, die mit Sonnenlicht versorgt werden (der Sonnenfluss des Planeten ist vorhanden$1247 W/m^2$), und der Tag-Nacht-Zyklus ist 27 Tage lang. Der Computerspeicher auf diesem Knoten ist flüchtig, was bedeutet, dass er eine kontinuierliche Stromversorgung benötigt, um zu verhindern, dass er seinen Speicher verliert. Der Speicher des Knotens benötigt konstante Leistung bei$4\times10^6 W$.

Jeder Knoten arbeitet bei$2\times10^7 W$Leistung, die tagsüber 13,5 Tage lang problemlos mit Sonnenlicht betrieben werden kann. Um$4\times10^6 W$davon wird tagsüber, also 13,5 Tage, im Schwungradspeicher deponiert. Natürlich strahlt jeder Knoten$2\times10^7 W$als thermische Energie, also rüste ich sie mit Radiatoren aus, die bei 600 K Temperatur arbeiten, mit Kühlmitteln, die bei 400 K austreten und mit einer Rate von abstrahlen$7656 W/m^2$gemäß Gleichung auf dieser Antwort .

Wie oben erwähnt, gibt der Kühler bei Tageslicht Kühlmittel mit einer Temperatur von 400 K ab, und diese Wärme wird in Wasserreservoirs gespeichert. Nehmen Sie für diese Analyse an, dass das Reservoir nahezu perfekt isoliert ist. Dieses Reservoir speichert$3.52\times10^8$kg Wasser, das ca. speichert$1.87\times10^14J$in Form von Wärme.

Jetzt darf der Knoten nachts bei einer niedrigeren Temperatur arbeiten, sagen wir, sie könnte so niedrig wie 273 K sein, und bei einem heißen Reservoir von 400 K ist dies eine Temperaturdifferenz von 127 K. Wie in der verknüpften Antwort definiert die Temperatur der heißen und kalten Reservoirs Ihres Stromerzeugungssystems die Carnot-Effizienz, und in diesem Fall liegt sie idealerweise bei 37,5% Effizienz. Aber lassen Sie unsere Wärmekraftmaschine zu 35% arbeiten, dh nur von der gespeicherten Energie ~$5.6\times10^6W$nutzbare Arbeit konnte für die gesamte Nachtzeit (13,5 Tage) extrahiert werden.

Schwungradspeicher aufgeladen ab 13 Tagen Dauerbetrieb$4\times10^6W$bei Tageslicht wird nur noch extrahiert, und zwar aufgrund der begrenzten Umwandlungseffizienz bei etwa 80 %$3.2\times10^6W$Strom konnte entnommen werden.

Insgesamt liefern uns Energie aus Wärmekraftmaschinen und Schwungradspeicher Energie$8.8\times10^6W$nutzbare Energie während der Nacht, genug, um unseren Computerspeicher mit Strom zu versorgen, und etwas Energie bleibt für die Knotenwartung übrig.

Nun strahlt dieses System auch Energie bei etwa ~ ab$2\times10^7W$(Wärme aus Reservoirs und aus Energie, die durch die Entnahme der Schwungräder erzeugt wird). Der Kühler nahm nachts 400 K Kühlmittel auf und gab es bei einer Temperatur von 250 K ab. Gemäß der verknüpften Frage würde der Kühler Wärme mit einer Rate von ~ abstrahlen$1400W/m^2$.

Meine Sorge ist, dass die Konfiguration zwar realistisch genug erscheint, um für mich praktikabel zu sein, dies jedoch zu einer ständig abgestrahlten Wärme von insgesamt führt$2\times10^7W$Tag und Nacht, obwohl jeder Knoten mit Strom versorgt wird$2\times10^7W$Sonnenlicht nur bei Tageslicht. Zuerst dachte ich, es sei wegen der unterschiedlichen Arbeitstemperatur möglich, 400 K tagsüber und bis zu 273 K nachts, aber ich bin mir nicht sicher.

Daher stellte ich mir folgende Frage: Ist diese Konfiguration zur Nutzung des thermischen Nebenprodukts für den Nachtbetrieb möglich? Wenn nicht, wo liegt dann mein Fehler?

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