Új Szó - Vasárnap, 1978. július-december (31. évfolyam, 27-52. szám)
1978-08-13 / 33. szám
n TUDOMÁNY TECHNIKA „Örök“ energiaforrások III. A szélenergia kihasználása Néhány évszázaddal ezelőtt az emberiség sikeresen hasznosította a szél erejét — gondoljunk csak a vitorlás hajókra és a szélmalmokra —, azonban a gőzgép, s főleg a robbanómotorok megjelenésével szinte teljesen elfordult ettől a hasznos energiaforrástól. A korszerű szélkerekek, a különböző formájú szélfogó légcsavarok azonban számos országban már nem múltat idéző emlékek. A szél erejét sok he-“ lyen kezdik újból megbecsülni, olyan energiaforrást látnak benne, amely nem csekély mértékben helyettesítheti a szén- hidrogénes tüzelőanyagokat. Az Egyesült Államokban például feltételezik, hogy 2000-ben az energiaszükségletek 20 százalékát szélenergiából fogják fedezni. Svédországban még mesz- szebb mennek az előrejelzésekben, itt a jelzett időben a szélenergia 40 százalékos részarányára számítanak. Dániában, Franciaországban, Japánban és más országokban állami programot hagytak jóvá a széles körű kihasználására az energetikai szükségletek fedezésében. Vajon milyenek a szélenergia kihasználásának távlatai a Szovjetunióban? Erre a kérdésre Ivan Andre- levics Babincev, a műszaki tudományok kandidátusa, a „Ciklon“ összövetségi tudományostermelési társulás vezérigazgatója válaszol 1. Uszejnovnak, a Znanyije-szila tudományos folyóirat munkatársának. Ennek a szervezetnek a létezése, melynek tevékenysége a szélenergia kihasználásával összefüggő tudományos-kutatási munkák végzésére, szélaggregátorok fejlesztésére és gyakorlati bevezetésére irányul, önmagában is bizonyítja, hogy ennek a kérdésnek a Szovjetunióban is nagy figyelmet szentelnek. — Rosszul gazdálkodnánk, ha nem használnánk ki a szélben rejlő tekintélyes erőforrásokat — válaszolja I. A. Babincev —, annál is inkább, mert a szél számos esetben vetélytárs nélküli energiaforrás lehet. Megemlíthetjük például a meliorációt. Itt a szélkerekek egyszerűen nélkülözhetetlenek a szikes talajokon létesített vertikális drénezés működtetéséhez. Az oázisszerű öntözésnél a szélenergia segítségével emelhető ki a víz a kutakból,, csatornákból és víztárolókból, esetleg a víz sóta- lanítása is számításba jöhet. A szélaggregátorok jelentősen növelhetik a mezőgazdasági munkák energiaellátottságát, segítségükkel a munkaigényes műveletek egész sora gépesíthető. Vegyük például a juhok itatását a legelőkön. Számos helyen ez szinte megoldhatatlan problémát jelent. Szélenergiára működő szivattyútelepek segítségével országszerte mintegy 30 millió juh itatásáról lehetne gondoskodni. Ezek a helyi energiaforrások egyúttal a juhászok, a rénszarvastenyésztők, a geológusok, a meteorológusok és más személyzet mindennapi energiaszükségleteit is fedezhetnék a távoleső, nehezen megközelíthető vidékeken. Ezen kívül a szélaggregátoroknak jelentős szerepük lehet a távolsági termékvezetékek korrózió- ellenes katódvédelmében, a tengeri olajkitermelő állomások energiaellátásában, a halgazdasági víztárolók levegőztetésében. A speciális kutatások eredA Nogent-le-Roi-ban felállított francia szélgenerátor háromágú szélfogó légcsavarja köny- nyűfém-ötvözetből készült, s percenként átlag 50 fordulatot tesz ményei szerint a legközelebbi években országos viszonylatban mintegy 150—200 ezer szélaggregátor helyezhető üzembe. Ezek teljesítménye egyenként elég szerény, mindössze 1—30 kilowatt. Ám ez a - sok „gyenge“ áramforrás együttvéve jelentős mennyiségű áramot termelhet. A szovjet szélenergetíka mai feladata tehát elsősorban az, hogy korszerű berendezésekkel lássa el a számításba jövő fogyasztók széles táborát. A Szovjetunióban már kifejlesztettek egy egész sor hatékonyan működő szélaggregátort, amelyek kísérleti jelleggel üzemelnek az ország különböző területein, s már a széria- gyártásukat is előkészítették. A „ciklonok“ különböző teljesítményű és rendeltetésű típusainak egész családjáról van szó. Ennek ellenére a szélenergetikai berendezések fejlesztése ma még csak a kezdeti stádiumban van. A szakemberek újabb eljárásokat és megoldásokat keresnek a szélenergia elektromos energiává való átalakításához, a szélerőművek teljesítményének, gazdaságosságának fokozásához. # Mondja, Ivan Andrejevics, sok hasonlóság van az említett berendezések és a régi világ szélmalmai között, amelyekkel Don Quijote is harcba szállt? — Az alapelv lényegében ugyanaz, azzal a különbséggel, hogy a szélkereket ma már inkább rotornak nevezik, s az alakja is eltér a szélmalmok szélfogó lapátjaitól. Műszaki szempontból is jelentős az eltérés, hiszen a mai, korszerű „szélmalmok“ működését automatikus berendezés vezérli, amely önműködően a szél irányába fordítja a légcsavart, illetve a fordulatszámot is szabályozza a túlságosan erős légáramlás idején. A mi ciklonjaink tehát körülbelül olyan mértékben hasonlítanak a szélmalmokra, mint a mai személy- gépkocsik a századforduló automobiljaira. A bonyolultabb szerkezeti felépítés azonan nem valamiféle öncélú, divatos dolog. A régi szélmalmok a zabolátlan szélenergiát hasznosították, mi viszont bizonyos értelemben szabályozni akarjuk a belépését. A szélnek, mint energiaforrásnak számos fogyatékossága van, ezek között első helyen szerepel az időszakos, rendszertelen jellege. A tájfunok, orkánok, viharok kolosszális mennyiségű energiát hordoznak magukban, ami négyzetkilométerenként számítva több millió kilowatt villamos-energiával egyenlő. Ugyanakkor gyorsan szélcsendesre is fordulhat az idő, amikor gyakorlatilag nincs lehetőség áramtermelésre. A szélnek azonban nem lehet parancsolni, csak alkalmazkodni lehet hozzá. A szélaggregátorokat ezért úgy fejlesztették ki, hogy különböző szélsebességek mellett maximális mennyiségű energiát termeljenek. Ha a szél sebessége meghaladja a felső határt, a légcsavar lapátjai automatikusan elfordulnak, „kitérnek a szél útjából“, és csak a szükséges mennyiségű energiát veszik fel belőle, a többit „szélnek eresztik“. Azt is hozzátehetjük még, hogy a szél mikro- struktúrája sem megfelelő, az egyenlőtlen széllökések szintén problémákat okoznak energetikai hasznosításában. # Ezek a fogyatékosságok bizonyára különösen előtérbe kerülnek, amikor majd sor kerül a szélenergia - nagy tömegű hasznosítására. — Igen, a szélenergia villamos energiává való hatékony átalakítása számos műszaki problémát jelent. Több aerodinamikai, meteorológiai, elektrotechnikai és gazdasái kérdést kell még megoldani, beleértve az új anyagok felhasználását, az új szerkezeti megoldásokat, a felületen keletkező jégpáncél elleni védelmet stb. így aztán egyelőre nem lehet szó arról, hogy azok az eszközök, amelyeket a szél energetikai hasznosításának kifejlesztésére fordítunk, a közeljövőben meg is térüljenek. Különösen nagy problémát jelent a szélenergia felhalmozása. A szél akkor fúj, amikor kedve van hozzá, ezt nem lehet szabályozni. Egyelőre a legegyszerűbb mód a szélenergia által teljesített munka eredményeinek a felhalmozása: fel lehet halmozni például a megdarált gabonát, az előkészített takarmányt, esetleg a felszínre hozott vizet is, s mindez a továbbiakban egyenletesen felhasználható. Sokkal nagyobb gondot jelent a villamos energia felhalmozása. Itt elsősorban a különböző akkumulátorok, a nagy fordulatszámú lendkerekek, a különböző hőtároló, hidraulikus és egyéb berendezések jöhetnek számításba. Jelenleg olyan a helyzet, hogy a szélerőmű beruházási költségeinek mintegy 20 százalékát az akkumuláló berendezésre kell fordítani. Létezik azonban még egy kiút, éspedig a hibrid szél- és hőerőművek építése. Az ilyen kombinált erőművek folyamatosan üzemeltethetők, s a számítások szerint a hagyományos tüzelőanyagoknak mintegy 60 százalékát lehet ezzel az eljárással megtakarítani. Szerintünk a legésszerűbb megoldásnak az erősebb szélerő- művek bekapcsolása mutatkozik a teljesen automatizált vezérlésű egységes energetikai rendszerbe. • Amint azt a Szovjetunió szélenergetikai zónáinak térképén láthatjuk, szélenergiában különösen gazdagok az ország északi sarkköri vidékei. Az ön véleménye szerint, Ivan Andrejevics, sor kerül ezeknek a hatalmas energiaforrásoknak gyakorlati hasznosítására a közeljövőben? — Biztos vagyok benne, hogy igen. Hiszen képzelje csak el, hogy az itt létesíthető szélerő- művek képesek lennének fedezni az egész földkerekség jelenlegi energiaszükségletét. A Szovjetunió erőteljes energetikai felődésében jelentős szerepe lehet a szélenergia hasznosításának. Kiszámították például, hogy a Csukcs-félszigeten, a Selag-fok körzetében, ahol évi átlagban 6500 órán át aránylag erős szél fúj, amely évente 660 millió kilowattóra villamos energiát tewnelhetne. Az is természetes, hogy az ilyen energia lényegesen olcsóbb lenne, mint bármilyen más energiaforrás esetében. Érdekes javaslatot terjesztett elő a szovjet mérnökök egyik csoportja, ök a Kola-félszigeten egy kör alakban megépítendő szélenergetikai rendszert javasolnak, melynek 1100 kilométer hosszú peremén 238 állomást helyeznének el. Ez a kör különböző szélviszonyokkal rendelkező területeket fogna át a Barents-tenger partvidékén, s így az egész rendszer gyakorlatilag folyamatosan szolgáltathatná az áramot. A szerzők számításai szerint egy kilowattóra villamos energia egy kopeknál is kevesebbe kerülne ebben a rendszerben. Ezt az olcsó energiaforrást főleg hidrogéngyártásra lehetne felhasználni elektrolitikus úton. Ez a „jövő tüzelőanyagának“ nevezett gáz sokoldalúan felhasználható, egyrészt a hőerőművekben, másrészt pedig a benzint helyettesítve a robbanómotorok hajtásában. Ennek elterjedését egyelőre csak az fékezi', hogy a hidrogén gyártása túlságosan energiaigényes, vagyis drága. A szélenergia fel- használása ezt a problémát is megoldaná, és az északi tengerparton gyártott hidrogént termékvezetékeken lehetne eljuttatni a fő fogyasztókhoz, miként a kőolajat, vagy a földgázt. A hidrogén termékvezetékes szállítása körülbelül nyolcszor kerül kevesebbe, mintha ugyanannyi energiát magas feszültségű vezetéken kellene eljuttatni villamos energia formájában ugyanolyan távolságra. Emellett a hidrogén a környezet szennyezése szempontjából teljesen ártalmatlan energiaforrás. Ha tehát ilyen szempontból nézünk a szélenergia hasznosítására, egészen különleges táv- latok-nyílhatnak meg az emberiség előtt. A Szovjetunió területén több helyen mutatkozik lehetőség átfogó szélenergetikai rendszerek létesítésére. Felmerültek olyan érdekes elképzelések is, hogy a szélerőművekből szélvédő gátakat lehetne létesíteni, amelyek például felfognák az Üzbegisztán! Fer- ganai-síkságot kiszárító száraz, forró szeleket, s például No- vorosszijszk környékét is védelmezhetné a közismert fekete- tengeri bórától. Végül pedig arra a kérdésre is lehet válaszolni, hogy milyen szerepük lesz a szélerő- műveknek a Szovjetunió tüzelőanyag-energetikai mérlegében. Számításaink szerint a Szovjetunióban 2000-ben a szélenergia felhasználásával 460—920 milliárd kilowattóra villamos energiát lehetne termelni. Ez évi 14 295 millió tonna egyeztetett tüzelőanyagnak felelne meg. A természeti energiaforrások kihasználásában a szélmalmok évszázadokon át jelentős szerepet játszottak. Csehországban a XIII —XIV. évszázadban épültek az első szélmalmok. A feljegyzések szerint mintegy 915 szélmalom működött a történelmi országrészek területén, ezek többségét (682) Morvaország területén építették fel, ahol a szélmalmok számára kedvezőbbek az éghajlati viszonyok. Itt állandóbb és rendszeresebb a légáramlás, másrészt viszont kevesebb alkalmas folyóvíz állt rendelkezésre vízi malmok létesítéséhez. A felvételen látható kuzelovi szélmalom a morva—szlovák határvidéken egyike annak a húsz falazott szélmalomnak, amelyek a két morvaországi kerületben mindmáig fennmaradtak. Ezeken kívül néhány faépítményű szélmalom is található a környéken. A kuzelovi szélmalmot 1942-ben építették, s a brnói Műszaki Múzeum védnöksége alatt az elmúlt években felújították. A kpzelovi szélmalom ma nemcsak érdekes turisztikai látványosság, hiszen a látogatókban felkelti az érdeklődést a szélenergia korszerű kihasználási módszerei iránt, ami a világviszonylatban megnyilvánuló energetikai problémák megoldásában nagyon aktuális feladat. — kk — 1978. VIII. I* EE
