Wie entwirft man ein Stromnetz für einen Leuchtsternplaneten?

Die beliebteste Art von Sternen sind rote Zwerge, die leider eher Leuchtsterne sind. Ja, ich weiß, dass sich geomagnetische Stürme und Stromleitungen nicht mögen.

Technologieniveau: Mehr oder weniger Äquivalent des frühen 21. Jahrhunderts. Zusätzliche Probleme: Keine Altlasten, Infrastruktur und Siedlungen werden von Grund auf neu gebaut. Geringe Bevölkerungsdichte, also könnte man theoretisch wählerisch sein. Die billigste und am einfachsten zugängliche Stromquelle ist die Wasserkraft.

Wie lassen sich Stromnetze und die dazugehörige Infrastruktur am praktischsten und sinnvollsten gestalten?

Die besten Antworten berücksichtigen Dinge wie:

  1. Gründung von Hauptsiedlungen abseits von Magnetpolen und abseits von Hauptgewässern (diese Sekunde ist auch auf der Erde ein Risikofaktor für geomagnetische Stürme).

  2. Der entscheidende (oder fast entscheidende) Faktor bei der Ansiedlung der Hauptstadt in der Nähe des Hauptkraftwerks ist die Verkürzung der Kabel

  3. Besondere Präferenzen bezüglich Spannung oder Frequenz des elektrischen Stroms für Übertragungsleitungen (HGÜ ist out, wenn ich mich nicht irre).

  4. Praktikabilität der Härtung des Netzes (Reihenkondensatoren / Überspannungsschutz / etc.), im Gegensatz zu einer Hauptverteidigungslinie, die regelmäßig (sogar einige Male pro Tag) die meisten Stromübertragungsleitungen abschaltet, um zu verhindern, dass Transformatoren brennen.

  5. Der Versuch, Bauvorschriften durchzusetzen, um Gebäude zu entwerfen, die als Faraday-Käfige von geringer Qualität funktionieren würden

  6. Alle anderen wichtigen Änderungsbereiche, die ich übersehen habe.

[Frage bezieht sich nur auf geomagnetische Stürme, ignoriert Probleme der Gezeitensperre oder des ultrahohen UV-Index während Fackeln]

Wahrscheinlich möchten Sie eine elektrische Infrastruktur entwerfen, die schnell und einfach repariert werden kann, insbesondere wenn Sie davon ausgehen, dass sie häufig abgerissen wird.
Ich erinnere mich, gelesen zu haben, dass Telegrafenbetreiber während des Carrington-Ereignisses entdeckten, dass sie auch mit abgeklemmten Batterien noch Telegrafen senden konnten, weil das Ereignis Strom in den Drähten induziert hatte. Ich frage mich, ob ein elektrisches Übertragungssystem entwickelt werden könnte, das dies ausnutzt und den induzierten Strom während Fackeln speichert, um ihn in Ruhezeiten zu verwenden?
Übrigens, der einzige Gedanke, den Sie tun müssen, um ein Stromnetz vor Geomagnetik zu schützen, ist, es zu begraben. (Ich hätte für meine letzte Antwort daran denken sollen. Ich werde es jetzt ändern ...)

Antworten (2)

Hochspannungs-Gleichstrom ist genau die richtige Technologie, um mit den Auswirkungen geomagnetischer Stürme fertig zu werden.

Geomagnetische Stürme beschädigen Wechselstrom-Übertragungsleitungen, indem sie große Gleichströme und -spannungen in ihnen induzieren, die Geräte beschädigen, die für die Verarbeitung von Wechselstrom ausgelegt sind. HGÜ-Geräte sind für Gleichstrom ausgelegt und die Überspannungen sind viel weniger schädlich. (Das Beste, was wir tun könnten, um das Netz vor geomagnetischen Stürmen zu schützen, ist die Umstellung auf HGÜ für die Fernübertragung.)

(Das Carrington-Ereignis beschädigte Telegrafengeräte, da alle mit Niederspannungs -Gleichstrom betrieben wurden und keinen Schutz gegen Überspannungen hatten.)

Siehe dieses NASA-Papier für eine interessante Diskussion über geomagnetische Stürme und das US-Gitternetz.

Wie entwirft man ein Stromnetz für einen Leuchtsternplaneten?

Erste Entdeckungen über Elektrizität auf einem solchen Planeten können aufgrund der unvorhersehbaren, schmerzhaften und manchmal tödlichen Auswirkungen von Induktivitäten in Metallen auf eine (zunächst) primitive Gesellschaft zu einem umsichtigen Umgang mit solchen Dingen führen.

Rahmen-Challenge.

Es könnte sich eine radikale Wende in der Entwicklung der Energieverteilung entwickeln, etwas weg von der Idee eines Netzes im elektrischen Sinne, aber immer noch eines Stromnetzes.

  • Die Erzeugung von Wasserkraft würde genutzt, um eine auf Wasserstoff (und nominell Sauerstoff) basierende Transport- und Stromverteilungswirtschaft zu schaffen.

  • Fahrzeuge, die auf Wasserstoffzündung durch Dieselbetrieb angewiesen sind und kein herkömmliches elektrisches System benötigen, würden vorherrschen. Anlaßkurbeln für Fahrzeuge wären die Standardmethode zum Starten und ein Kraftstoffabsperrventil zum Abstellen des Motors - so wie sie es in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts und darüber hinaus waren.

  • Terrestrisches Radio und Fernsehen würden weitergeleitet – zunächst durch optische Signale, die durch direkte Sichtverbindung zu photoelektrischen Sensoren und mehreren Verteilungspunkten gestrahlt werden, und sich dann zu Glasfasernetzen entwickeln.

  • Mit Wasserstoff (und Sauerstoff) betriebene und ( im Rampenlicht ) beleuchtete Häuser und Unternehmen, mit thermoelektrischer und Brennstoffzellen -Stromerzeugung würden Industrie, Unterhaltung und Kommunikation mit Strom versorgt – mit gut geerdeten und isolierten Systemen (die selbst spezialisierte Faraday-Käfige umfassen ).

  • Zusätzlich zu den lokalen Versorgungsleitungen und den Tankern, die die Haushalte mit Gas versorgen, würde die Möglichkeit der Entwicklung verteilter Knoten von massiven Antennen, die Strom aus den Sonneneinstrahlungen sammeln, für die opportunistische Stromspeicherung evaluiert - um Wasser bergauf in Stauseen zu pumpen, die für die Wasserkrafterzeugung bereit sind - in geschmolzene Salzwärmebatterien - in gyroskopische Trägheitssysteme und andere Mittel, die wir noch nicht gesehen haben (fair zu sagen).

Eine andere Welt als unsere.

nicht in der Frage, aber passend zur Antwort: Optical and Biological Computing.