Magyar Nemzet, 1974. február (30. évfolyam, 26-49. szám)
1974-02-06 / 30. szám
Tudományos Figyele MllllllllllllllHIHIIIIIIIlllinllllllllllllHIIIIIIIIIIIIIMIIIIIIIIIIIIIIIM A NAPENERGIA HASZNOSÍTÁSÁRÓL Az élet a Napból keletkezett. De amikor egy-egy alkonyi naplementében gyönyörködünk, aligha ez jut az eszünkbe. Mint ahogy arra sem gondolunk, hogy mennyi bajunk is van ezzel a világgal. A technika, a tudomány egyre fejlődik, de a számtalan haszonnal együtt számos gond is jár. Környezetszennyezés, energiaválság — ma már szinte mindennapos fenyegető rémmé nőttek. Kettős gond Ha energiafogyasztásunk a mostani szinten maradna — ami pedig elképzelhetetlen —, a már-már rablógazdálkodás következtében kőolaj- és földgázkészleteink 30 éven belül kimerülnének. Amit a Föld gyomra évmilliókon át főzött konyhájában, mi rendkívül rövid idő alatt elhasználjuk. Baljós előrejelzések ezek. Az ESSO 1971 végén a világ ismert kőolajtartalékait 85 milliárd tonnára becsülte, és ebből 50 milliárd tonna található a Közel-Keleten. A termelést tetemesen főként Irán és Szaúd-Arábia emelhetné — fűzi hozzá a becslés. De ha azt vesszük, hogy a növekvő felhasználás ellenére is újabb készleteket fedeznek fel, arra a megállapításra kell jutnunk, hogy az ezredfordulóra öszszes tartalékainkat fölhasználtuk. A Die Zeit című lap „A világ energiagondjai az ezredfordulóig” című cikkében arról ír, hogy az Egyesült Államokban egyre nagyobb méreteket ölt a hiány. (Ez az írás a külföldi újságban még az arab államok olajembargója előtt született.) Az USA-ban a világ lakosságának 6 százaléka él, de ugyanakkor az összes energiafogyasztás 35 százalékát emésztik föl. S mi lesz a vegyi és műanyaggyárakkal, amelyek egyik legnélkülözhetetlenebb alapanyagának számítanak a szénhidrogének? Az elégetett kőolaj és földgáz szennyez. Az atomenergia hasznosítása jelenleg a világ energiaszükségletének 1 százalékát fedezi, ez a hányad azonban az ezredfordulóig 20 százalékra növekedhet. De az atomreaktorok részben biztonsági kérdéseket vetnek föl, részben pedig nehézségekbe ütközik a mind nagyobb menynyiségű radioaktív hulladék elhelyezése. És természetesen hosszú távon a Föld uránkészletei sem kimeríthetetlenek. Így tehát a tudósokon, a kutatókon a világ szeme. Tőlük várja mindenki a megoldást. A vízerő, az árapály kihasználása, vagy a geotermikus energia mind helyi jellegűnek számít csupán. Nehéz volna előre jelezni, hogy ezek az energiaforrások valaha is képesek lesznek-e a Föld energiaszükségletének nagy részét fedezni. Korlátlan mennyiségben Pedig a megoldás oly kézenfekvő. Elegendő egy nyári alkonyon a Napba tekinteni. Az UPI 1973. március 26-i egyik hírének ez volt a címe: „Új energiaforrás: a Nap”. Tudósok véleményét idézi, amely szerint a Nap a legalkalmasabb a Föld egyre csökkenő mennyiségű energiakészletének pótlására és az emberiség egyre növekvő energiaszükségletének fedezésére. — Senki nem veszi komolyan a napenergiát. Miért? Mert ingyen van — ezeket a mondatokat idézi a L’Express júliusi száma azzal a nyáron Párizsban megrendezett nemzetközi UNESCO-kongresszussal kapcsolatban, amelyen a Napnak az emberiség szolgálatába állításáról volt szó. Az UNESCO egyik megállapítása szerint — amely éppen ezen a tanácskozáson hangzott el — a Nap energiájának hasznosítása nem szennyezi a környezetet, és korlátlan mennyiségben áll rendelkezésre. A Nap energiájának elektromos árammá való átalakításakor nem keletkezik sem szenny, sem zaj, sem a környezetre káros kigőzölgés. A kőolaj- és szénkitermelés egyre növekvő költségeihez képest a Nap energiájának hasznosítása nem igényel nagy beruházást. A napsugárzás jelentős energiaforrás — ezt a számok is bizonyítják. A Föld felszínét állandóan 170 millió gigawatt, vagyis 170 milliárd kilowatt hősugárzás éri, ez százezerszer nagyobb, mint amennyit a Föld összes energiakapacitása szolgáltatni tud. A Napból a Földre érkező sugárzás 6 százaléka már elegendő lenne az emberiség teljes energiaszükségletének fedezésére az ezredfordulón. Napkoltó, s más fantasztikus tervek A napenergia — összetett fogalom. A látható fény- és a hőenergiát együttesen értik rajta. (A napenergia a Földre kizárólag sugárzás formájában érkezik; ennek egy szűk spektruma a látható hullámhossztartomány.) Hasznosítására szerkesztett berendezések, eljárások a napenergiát közvetlenül is föl tudják használni, de a fényét és a hőjét külön-külön is. Ha a napenergiát fény formájában hasznosítjuk, fotovillamos generátorról — más szóval napelemről —, ha a hőt alkalmazzuk közvetett lépcsőként, termovillamos vagy termoionikus generátorról beszélünk. Hétköznapi és fantasztikus elképzelések sora született már a napenergia hasznosításáról. Két amerikai tudós, Glaser és Little például nagyszabású tervet dolgozott ki, amelyben nagy szerepet kapott az űrkutatás is. Mivel a Föld légköre és a benne levő szenynyezés elnyeli a sugárzás egy részét, a kozmoszban a Földön tapasztalható sugárzásnak gyakorlatilag a másfélszerese tapasztalható. A két amerikai tudós olyan műhold segítségével hajtaná végre a tervét, amely állandóan az Egyenlítő fölött kering, és napelemeivel összegyűjti a sugarakat. A műhold a rádióhullámok közvetítésével a Földre küldené az így gyűjtött energiát, amelyet idelenn egy 100 négyzetkilométeres antennarendszer fogna föl. A világűrben szükséges antenna- és napelemrendszernél a technikai megoldáson túl az is gond, hogy a szerkezetet miképpen juttassák az űrbe. A NASA, az amerikai űrhajózási hivatal támogatja az elképzelést és megvalósítását, s az ezzel kapcsolatos kutatásokra 1973-ban 6 millió dollárt használt fel. Az űrből így 10 gigawatt villamosteljesítmény nyerhető. A világ legnagyobb napkohója a francia Pireneusokban található: a 8570 kisebb tükörlapokból álló parabolatükör gyújtópontjában elhelyezett napkohóban összegyűjtött napenergia révén 3300 fokos hőmérséklet állítható elő — és ez elegendő, hogy bármely földi fémet megolvasszon. Közép-Európában az atmoszferikus adottságok annyira lecsökkentik a napsugárzást, hogy évi átlagban kevesebb mint egyharmada éri a talajt. Ezért azt javasolják, hogy több négyzetkilométer felületű ballonokat kössenek ki, amelyek 15—20 kilométeres magasságban lebegnének a Föld felett, és amelyek felületén napelemek gondoskodnának az áramtermelésről. E megoldás esetében is nagy energiatároló berendezésekre lenne szükség, hogy az éjszakai áramtermelési szüneteket áthidalják. A Szovjetunió eredményei A ma még igencsak fantasztikusnak tűnő megoldások felhőiről most szálljunk a realitás talajára. A Szovjetunióban a Minisztertanács Tudományos és Technikai Állambizottsága mellett működő Energetikai és Villamosítási Tanács új szekciót hozott létre, amely a napenergia hasznosításával foglalkozik. Nyikolaj Lihorenko vezetésével országos ötéves tervet dolgoztak ki a heliotechnika és a helioenergetika gyakorlati alkalmazására. Ennek a fiatal tudományágnak fejlődését korábban elvi nehézségek, a készülékek tömeges alkalmazását pedig gazdasági gátak akadályozták. Tizenöt esztendeje aztán fordulat történt: új, félvezető alapú, fotovillamos napelemeket dolgoztak ki a napenergia villamossággá való átalakítására. Mindez pedig ott indokolt, ahol a központi energiaellátás nehéz. A Szovjetunióban például főként délen, a nehezen elérhető hegyi, vagy pedig sivatagos, félsivatagos, kis népsűrűségű területeken. Az utóbbi 4—6 évben Gelendzsik mellett, a Fekete-tenger partvidékén, Jerevánban és Ashabád közelében végeztek kísérleteket több fotovillamos generátortípussal, ,azaz napelemmel. A napsugárzás fényáramát egy optikai gyűjtőrendszer koncentrálja. A Nap és a Föld egymáshoz viszonyított mozgását automatika tartja szemmel, és borús időben, a felhőzet elvonultával újra betájolja a napelemeket. A készülék mozgatásához az energiát beépített akkumulátor szolgáltatja. A Moszkvai Állami Vízgazdálkodási Intézet hatalmas öntözőkomplexumot tervezett, amelyet a Kara-Kum sivatagban, a Baharden állami gazdaságban szereltek föl. Működése automatikus, energiaszükségletét teljes egészében a Nap fedezi — ismertette legutóbb magyar nyelven is az egyik ezzel foglalkozó szovjet tudós. A közép-ázsiai köztársaságokban az automatizált öntözőrendszerek zárószerkezeteinek hajtására is kipróbálták a napelemeket. Háztartási készülékek A naptelepek hétköznapi célokra is alkalmazhatók, mint például a Foton nevet viselő zsebtelep, amely mindössze cigarettatárca nagyságú, és tranzisztoros rádiók működtetésére, valamint akkumulátorok feltöltésére alkalmas. A világon szükséges összenergia 80 százaléka hő, tehát érthető módon ezt a körülményt a heliotechnikusok és a helioenergetikusok sem hagyhatták figyelmen kívül. Eddig a villamos és a mechanikus energiát használták föl hőenergia előállítására. A Szovjetunió déli részén sikeres ,,napkonyha”-kísérletek folynak. A lelke egy 1,2 méter átmérőjű parabolatükör, amelynek fókuszában olyan magas a hőmérséklet, hogy az odahelyezett fa holmi gyufaszálként azonnal lángra lobban. Az új rendszerű tűzhely egy 600—800 wattos villanyfőzővel egyenértékű. Üzbegisztánban nemsokára sorozatban gyártanak napenergiával működő háztartási és kommunális vízmelegítőket, sótalanítókat, naptűzhelyeket és más háztartási eszközöket, az első termékek 1974-re várhatók. Kísérleteket végeznek légkondicionáló berendezések és élelmiszer-hűtőgépek előállítására is. Ezeknél a készülékeknél két követelmény esik egybe, amelyek ráadásul egymás ellentétei is: a maximális erősségű napsugárzás kihasználása és a lehető legnagyobb mértékű hűtés elérése. A buharai pedagógiai főiskola fizikai tanszékén szilárd halmazállapotú abszorbenssel időszakosan működő hűtőszekrényt dolgoztak ki. A Türkmén Tudományos Akadémián légkondicionáló készülékeket szerkesztenek. Az első tetőre szerelt példány kipróbálását már befejezték. Most Ashabád mellett egy kísérleti lakóházat építenek, hogy a gyakorlatban is kipróbálják az elkészült berendezéseket. Magyar kutatások Hazánkban a Villamosipari Kutató Intézetben folynak kísérletek. Az intézet villamostechnológiák főosztálya foglalkozik a napenergia közvetlen átalakításával. Vagyis azt kutatják, miként nyerhetünk közvetlenül a nap fény- vagy hőenergiájából villamos energiát. Molnár István tudományos főosztályvezető irodájában kis szekrénykén serleg, a falon pedig bekeretezett oklevél díszeleg. Mindkettő arról tanúskodik, hogy az intézet szilícium napelemes egyenáramú tápegysége 1972-ben a Budapesti Nemzetközi Vásáron díjat nyert. Az intézet csak néhány esztendeje, 1971 őszén kezdett el foglalkozni a napenergia hasznosításával. Először az alapkérdést vizsgálták meg: miképpen lehetséges ez a hazai körülmények között. Szilícium bázisú egyedi napelemet készítettek, és már fél év alatt viszonylag jó eredményeket értek el. Akkor, 1972 tavaszán a világon csak 14 százalékos hatásfokú napelemeket állítottak még elő — számítások szerint ily módon egyébként a Földre érkező sugárzás 20—22 százaléka fordítható át már közvetlenül hasznosítható energiára —, a Villamosipari Kutató Intézet első napelemei 8—12 százalékot értek el. A következő lépcsőfokban fölmérték: hol, hogyan használhatók fel hazánkban ezek az eredmények? Népgazdaságunkon belül hol vannak olyan energiaelőállító egységek, amelyeknél teljesen vagy részlegesen gazdaságos alkalmazni a napenergiát? A kérdés másik fele már üzletszerűbb volt: hogyan lehet a magánembert, a fogyasztót is megközelíteni? Válasz a kétkedőknek Az utóbbival kezdték. Bemutatandó a napenergia sokoldalú előnyeit, olyan napelemet szerkesztettek, amelynek segítségével megszólalt a tranzisztoros rádió. Kézenfekvő volt, hogy ezt kell megcsinálni a nagyközönség számára is. Így aztán már 1972-ben megkezdték a Ravill-on keresztül a napelemek kereskedelmi értékesítését. A Villamosipari Kutató Intézet a világon az elsők között volt tehát, akik a közvetlen, a mindennapi életben alkalmazható berendezést forgalomba hozták. További lépésként megkerestek több olyan szervezetet, intézményt, amelyek hajlandónak mutatkoztak a napenergia hasznosítását a munkájukban bevezetni. A vízügyön kívül, számos iparvállalat mellett a hírközlő szervekkel is jó kapcsolatuk alakult ki. A kísérletek első fázisában — szem előtt tartva a meteorológiai adottságokat — az a közvetlen cél, hogy olyan alkalmazási lehetőségeket találjanak vagy alakítsanak ki, ahol mindez valóban kifizetődő. A postánál például tisztázni kell: az átjátszóadók esetében melyik a rentábilisabb üzemmód, a hagyományos energiahálózat kiépítése-e, vagy a részleges, illetőleg a teljes napenergiahasznosítás? Éppen e vonatkozásban hangzottak el kételyek nemzetközi körökben. Ezekre a Villamosipari Kutató Intézet szakemberei — köztük Horváth Pál tudományos osztályvezető — véleménye szerint könnyű választ adni. A technika idővel mindent megold. Elképzelhető, hogy a napenergiát bekapcsolják a klasszikus energiatermelő folyamatba, és hőerőművet működtetnek vele, amelynek segítségével vizet mozgatunk nagy mennyiségben. A nap nélküli időszakban aztán ez a nagy mennyiségben átemelt víz mozgatná a turbinákat, és így állítana elő villamos energiát. De ez csak egyetlen lehetőség a sok közül. Alapegység: a napelem Az energiatárolás három módjával folynak világszerte a kísérletek. Az első esetben az akkumulátor tölti be a raktár szerepét. Másodszor a napenergiát helyzeti energiává alakítjuk át (például vizet emelünk fel). Harmadjára közvetlenül hőenergiát nyerünk, többek között az úgynevezett „forró doboz” felhasználásával. A forró doboz olyan tárgy, amely csaknem százszázalékos fény- és hőelnyelő. Ennek a harmadik elraktározási módnak egyik igen primitív formája a mezőgazdaságban, a kertészetekben alkalmazott melegház is. Ha megoldható, hogy egy jobb, tökéletesebb, de hasonló elven működő hőtároló rendszert kidolgozzunk, nyert ügyünk van. Márpedig megoldható. A Föld felszínének 1 négyzetméterére óránként 1 kilowattóra energia jut, napsugárzás formájában. Vajon hazánkban van-e jövője, van-e értelme a napenergia hasznosításáról beszélni? Egyértelmű a válasz, s egyben biztató is: jól állunk Európában. Országunkban az évi napsütéses órák száma 2300—2400 körül mozog. Magyarországon főként olyan területeken volna kifizetődő napelemmel működő berendezéseket üzembe állítani — a Szovjetunióhoz hasonlóan —, ahol közvetlen villamoshálózat nincs, és nem is gazdaságos létesíteni. Például meg lehetne oldani a tanyasi iskolák villanygondjait, mondjuk, televíziókészülékeik táplálását árammal. A Villamosipari Kutató Intézet villamostechnológiák főosztályának közvetlen energiaátalakítási osztálya föl is ajánlotta a segítségét, ilyen és hasonló célú berendezések készítésére, üzembe állítására. Ma már könnyebb a helyzete a Villamosipari Kutató Intézetnek, mint eleinte volt. Nemcsak azért, mert a kezdeti lépéseken túljutottak, hanem mert ismerik az eddig elért eredményeket és terveket, s tisztában vannak a lehetőségekkel is. A jövő energiájával foglalkoznak, amikor a napenergia hasznosításának lehetőségeit kutatják. Külföldi számítások szerint az ezredfordulón a világ öszszes energiaszükségletének kielégítését 20 százalékban a napenergia szolgáltatja majd, tehát éppen olyan arányban részesedik majd a Nap az energiatermelésből, mint az atomerőművek. Gyulay Zoltán A bolgár tudósok eredményei a gyakorlatban Bulgáriában az elmúlt évtized során jelentős mértékben fejlődtek a tudományok, s eredményeit a gyakorlat szolgálatába állították. A Szofia Press hírügynökségének tájékoztatása szerint, míg 1963- ban a nemzeti jövedelem 0,75 százalékát fordították a tudományfejlesztésre, addig napjainkban, illetve 1975-ben ez 2,66 százalékra emelkedik, tervek szerint. A tudományok jelentős támogatása ösztönzően hatott a bolgár tudományok képviselőire, különösen azokban a tudományágakban, amelyek a gyakorlat, alapvetően a termelés részéről jelentkeztek megoldandó feladatokkal. Több kitűnő találmány született, szabadalmat, majd alkalmazást nyerve. Az üzemek jelzései szerint a találmányok bevezetése a gyártásban 40 százalékos terméstöbbletet eredményezett. A bolgár kutatók és szakemberek találmányai iránt a nyugati országokban is nagy érdeklődés nyilvánul meg. Ezek sorában az Amerikai Egyesült Államokban, Japánban, Peruban és Chilében és az NSZK-ban is. Az utóbbi időben például hírnévre tett szert az ellennyomásos öntési módszer, amely iránt több külföldi cég is érdeklődik. Nagy nemzetközi tudományos programok kidolgozásában is részt vesznek a bolgár tudósök: a Nemzetközi Biológiai Programban, a Nemzetközi Hidrológiai Tíz Nap című programban. Részt vállaltak a Balkán-félsziget szeizmikus kutatása terveinek kidolgozásában — többek között. A bolgár tudományszervezés az utóbbi években, jelentős reformok révén, korszerűsödött. Az új szervezési módokat úgy alkották meg, hogy emelték a tudományos kutatás hatékonyságát, különös tekintettel a szocialista építkezés legfontosabb feladatainak megoldására. Bulgáriában jelenleg tíz tudományos központ működik a minisztériumok és más hatóságok mellett. A Bolgár Tudományos Akadémiához kilenc olyan tudományos központ tartozik, ahol tudósképzéssel, káderutánpótlással foglalkoznak, szorosan együttműködve a szófiai egyetemekkel. Figyelemre méltó Bulgáriában a tudományos-technikai előrehaladás. Az e téren jelentkező tervteljesítés nagy eredményeket hozott. A termelésbe bevezetett új technológiák révén, és más ésszerűsítő eredmények révén a bolgár népgazdaság javára 50 millió leva megtakarítás jelentkezett. A bolgár tudósok történelmi feladatot teljesítenek azzal, hogy a tudományos és technikai forradalom eredményeit a szocialista gazdaság rendszerébe építik. Az új és a leendő feladatok megvalósítása érdekében különböző bizottságok, a felsőoktatási bizottsággal karöltve, nagy gondot fordítanak a tervezési rendszer javítására, a tudományos eredmények bevezetésére, a tudományos bázis kiépítésére, a káderpotenciál tökéletesítésére. Mindezektől az intézkedésektől hathatós eredményeket remélnek. Mindeme törekvésekhez nyújt segítséget — mint más szocialista országoknak is — a Szovjetunió Tudományos Akadémiája: sokat ígérő az együttműködés az egyes tudományágak legfontosabb területein.