Új Szó, 2020. november (73. évfolyam, 254-277. szám)
2020-11-11 / 262. szám
TUDOMÁNY ÉS TECHNIKA 141 2020. november 11. I www.ujszo.com Az energia intelligens kezelése lehet a jövő Az elmúlt évtizedekben a napelemek ára és a hozzájuk tartozó költségek csökkennek (Shutterstock) CSIBRÁNYI ZOLTÁN Immár a hétköznapi életnek is szinte minden területén igénybe vehetők különféle „okos"-kütyük. Immár a villamos energia vonatkozáséban is készült ilyen eszköz - amelyet az amerikai a Texasi A&M Egyetem és az iparág kutatói alkottak meg. Napjainkban egyre több villamoselektromos energia kerül felhasználásra a Földön. Az emberiség egy része csaknem mindenhez villamos áramot használ. Ebből következőleg rögvest kétségbe is esik, ha egy időre az otthonában nincs villanyáram. Az elmúlt évtizedekben a napelemek ára és a hozzájuk tartozó költségek csökkennek. Ez viszonylag sokakat arra sarkall, hogy otthonukban, a háztartásokban napenergiahasznosító rendszereket szereltessen fel. A napelemek által termelt egyenáramot az ún. inverter alakítja át váltóárammá, azaz olyanná, amelyet az ember érdemben fel tud használni. Akkumulátorokkal pedig tárolhatóvá válik a megtermelt energia. Emellett azért a legtöbb otthon továbbra is rá van kötve a hálózatra. Mindezek biztosítják a folyamatos áramellátást. Nappal általában több napenergia kerül felhasználásra, de az is megtörténhet, hogy többletenergia keletkezik, amely visszakerülhet a közüzemi hálózatba. Éjszaka meg nemritkán a hálózatból jutnak áramhoz. A kutatók szerint e rendszernek számos hátránya van. Feszültségingadozás, áramvezeték károsodása vagy a túlterhelés is meg-megakaszthatja a hálózatra kapcsolt eszközökműködését. További gond, amint arra rámutatnak az új eszköz szerzői, hogy a közüzemi áramszolgáltatók nem sokat tudnak tenni a napkollektoros otthonok által fogyasztott hálózati villamos energia mennyiségének korlátozása vagy átirányítása érdekében. Az egyik szerző, Prasad Enjeti professzor azt mondja: ,Jelenleg nincs olyan rendszer, amely szabályozhatja vagy korlátozhatja az energiafogyasztást.” Pedig ez jól jönne villámlás vagy bármilyen természeti katasztrófa miatt adódó áramszünetek esetén, ugyanis bizonyos helyeken még ilyenkor is feltétlenül szükség van rá, például kórházakban. A kutatók olyan, a házon kívülre telepítendő eszközt, a hálózat szélén levő intelligens teljesítményvezérlőt (PINE) kreáltak, amely egyrészt összeköttetést biztosít a ház, a közműhálózat, továbbá a napelemek és az akkumulátorok között, másrészt bármelyik irányban vezérelni tudja a villamos energia áramlását. Prasad Enjeti professzor szerint „ez az eszköz olyan, mint egy intelligens energia router”. Szabályozni tudja a hálózati feszültséget, a házaknál előállított napenergiát bele tudja illeszteni a hálózati rendszerbe, és nem utolsósorban képes intelligensen kezelni és irányítani az energiát minden irányba. Programozhatónak tervezték, így egy felhatalmazással rendelkező külső felhasználó, például a közüzem, ellenőrizheti a Nap energiáját felhasználó házakba érkező hálózati villamos energia mennyiségét. Olyanképpen is be lehet az egyes házakba beépített PINE-rendszereket programozni, hogy az összes egymással és az elosztórendszer üzemeltetőjével is kapcsolatot tudjon teremteni. Természetesen nem csupán elmélettel foglalkoztak, a valóságban is ki akarták próbálni, hogy a PINE- hálózatok megfelelően működnek-e. Ehhez egy hardver prototípust építettek és hozzá összetett számítógépes szimulációkat készítettek, amelyben szerepeltek olyan házak, amelyekben volt PINE-rendszer és olyan házak is, amelyekben nem volt ilyen telepítve. A hardver teljesítményének és a szimulációk együttesének vizsgálataiból kiderült, hogy a PINE-rendszerrel ellátott házak tisztább, stabil feszültséggel rendelkeztek. És a házakból a hálózatba érkező feszültség ugyancsak stabil volt, mert a PINE-rendszer ezt is szabályozza. A tanulmány egy másik szerzője, Le Xie a következőkkel egészíti ki a fentieket: „Az áramkimaradások során a PINE lehetővé teszi a házak számára az önellátást és a napenergia hatékony felhasználását. A technológia azt is lehetővé teszi, hogy a közüzemi társaságok vezeték nélkül utasítsák a PINE-rendszereket a hálózati áram korlátozására a napelemmel rendelkező otthonokban és átirányíthatják azt máshová.” A Texasi A&M Egyetem és az iparág kutatói által kidolgozott új, intelligens technológiáról szóló tanulmány a Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics oldalam jelent meg. Mint látjuk, használata sokrétű hasznosságot eredményezhet. ANap energiáját kiaknázó rendszerekkel felszerelt otthonokat energiatakarékosabbá teheti. Az áramszolgáltató közüzemeknek pedig lehetőséget biztosít a hálózat energiaelosztásának ellenőrzéséhez, és szükség esetén az itt-ott felesleges villamos áramot átirányítsák olyan helyekre, ahol feltétlenül szükség van rá, például kórházakba. Noha senki nem tudhatja biztosra, de képességei folytán könnyen elképzelhető, hogy e teljesen új fejlesztésű eszköz alkalmazása a jövőben talán széles körben is elterjed majd. A klímaváltozás miatt negyedével csökkenhet a fajok élőhelye Az Amazonas vidékén élő fajok hozzászoktak ahhoz, hogy trópusi esőerdőben élnek. Ha a klímaváltozás miatt megváltozik ez az ökoszisztéma, sok faj nem lesz képes túlélni, vagy legalábbis a megmaradó esőerdőkben kisebb területekre kényszerül. (Shutterstock) MTI-HÍR Az emlősök, madarak 6s hüllők világszerte természetes élőhelyük átlagosan 18 százalékét veszítették el eddig a földhasználat változása és a klímaváltozás miatt. A veszteség mértéke a következő 80 évben 23 százalékra emelkedhet. A Nature Communications című tudományos lapban hétfőn megjelent tanulmány 1700-tól napjainkig elemzi 16 919 faj geográfiai helyzetét. Az adatok segítségével jövőre vonatkozó becsléseket végeztek 2100-ig 16 különböző éghajlati és gazdasági-ökonómiai forgatókönyv alapján - írja a PhysOrg.com. A fajok kihalással szembeni sebezhetőségének mértékét jelentősen befolyásolja annak a földrajzi területnek a nagysága, melyen élnek. A fajvédelem hatékony stratégiáinak kidolgozásához szükség van annak megértésére, hogyan változott a múltban a földrajzi elterjedés mértéke, és hogyan fog változni a különböző alternatív forgatókönyvek megvalósulása esetén. „Szinte minden ismert madár, emlős és hüllő élőhelye csökkenőben van, főként az emberek földhasználata miatt, a mezőgazdasági és városi területek növekedése miatt” - mondta Robert Beyer, a Cambridge- i Egyetem kutatója, a jelentés vezető szerzője. Egyes fajokat súlyosabban érintenek a változások, mint másokat. A fajok 16 százaléka elveszítette természetes élőhelyeinek több mint felét, a veszteség az évszázad végére elérheti a 26 százalékot is. Főleg a trópusi területeken csökken a fajok földrajzi elterjedtsége. Mintegy 50 évvel ezelőtt a legtöbb mezőgazdasági fejlődés Európában és Észak-Amerikában zajlott. Azóta a trópusokon változtattak nagy kiterjedésű területeket mezőgazdasági területté: Délkelet-Ázsiában az olajpálma-ültetvények miatt irtották ki az esőerdőket, Dél-Amerikában a legelők kialakítása érdekében. Ahogy az emberi tevékenység egyre mélyebbre hatol a trópusokon, aránytalanul megnövekszik a fajokra nehezedő nyomás, mivel ezeken a területeken nagyobb a faji sokszínűség, és mivel ezeknek a fajoknak eleve kisebb a természetes elterjedtsége. „A trópusok biodiverzitási hotspotok, rengeteg kis területen élő fajjal. Ha egy hektárnyi trópusi erdőt mezőgazdasági területté alakítanak, sok faj nagyobb arányban veszíti el élőhelyét, mint mondjuk Európában” - mondta Beyer. Az eredmények szerint a klímaváltozás egyre nagyobb hatással van a fajoknak otthont adó földrajzi területekre. Az emelkedő hőmérsékletek, a csapadék rendszerességében bekövetkező változások jelentősen megváltoztathatják az élőhelyeket. Más tanulmányok előrejelzései szerint az Amazonas nagy területei dús lombkoronájú esőerdőből szavannaszerű tájjá változhatnak a következő 100 évben. „Az Amazonas vidékén élő fajok hozzászoktak ahhoz, hogy trópusi esőerdőben élnek. Ha a klímaváltozás miatt megváltozik ez az ökoszisztéma, sok faj nem lesz képes túlélni, vagy legalábbis a megmaradó esőerdőkben kisebb területekre kényszerül” - mondta Beyer. „Az, hogy az élőhelyek veszteségét eredményező vezető trend visszafordul, folytatódik vagy felgyorsul, a szén-dioxid-kibocsátás jövőbeli mértékén és a következő évek és évtizedek társadalmi döntésein múlik” - hangsúlyozta a kutatást vezető Andrea Manica, a Cambridge-i Egyetem szakértője.
