Új Szó - Vasárnap, 1978. július-december (31. évfolyam, 27-52. szám)
1978-07-30 / 31. szám
/ TUDOMÁNY TECHNIKA „Örök“ energiaforrások Az energiaellátás problémájának világméretű kiéleződése óta élénken foglalkoztatja a kutatókat és a közvéleményt a wap-, a geometrikus és a szélenergia gyakorlati felhasználá- sánaik a kérdése. Erről a témáról folytatott (beszélgetést I. Uszejnov, a Znanyije i Szila folyóirat munkatársa Borisz Vls- gyimirovics Tarnyizsevszkij, Ivan Tyimofejevics Alagyjev és Ivan Andrejevics Babincev szovjet tudósokkal. A beszélgetés tartalmát az egyes témakörök szerint három részletben közöljük. A napenergia felhasználásának kérdéseire B. V. Tarnyizsevszkij, a műszaki tudományok doktora, a G. M. Krzsi- zsanovszkij Energetikai Tudományos Kutatóintézet heliotech- nikai laboratóriumának vezetője válaszolt. I. A napenergia mint fűtőanyag — Szerintem a napenergia felel meg a legjobban a Piai követelményeknek. Bőségesen áll a rendelkezésre, s emellett ökológiai szempontból teljes mértékben „steril“. A szélenergia gyakorlatilag szintén ártalmatlan a bioszférára, de csak korlátozott mennyiségben használható fel. Az atomenergia és a magfúziós energia hatalmas energiaforrást képvisel ugyan, de végeredményiben ezeknél is nyersanyagokra van szükség, amelyek gyakorlatilag a fel- újithatatlan források közé tartoznak, emellett pedig nem elég „tiszták“. Itt elsősorban a hószennyezésre gondolok. A Földünk felületére jutó napenergia mennyisége körülbelül 15—20 ezerszeres mértékben haladja meg az emberiség jelenlegi energiaszükségletét. Csupán az a kérdés, hogy az adott műszaki feltételek mellett hogyan tudunk ezzel az energiamennyiséggel gazdálkodni, milyen célokra tudjuk felhasználni. Az energiatermelés minden mesterséges tormája tulajdonképpen a Földre jutó napenergia adott mennyiségét növeli. Feltételezhető, hogy az ilyen kiegészítő energiaforrások túlzott mértékű igénybevételével általános felmelegedést, s ezzel összefüggésben bizonyos elváltozásokat okozhatnánk a bioszférában, az éghajlatot is beleértve. Ennek a veszélye nem állna fenn, ha döntő mértékben a napsugarak szolgáltatnák az emberiség „fűtőener- giáját“ is. — De vajon miért nem nagyabb jelentőségű a napsugárzás, mint energiaforrás, a világ jelenlegi energiamérlegében, ha ilyen előnyei vannak? — Ennek több oka is van. Elsősorban arról van szó, hogy alacsony fokú a .napsugárzás területegységre jutó koncentráltsága, egy négyzetméterre számítva nem haladja meg az egy kilowattórát. Másodsorban nagyon ingadozó a mennyisége, ami egyaránt függ a napszaktól, az évszaktól és az időjárási viszonyoktól. Mindez műszaki szempontból rendkívül bonyolulttá teszi a napenergia gyűjtését és tárolását, s a napenergia villamos energiává való átalakítása egyelőre még egyébként is rendkívül drága folyamat. Mindebből arra következtethetünk, bogy a Nap egyhamar nem lesz komoly ve- télytársa az ásványi eredetű energiaforrásoknak. Figyelembe kell venni azonban azt a körülményt, hogy a szénhidrátos energiahordozók árának gyors növekedése következtében ez a szemlélet is változik, s emellett a napenergia gyakorlati hasznosításának műszaki feltételei is gyors ütemben javulnak. — Milyen megoldások jöhetnek számításba? — Tulajdonképpen két irányzatról van szó. Az egyik a hőtermelésre való felhasználása, a másik pedig a villanyáram- termelés napenergiából. Az első feladat lényegesen egyszerűbb, s már a legközelebbi időszakban széles területeken érvényesíthető. A szovjet kutató’: megállapították, hogy országútikban több százezerre tehető az olyan energiafogyasztók száma, amelyek közvetlenül napenergiát hasznosíthatnának. A Szovjetunióban, annak ellenére, hogy az ország villamosításában magas színvonalat értünk el, még mindig vannak olyan félreeső, ritkán lakott pusztaságok, hegyvidéki területek, ahová ' nem gazdaságos az áramot vezetéken eljuttatni. Az ilyen területeken nagyon célszerű lenne a napenergia, vagy a napenergia „lányának“, a szélenergiának a kihasználása. A napenergiával fűtött potenciális energiafogyasztók számát csupán a mezőgazdaságban több mint háromszázezerre becsülhetjük. Közismert, hogy a világon előállított energia háromnegyed része hőtermelésre szolgál. A .napenergia gyakorlati hasznosítása szempontjából ez nagyon fontos körülmény, s ezen az alapon már a legközelebbi időszakban több millió tonna szerves tüzelőanyagot lehetne megtakart tani. A szovjet tudósok és műszaki tervezők a „napkályhák“ különböző típusainak egész sorát kidolgozták már, amelyek gazdaságilag is versenyképesek a hagyományos fűtőtestekkel. Ezeket már sikeresen használják mezőgazdasági termények szárítására, növényházak fűtésére, vízkiemelésre stb. A jelenlegi ötéves tervidőszakban több tíz olyan kísérleti állomás épül, ahol a napenergia fűtési célokra való felhasználásának lehetőségeit fogják kutatni. A legjobb eredményeket széles mértékben felhasználják majd az Ipari és polgári építkezéseknél. Már kijelölték azokat a területeket, ahol a kommunális beruházások során a napenergia hasznosításával is számolnak. Ukrajna déli részéről, a Volga- vidék alsó területeiről, a Kaukázustól északra és délre fekvő területekről, Kazahsztánról és a közép-ázsiai köztársaságokról van szó. A Nap fűti már például a gzimferopoli „Szportyivnaja“ szálloda meleg vizet szolgáltató kazánját. Ezt a kazánt gáztüzelésre is felszerelték, de nyárom -teljesen csak a Nap fűti egy 200 négyzetméter felületű berendezés segítségével. Gázzal csak a téli időszakban fűtőnek. Ez a kiegészítő nap- .kályha az évi tüzelőanyagszükségletnek mintegy harmadrészét pótolja. A számítások szerint ezzel az eljárással a .Szovjetunió déli körzeteiben évente 15—20 millió tonna egyeztetett tüzelőanyag takarítható meg. A napenergia egyébként nemcsak fűtésre, hanem hűtésre is használható. Ashabadban .négy olyan kísérleti házat építenek, amelyek légkondicionálásához napenergiát használnak. Ez a rendszer a jelek szerint háromszormégy szer olcsóbb lesz a hagyományos hűtőberendezéseknél. A napenergia érvényesítésének széles lehetőségei vannak a mezőgazdaságban. Jelenleg Kazahsztán és KÖZép-Ázsia területein körülbelül 20 millió hektár olyan legelő van, amit ivóvíz hiányában nem lehet hasznosítani. Az itt fúrt kutak vizének sótartalma olyan nagy, hogy állatok itatására nem lehet felhasználni. Megoldást jelent majd a vízdesztillálő napkályháik bevezetése, amelyek segítségével megfelelő ivóvíz készíthető. Az ilyen irányú kísérletek, amelyek a kizil-kumi és a kara-kumi sivatagban folytak, nagyon biztató eredményekkel zárultak. A vízdeszti.1- iálő napkályhák bevezetése csupán Türkméniábam mintegy 4 millió rubel hasznot eredményez a köztársaságnak. Elkezdődött továbbá a napkohászat fejlődése is. Jerevánban olyan napkohót helyeztek üzemibe, ahol három és fél ezer fokos hőmérséklet segítségével többek között wolf-rá- mot is olvasztanak. A napkohók a jövőben fontos szerepet töltenek be a vegyileg maximálisan tiszta és hőálló öntvények készítésében. — Mindez -valóban nagyon érdekes, de -bizonyára az a -legfontosabb kérdés, hogy -mikor lehet a napenergia hatalmas forrásait ipari szin-tü áramtermelésre felhasználni? — Ez nagyon bonyolult probléma. Ha például a Ka»ra-Kum sivatag 70 X 70 kilométeres területét napelemekkel borítanánk be, az itt termelt körülbelül egytirililió kilowattóra árammal az egész Szovjetunió szükségleteit fedezhetnénk. Műszaki szempontból ezt akár holnap is meg lehetne valósítani, ha nem lennének gazdasági akadályai. A napenergiát villamos energiává átalakító napelemek egyelőre még túl drágák. Ahhoz, hogy széles körben hasznosíthatók legyenek, gyártási költségüket harminc-negyvenszeres mértékben kellene csökkenteni. Hogyan érhető ez el? Elsősorban a fényátalakítás hatékonyságát keil növelni. A jelenlegi szilíciumos napelemek hatékonysági toka 14—15 százalékos. A galliuimos, arzénes és az alumín-iumos félvezetők használatával ez 20—22 százalékra növelhető. Országunkban már jelentős tapasztalatokat szereztünk a -napéi e-mek f e-lba s z nál ás á ba-n, mind a világűrben, mind pedig földi viszonyok között. Már olyan 500 watt teljesítményű földi fotogenerátoroka-t sí kifejlesztettünk, amelyek akár húsz évig is megállás nélkül üzemeltethetők. Ezek nagyon értékesek és -hasznosak egyes nehezen hozzáférhető helyeken működtetett automatikus berendezések, például tengeri navigációs berendezések, hírközlő eszközök üzemeltetésénél. A szovjet tudósok -legújabban olya-n f-ényátaila'kítót fejlesztettek ki, amelyek a .normálisnál százszorosán, ezerszeresen erősebb megvilágítást is képese-k átalakítani. Más szóval ez olyan, mintha az átalakító nem egy, hanem száz, ezer Napot látna egyszerre. Ilyen n apf én y -kon cent rációt paraboli- kus tükrökkel vagy műanyagból készített lencsék segítségével -lehet előállítani. A fényátalakítás költségessége ilyen eljárással többszörös mértékben csökken. A Szovjetunióban ilyen eljárással tervezett naperőművek már körülbelül az atomerőműveknek megfelelő ráfordítással fogják termelni az áramot. A naperőművek működtetésében egyébként más műszaki alapelvek is érvényesülhetnek. Intézetünkben már van egy ilyen kifjelesztett minta, amely a hagyományos eljárásra épül: kazán — turbina — generátor. Néhány négyzetméteres tükrökkel egy -körülbelül 40— 60 méter magas, torony alakú kazán -fűtéséről van sző, itt keletkezik majd a turbinát (hajtő gőz. Az eljárás műszaki- gazdasági paramétereit egy közeljövőben felépítendő kísérleti állomáson fogjuk megállapítani, amelyre az ország valamelyik déli területén kerül sor. A napenergia fel-használásának laboratóriumi módszerei a tudományos 'kutatás elért eredményeire épülnek, s a nap- kályhák és a naperőművek első hírnökei azt jelzik, hogy a napenergiának nagy jövője lesz az ország tüzelőanyag- energetikai mérilegébem. KÖVETKEZIK: II: A geotermikus energia Főzés napenergiával A nyugat-afrikai Felső-Voltában mintegy 300 család napenergiával főzi az ebédjét. Afrikai készítésű vázra dániai gyártmányú tükröt szereltek, amely a középpontban elhelyezett edényre összpontosítja a nap sugarait. A készülék mintegy 100 watt energiát ad, és azt várják tőle, hogy megkönnyíti majd a nyugat- afrikai asszonyok életét, akik jelenleg napi 6—8 órát töltenek azzal, hogy a főzéshez szükséges tűzifát összegyűjtsék és hazavigyék. Ha a készülék elterjed, akkor ennek eredményeként az érintett területek faállománya is megkímélődik. Egy Ilyen főzőkészülék ma még 40 USA dollárba kerül, de a költségek csökkenhetnek, ha majd az egész készüléket Afrikában állítják elő. MOLNÁR EMIL Telefonálás napenergiával Napenergiából fejlesztett villamos energia működteti majd a telefonbeszélgetéseket és a tévé-műsorokat közvetítő vonalat Alice Springs és Tennant Creek között, Közép-Ausztráliában. Alice Springs, a kis szarvasmarha tenyésztő és turistaközpont csaknem pontosan az ausztrál kontinens földrajzi középpontjában fekszik, Tennant Creek pedig tőle 500 kilométerre északra. Az ismétlőállomásokat hajókonténerekben helyezik el, és három napelempanelt szerelnek a tetejükre. A termelt villamos energiát 33 darab ólomakkumulátorban tárolják (teljes kapacitásuk 1500 amper/óra/. A 13 ismétlőállomást 45 kilométerenként helyezik el az összesen 580 kilométer hosszú átviteli útvonalon. Valamennyi állomás azonnal felerősíti és a következő állomásra továbbítja a telefonbeszélgetések, tévé-műsorok villamos jeleit. Az ausztrál állami telefontársaság, a Telecom imipár öt éve foglalkozik alkalmas napenergiaátalakitó berendezések kifejlesztésével a lakott területektől távoli telefonhálózat áramellátásának megoldására. (delta) Az olajválság óta nagyol nőtt az érdeklődés — különösen a műszakilag fejlett országokban — a napenergia felhasználása Iránt. Az amerikai Har várd Egyetem kutatója, William A. Churcliff felmérése szerint a múlt év elején világszerte 319 — ezen belül az Egyesült Államokban 286 — épület ener- , giaellátásának zömét biztosították házi „naperőművekkel“. Ezeknek a „naperőműveknek“ a műszaki megoldása sokféle. Vannak tervezők, akik előszeretettel alkalmazzák a vizet a napsugarak hőjének átvitelére, illetve tárolására, míg mások Inkább a levegőt használják hőátadő közegnek. Vannak továbbá, akik magát az épület szerkezetét alakítják ki hőtárolóvá. A felmérés egyebek között Ismertet egy olyan gaHázi „naperőművek” rázst, amelynek 3700 m2-nyi naphöátvevője nemcsak meleget, hanem az ottparkoló 252 busz lemosásához elegendő melegvizet Is szolgáltat. Ez Denverben található. Calífor- niában egy vállalat 33 összkomfortos egyedi lakóházat épít, melyekben az energia- szükséglet 80 százalékát a napenergia hasznosítása fedezi. A legtöbb naphőt hasznosító épület természetesen a déli államokban épült az USA-ban, kihasználva az ottani hosszú, forró nyarat. De Észak-Kana- dában is több ilyen épület van már. Legismertebb a torontói Provident-ház, amely 265 ezer literes víztartályában tárolja a nyári napfény energiáját, és azzal teljesen megoldja a téli fűtést. Európában Is több példa van, egyebek közt a francia Pireneusokban, az NSZK- bell Aachenben vagy az angliai Brlghtonban. De egyelőre még a mai árak mellett Is többnyire drágábbak a gázvagy olajtüzelésnél. I Unesco Features) ízlik a napkályhán főzött tea a Kara-Kum sivatf.g vándorainak (Znanyije j Szila repród.) 1978. VII. 30.
