Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1982. január-június (15. évfolyam, 1-25. szám)
1982-03-05 / 9. szám
TUDOMÁNY TECHNIKA A hetvenes évek elején kirobbant energiaválság megélénkítette azokat a kísérleteket, amelyek a természetadta ősi energia- források felhasználását vették célba. Ilyen energiaforrás a szélenergia is. A SZÉL A szél mibenléte az alábbiakkal magyarázható. A levegő a föld felszínétől különböző mértékben felmelegszik, s ez légmozgásokat idéz elő. A hidegebb, súlyosabb léghalmaz elindul a melegebb irányába, miközben a melegebb levegő felemelkedve tér ki a hidegebb elől. Ez közös vonása a szélnek, szélrendszernek, amely lehet állandó, időszakos, helyi és teljesen szeszélyes. • Balaklavai szovjet szélerőmű Az állandó szelek előidézője a Föld forgása saját tengelye és a Nap körül. Ismeretes, hogy a Föld forgástengelye 23 és fél fokot zár be a keringés síkjával. Ez nemcsak az évszakok ellentétes változását okozza az északi és a déli féltekén, hanem ennek következménye az is, hogy a Ráktérítőtől a Baktérítöig (az egyenlítőtől 23 és fél fok szélességig északra és délre) terjed az a földterület, amely a legtöbb napsugárzást kapja. Itt deleléskor a Nap merőlegesen süt, amitől a levegő erősen felmelegszik. A meleg levegő felemelkedik és az egyenlítőtől a sarkok felé tart a magasban. Ez a magassági szél az anti- passzát. A sarkok felé haladó léghalmaz a Föld gömbjéhez alkalmazkodik, ezért fokozatosan pályája leszűkül, nyomása és súlya megnövekszik, majd a 20-as szélességi kör táján a földre kényszerül.A leszálló« levegő a földfelszín közelében az egyenlítő irányába igyekszik. Ez a passzátszél. Sem a passzát, sem az anti- passzát nem közvetlen északi, illetve déli irányú. A föld mozgása miatt a levegő iránya is módosul, mégpedig úgy, hogy az eredeti északi iránytól jobbra tér el az északi és a déli iránytól balra a déli félgömbön. A passzát és az anti passzát mellett állandó jellegű a nappal a tenger felöl és éjszaka fúvó tengerparti szél, és állandó jellegűek a monszunok is, amelyek a tenger hűvösebb és a szárazföld melegebb levegőjét kényszerítik cserére. Az említett szélrendszereken kívül vannak időszakos és helyi jellegű szelek is. Ezek bizonyos légköri helyzetek és földrajzi alakzatok következményei. Ilyen a Földközi-tengeri sirokkó, a délfrancia misztrál, az ázsiai tájfun stb. A viharokat és a zivatarokat is a felhalmozódott légköri erők okozzák, amelyek sok esetben nagyobb nagyságrendű atombomba erejével érnek fel. FEJEZETEK A SZÉLMALMOK TÖRTÉNETÉBŐL A szél mozgási energiáját az ember már évezredekkel ezelőtt kihasználta. Ruháját szárította, kunyhóját szellőztette általa, s bárkái vitorláit is a szél dagasztotta. Már i.e. 3600-ban az egyiptomiak gabonát őröltek szélkerék segítségével. A görögök is őröltek szélerővel. A mellékelt rajzon görög gabonaörlésre szolgáló szélmalom látható. A szélmalmok őskorának úttörői a perzsák, az egyiptomiak és a görögök voltak. A történészek az ős-szélmalmok közül az elsők között említik az i.e. 644-ből származó perzsa malmot, amelynél a szél függőleges tengelyre szerelt lapátokat forgat. Később a vízszintes tengelyű szélmalmok is elterjedtek. Európában a keresztes háborúk idején kb. 1050 táján tűntek fel az első szélmalmok, amelyek • Szélgenerátor az USA-ban, teljesítménye 220 kW vitorlázata vízszintes tengely körül forgott. Az első francia szélmalom-szabadalom 1105-ből származik. Angliában a 12. Itáliában, a 13. és Hollandiában, amelyet tévesen a szélmalmok őshazájának tartanak, csak a 14. században honosodik meg a szélmalom. A 15. században Európában a szélmalom-technika ugrásszerű fejlődése következett be. Már 30 m átmérőjű szélkerekekkel is dolgoztak a malmok és kb. 50 lóerő teljesítményre voltak képesek 1450 táján Hollandiában tűntek fel az első szivattyús malmok, amelyeket vízemelésre használtak. Az 1700-as években Hollandiában és más európai országban már ipari célokra is alkalmazták a szélmalmot: papírgyártásnál, fafűrésze- lésnél, növényi olajok sajtolásánál stb. A nagy szélmalmok üzemeltetése a 19. században még javában tartott Európában. Háttérbe szorulásuk a huszadik század elején következett be, amikor más, több szempontból előnyösebb energiahordozók terjedtek el. Az amerikai kontinensen az 1800-as évek végén született meg az USA nyugati vidékein a szélmalomipar farmok kiszolgálására. Európában a hollandok görögök és a portugálok használnak még ma is szélmalmokat gabona- őrlésre és vízszivattyúzásra, bár az elmúlt évtizedekben - főleg Hollandiában - sok szélmalmot turisztikai célokra alakítottak át. VILLAMOS ENERGIA SZÉLERŐBŐL Napjaink energiahiányos korszakában sok országban kutatják, hogy hogyan lehetne szélkerekek segítségével villamos áramot előállítani. Elvben a kérdés egyszerű. A szél megforgatja a szélgenerátor kerekeit, amely a szélenergiát villamos energiává alakítja át. Sajnos, a szélgenerátorok felállítása és üzemeltetése csak széljárta területeken gazdaságos. A századforduló idején nagy figyelmet keltettek a svéd, a dán és a holland kísérletek, amelyek célja az volt, hogy villamos energiát termeljenek szélmalmok segítségével. A Szovjetunióban a harmincas években indultak meg az ilyen irányú kísérletek. A 100 kW-os balaklavai szélerőmű fejlesztése 1931 és 1935 közé esett. A szélerőművet évi 300 000 kWó energia fejlesztésére építették sajnos, a szeszélyes széljárás miatt nem váltotta be a hozzá fűzött reményeket. A harmincas években egyébként a világon több mint száz nagyvállalat foglalkozott szélgenerátorok fejlesztésével. Ebből az időből származnak az USA 5 és 220 kW teljesítményű szélgenerátorai is. A második világháború következtében lelassult a fejlődés és a gyártás ezen a téren, az ötvenes évek elején megélénkült, majd később újra pangásnak indult. Napjainkban a szélgenerátorok fejlesztésében hármas tendencia figyelhető meg: alacsony, közepes és magas színvonalú ge• 5 kW teljesítményű kis szél- erőmű, farmok energiaellátására nerátorokat fejlesztenek műszaki szempontból. Sok az ellentmondás az egyes országok fejlesztési politikájában, de a jelek szerint mégis szükség van erre a hármas osztályozásra. A méregdrága kísérleti szélgenerátorokat egy-egy fejlődő ország nem képes megfizetni. A sivatagi, szavannás területekkel rendelkező országoknak viszont nagy szükségük van a szélgenerátorokra, de elfogadható ár és megfelelő teljesítmény mellett. Az 1980-as müncheni XI. Energia Világkonferencián a megújuló energiaforrások új rendszereivel foglalkozó beszámolók között nagy szerepet kapott a szélenergia hasznosításának bemutatása. Egy dán beszámoló ismerteti, hogy 1976-ban egy négyéves kutatási programot indítottak nagy, villamos energiát kitermelő szélerőmüvek kifejlesztése érdekében. Az új program keretén belül két új szélgenerátort helyeztek üzembe, amelyek háromágú szélkerekének átmérője 40 m, a toronymagasság pedig 46 m. A generátorok teljesítménye 12-15 m/s szélsebesség esetén eléri a 630 kW teljesítményt. A várható évi villamos- energia-termelés 1,5GWógenerá- torként. A konferencián egy kanadai beszámoló a szélgenerátorok második generációjának, a 2—4 • Görög szélmalom gabonaőrlésre MW egységeknek a fejlesztéséről szólt. Ezek szerint ezek az egységek 5 cent/kWó-ért termelnék a villamos energiát, ha a föld felett 10 méterrel legalább 5-8 m/s sebességű szél fúj. Az NSZK-ban is foglalkoznak a szélenergia jövőbeni szerepével ..Megállapították, hogy a tengerparton a szél éves átlagsebessége elári a 8 m/s-ot A helyi szélviszonyokhoz megfelelő szélgenerátorok építése már folyik. 1982-ben 3 MW-os, 100 m átmérőjű forgórésszel, 100 m magasban elhelyezett szélgenerátort helyeznek üzembe. 1982 után 5 MW- os 145 m átmérőjű forgórésszel ellátott, 120 m magasban elhelyezett szélgenerátorok üzembe helyezését tervezik. Műszaki problémák a megvalósítással nincsenek, viszont nem áll rendelkezésre elegendő üzemi tapasztalat, ami a megbízhatóságot bizonyítaná. A Szovjetunió és a többi KGST- ország szintén jelentős szélva- gyonnal rendelkezik. A szélgenerátorok fejlesztése terén figyelemre méltó kísérletek viszont csak a Szovjetunióban folynak. Jelenleg a 100 kW vagy az ennél kisebb egységek sorozatgyártás előtti tökéletesítése folyik. Megkezdődtek a néhány MW-os egységek fejlesztési munkái is. A szélgenerátorokat főleg a lakott vidékektől • Vízemelő szélmalom Hollandiában (A szerző rajzai) távol eső mezőgazdasági területeken akarják hasznosítani. Új felhasználási területként jelentkezik a távolsági gázvezetékek katódvédelmeinek villamos árammal történő ellátása. így a gázvezeték csöveinek élettartama a háromszorosára növelhető, de a csővezetékek mentén 20-30 km távolságban megbízható áramforrásokra van szükség. XXX Ellentmondások és főleg gazdasági nehézségek jellemzik a napjainkban a szélenergia kihasználását célzó erőfeszítéseket világszerte. Pedig a szél tiszta energiát szolgáltat a környezetét egyre jobban féltő ember számára. Sajnos, sok próbálkozás azon bukik meg, hogy a széljárás szeszélyes és a drága pénzen felállított szélgenerátor csak nevetségesen kis mennyiségű villamos energiát termel. Remélhető, hogy Földünknek azon a részein, ahol állandó jellegű, erős szelek uralkodnak, az energiatermelés e módszere beválik, és így viszonylag olcsó energiához juthat az ott élő ember. KOVÁCS ZOLTÁN A SZÉLENERGIA ÚJ SZÚ 17 1982. III. 5. ÉRDEKESSÉGEK, ÚJDONSÁGOK KORRÓZIÓVÉDELEM MŰANYAGGAL Az Ukrán Műanyagkutató Intézet fém- és vasbeton konstrukciók dekoratív védőbevonataihoz új anyagot fejlesztett ki, amelynek elődeinél rugalmasabb és jobb a tapadóképessége. A stiroprén- nek nevezett új anyag szintetikus kaucsuk, sztirol, lágyítószerek, töltőanyag, pigmentek és a polimeri- zációt serkentő anyagok kompozíciója. A festékszóróval felvihető színes stiroprén réteg vastagsága 400 mm, szakítószilárdsága pedig 150 N/cm2. A mechanikai feszültség okozta szerkezeti repedések feletti stiroprén réteg csak megnyúlik, s mivel a nedvességet nem engedi át, továbbra is véd a korróziótól. A bevonat ellenáll a maró gázoknak és lúgoknak, valamint a hőmérséklet hirtelen változásaink is. (Tyehnyika i nauka) ROBBANÁSOK A NAPRENDSZERBEN Még további négy bolygó vár felfedezésre a Naprendszerben- állapítja Szavelij Gamburg, szovjet bolygókutató. Egy kis méretű bolygó minden valószínűség szerint a Merkur pályáján belül, a Naphoz legközelebb kering. További - nagyon távoli - bolygó felfedezésére lehet számítani a Neptun pályáján túl - lehet, hogy itt nem is egy, hanem két bolygó vár még felfedezésre. A szovjet kutató a természet szimmetriájának gondos elemzésére építi feltevését és azt is állítja, hogy a Jupiter és a Szaturnusz óriás bolygóknak több holdjuk van, mint ameny- nyit eddig felfedeztek. Feltevését bizonyítja, hogy az amerikai Voyager űrszondák a Jupiter három ismeretlen holdját fényképezték le- éppen abban a térségben, ahová Gamburg tíz évvel ezelőtt ,,megjövendölte" őket. Gamburg szerint négy gigantikus robbanássorozat ment végbe a Napon - ezek hozták létre a bolygókat és holdjaikat, négy különböző típusú égitestet kiformálva a Naprendszerben. (d) KOZMIKUS KOHÁSZAT A Szaljut-6 űrállomás gazdag tudományos programjából is kiemelkedő jelentőségűek a kristálytani kísérletek, amelyeknek során a súlytalanság állapotában tiszta kristályokat, ötvözeteket és félvezetőket hoztak létre. Az űrállomás olvasztókemencéiben több száz anyagmintát olvasztottak meg és újfajta ötvözetet hoztak létre. A pseudoötvözetekben például olyan komponenseket egyesítettek, amelyek normális körülmények között nem kapcsolódnak egymáshoz, például bizmutot és alumíniumot. A röntgenelemzés tanúbizonysága szerint ezek az anyagok még a kozmikus körülmények között sem oldódtak fel tökéletesen egymásban - ezért nevezik ezeket az anyagokat pse- udoötvözeteknek. Uj anyagok a „gázfémek“ is - a folyékony fémötvözetek olyan gázokat vettek fel, amelyek a súlytalanság állapotában többé nem távoztak el belőlük. (d)
