火星栖息地的机载风能和光伏能源系统


结合机载风能和光伏能源系统的火星栖息地建筑和接口的整个可再生能源系统。来自Corte Vargas等人(2020年)的示意图。

在火星上生产可再生能源在技术上具有挑战性。首先,因为与地球相比,关键的能源,如太阳能和风能,由于非常低的大气压力和低太阳辐照度,是脆弱的。

其次,由于恶劣的环境条件,需要高度的自动化程度和特别的努力和成本,以运输材料到地球。就像在地球上一样,将互补的资源结合起来,形成有效的可再生能源解决方案至关重要。

在这项工作中,我们展示了一个设计综合练习的结果,一个10千瓦的微电网解决方案,基于抽水风筝电力系统和光伏太阳能模块,为建设和随后的火星栖息地使用提供动力。为了缓冲不可避免的能量波动,平衡季节性和日变化的资源,两个能源系统结合了压缩气体存储系统和锂硫电池。

选择机载风能解决方案是因为其重量对机翼表面积比低,紧凑的包装体积和高容量因子,使其能够在机载停车模式下承受强沙尘暴。膜翼表面积为50平方米,包括风筝控制单元和地面站在内的整个系统质量为290公斤。

微电网的性能是通过计算模拟来评估的,使用的是在火星上选定的部署位置的可用资源数据。该系统的预计成本为895万欧元,不包括飞往火星的运输费用。

Lora Ouroumova, Daan Witte, Bart Klootwijk, Esmée Terwindt, Francesca van Marion, Dmitrij Mordasov, Fernando Corte Vargas, Siri Heidweiller, Márton Géczi, Marcel Kempers, Roland Schmehl

科目:天体物理学仪器与方法(astro-ph.IM);地球和行星天体物理学(天文博士);流行的物理(physics.pop-ph)
引用如下:arXiv:2104.09506 [astro-ph。IM [or arXiv:2104.09506v1]IM] for this version)
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来自:Roland Schmehl[查看电子邮件]
[v1]星期一,4月22日16:30 UTC (14:00 KB)
https://arxiv.org/abs/2104.09506

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