200879. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szélenergiának öntözés céljára történő felhasználására
1 HU 200879 B 2 A találmány tárgya szélenergiának öntözés céljára történő felhasználására szolgáló eljárásra vonatkozik, amelynek során az öntözővizet szélenergiával kiemeljük, az öntözni kívánt helyre szállítjuk, és ott a talaj felszínére vagy a talaj felszínére húzott barázdába, vagy a talaj felszíne alá juttatjuk. A szélenergiát az ember ősidőktől fogva alkalmazza öntözésre. Az eddig ismert eljárások során általában a rendelkezésre álló vizet valamilyen szélenergiaátalakító berendezés segítségével kiemelték és a termőterület talajában létrehozott csatornákba vezették. Az ismert eljárások közötti különbség elsősorban az energiaátalakítási módokban illetve a vízkiemelési módszerekben nyilvánul meg. Az eddigi eljárások fejlődése során a szinte kizárólag szélenergia átalakítás-, illetve vízkiemelés hatásfokának növelését célozták. Az eddigi ismert eljárások alkalmazását nagy mértékben korlátozta, hogy csak abban az esetben tudták alkalmazásukkal termelt növények vízigényét kielégíteni, amennyiben az öntözéshez elegendő szélenergia és víz állt rendelkezésre. így az eljárások közös hátránya volt, hogy a növénytermesztés vízellátási biztonsága kicsi volt. A 4.166.222 lajstromszámú US szabadalom olyan berendezést ismertet, melynek segítségével szélenergia felhasználásával alacsonyabb szintről vizet szállítunk felső víztárolóba, a vizet a felső víztárolóban tározzuk, és szükség esetén a vizet a felső tárolóból az alacsonyabb szintre engedjük, miközben a vízzel turbinát és vele összekapcsolt generátort hajtjuk. Különösen az USA-ban és Ausztráliában ismert a 4.166.222 sz. US szabadalomban ismertetett eljáráshoz kissé hasonlító eljárás, melynek során a vizet szélenergia felhasználásával kiemeljük, tározóba vezetjük, tározzuk, majd szükség esetén a vizet gravitációsan az öntözés helyére vezetjük. Ez az eljárás ugyan nagymértékben javított a növénytermesztés biztonságán, azonban a beruházási költségek jelentős emelkedésével, valamint a hasznosítható talajfelület csökkenésével járt. A szélenergia felhasználásának szükségessége az utóbbi években ismét óriási mértékben nőtt, egyrészt az energiahordozók árának emelkedése és a rendelkezésre álló energiahordozók mennyiségének korlátozott volta miatt, másrészt az öntözést feltétlen igénylő, de alacsony kiépítettségű infrastuktúrával ellátott területek növekedése miatt. A találmány szerinti eljárás célja, hogy az embertől függetlenül létező, az időben változó hozamú szélenergia- és vízforrásokat úgy tudjuk kihasználni, hogy azzal a növénytermesztés vízigényét nagy biztonsággal biztosítani tudjuk minimális beruházási költségek mellett. A találmány szerinti eljárás azon a felimerésen alapul, hogy a szélenergia hasznosításával történő biztonságos növénytermesztéshez szükséges öntözési eljáráshoz nem elég, ha a szélenergia, vízforrás, energiaátalakító, vízemelő rendszer elemeit kapcsoljuk egymáshoz, hanem a „rendszemek” fentieken kívül a talajt, a termelt növényt és a talaj feletti időjárást is tartalmaznia kell. Ennek következtében az eljárásban valamennyi elemet egymáshoz kell kapcsolni. Ismert, hogy az öntözés nélküli növénytermesztés vízellátási biztonsága nagymértékben függ a kontinentális klímaviszonyok között a télen, illetve tavasszal lehullott és a talajban tárolódó, trópusi és forró égövi klímaviszonyok között pedig az esős évszakban lehulló és szintén a talajban tárolódó, csapadék mennyiségétől. A találmány szerinti eljárás kidolgozásához vezetett az a fenti megfigyeléseken alapuló felismerés, hogy a szélenergiát úgy kell öntözésre felhasználni, hogy télen és tavasszal, illetve az esős évszakban, amikor a vízforrások hozama nagy és többnyire jelentős sebességű szél fújja a talajt, öntözéssel annyira fel kell tölteni vízzel, amely még nem árt a termelt növényeknek és ezt a vizet a talajban kell tárolni. Ehhez a felismeréshez vezetett még az öntözés költségeinek elemzése is, amelynek során megállapítottuk, hogy a szélenergia hasznosítással történő öntözés költségei az öntöző víz mennyiségétől gyakorlatilag nem függnek. így a víz viszonylag nagy veszteséggel járó, talajban történő tárolása a vízveszteség következtében sem okoz semmiféle költségnövekedést. A találmány szerinti eljárás azon a felismerésen alapul továbbá, hogy a talaj vízkészletének csökkenésében jelentős szerepet játszik a szárító hatású szél, vagyis a talaj nemcsak a meleg, hanem a szél hatására is kiszáradhat. Ez a kiszáradás pedig nyilvánvalóan jól kompenzálható akkor, ha az amúgy szárító hatású szél energiáját öntözésre használjuk fel. A találmány szerinti eljárás kidolgozásakor felhasználtuk még azon felismerésünket, hogy a növénytermesztés vízszükségletének kielégítése abban az esetben, ha a rendelkezésre álló vízforrás hozama, illetve szélenergia csökken, legnagyobb biztonsággal a víz optimális elosztásával és a vízveszteség minimális szintre csökkentésével oldható meg. Ez úgy érhető el, ha a vizet időben periódikusan, lökésszerűen és a talaj viszonylag kis felületére jutattjuk ki. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a növények öntözővízigényét kielégíteni képes szélenergia- és vízforrás hozamnál nagyobb szélenergia- és vízforrás hozam esetén a talajt az abban termeszteni kívánt növénykultúra víztürőképességéig időben periódikusan lökésszerű öntözéssel vízzel feltöltjük, öntözővízzel telítjük, az öntözővizet a talajban tároljuk, míg a szélenergia- és/vagy a vízfonrás hozamának csökkenése esetén a termelt növények vízigényétől és a talajban lévő víztartalék nagyságától függő arányban időben periódikusan lökésszerűen öntözünk, továbbá az öntöző vizet a termesztő talajfelületnél jelentősen kisebb, célszerűen pontszerű, felületre juttatjuk ki. A találmány szerinti eljárást az alábbiak szerinti alkalmazzuk: Abban az esetben, ha jelentős szélenergia- és vízforrás hozam áll rendelkezésre, az eljárás jellemzői által meghatározott maximális vízmennyiséget juttatjuk a talajba. Amennyiben a talaj víztartalma veszélyeztetné a benne termelt vagy termelni kívánt növényeket, az öntözővíz mennyiségét úgy szabályozzuk, hogy a talaj víztartalma a növényzetet ne veszélyeztesse. A nagy szélenergia- és vízforrás hozam a kontinentális klímaviszonyok között általában elsősorban tél végén és tavasszal fordul elő. Olyankor, amikor a növényeket még nem vetették el vagy például őszi 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
