2019. szeptember 9., hétfő

Harc lesz a vízért., és az energiákért Környezeti katasztrófák



Harc lesz a vízért., és az energiákért

Környezeti katasztrófák 




Vízért vívott háborúk és a kőolajnál is drágább ivóvíz víziója



POSTED BY VIGH IMRE ON MÁJUS - 4 - 2011 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
Napjaink globális klímaváltozása jelentős mértékben átrajzolja térképeinket. Világunk változik, lassan ugyan, de egyre szembetűnően. Hajlamosak vagyunk a Földre úgy tekinteni, mint valami változatlan, örök időkre szóló dologra, pedig ez messze nem így van, és a múltban sem volt így. Elég, ha csak a felszín tektonikus lemezmozgásaira gondolunk, már is beláthatjuk, hogyha lassú is ez a változás, de állandó és folyamatos. Ami viszont ennél is kiszámíthatatlanabb és változékonyabb az a bolygó időjárása.
Vízbolygó
Számos értekezés és vita folyik arról, hogy a jelenleg is folyó felmelegedést mennyiben természeti hatások (a napsugárzás erősödése, a vulkáni tevékenység, a Föld pályaelemeinek változása, az óceáni áramlatok vízkörzése) és mennyiben emberi tevékenységek idézték elő. Mindegyik álláspont érvekkel jól alátámasztható és igazolható, de az is, hogy a múltban, bolygónk átlaghőmérsékletének változásai ciklikus ingadozásokat mutatnak, melyek az igen szélsőséges elmozdulásoktól sem mentesek. A régmúltban, a bolygó például két globális eljegesedést is átélt, melyek sok millió évig tartottak. A ma ismert kék bolygó helyett egy fehér jégbezárt világot képzeljenek el, amely gyakorlatilag minden napfényt visszavert, és minden addig kifejlődött életet ellehetetlenített.
Vízkardozás
Az emberi faj is, úgy 70 ezer évvel ezelőtt egy globális időjárás változásnak köszönhetően majdnem kipusztult, kis híján múlt, hogy ma itt vagyunk. Kisebb jégkorszakokat és globális felmelegedéseket is átvészelve ma egy újabb nagy változás előtt állunk, aminek szerintem, ha nem is mi vagyunk az okozói, azért jócskán tettünk róla, hogy folyamatai erőteljesen felgyorsuljanak.
A közeljövőben, a klímaváltozásból fakadó legnagyobb problémát a tiszta ivóvíz fogja jelenteni. Erre most, akár sokan legyintenek is, pedig elég a statisztikai adatokra tekinteni, hogy a rémisztő valóság elénk táruljon.
Etióp vízhordó asszonyok
A Föld kétharmadát ugyan víz borítja, csakhogy az nem édesvíz, A rendelkezésünkre álló édesvíz aránya mindössze 0,7 százalék. Tehát, ezen a csekélyke mennyiségen kell a Föld egyre gyarapodó népességének osztoznia, mely ráadásul a földrajzi és éghajlati adottságoktól függően rendkívül egyenlőtlenül oszlik meg a különböző földrészek között.
Továbbá aggodalomra ad okot az is, hogy naponta sok millió tonna szennyezőanyag kerül a szabad vizekbe és a már megtisztított vízzel is rendkívül bőkezűen bánunk. Egyetlen kilogramm burgonya közel 1.000 liter, de egy kilogramm marhahús előállításához már 42.500 liter vizet használunk. Egy amerikai napi átlagos vízfogyasztása 570 liter, holott egy embernek 50 liter az ajánlott napi vízmennyisége. Sok afrikai országban viszont ez a szám a 4 litert sem éri el és ez a helyzet az elkövetkező években csak tovább fog romlani, ami akár fegyveres konfliktusokhoz is vezethet. A gyors ütemű környezetátalakulások társadalmi változásokat fognak eredményezni, melyek beláthatatlan következményekkel járnak majd.
Vízbomba
A tiszta édesvíznél nincs értékesebb, hasznosabb és fontosabb dolog a világon. Európában és Amerikában ma még talán mosolygunk ezen, de egyes afrikai országoknak ez már napjaink könyörtelen valósága. Előbb vagy utóbb az egész világ szembesülni fog vele, ma még csak a fogyatkozó olajkészletek üzemanyagokra ható árfelhajtó hatása kelt indulatokat, holnap a tiszta ivóvíz olajnál is drágább ára fogja az emberek megélhetését ellehetetleníteni. A jövőben nem az olajért, hanem a víz tartalékokért, a vízforrások megszerzéséért fognak harcba szállni. Szomjan halni vagy harcolni, nem lesz más választás, vagy pedig megállíthatatlan, új népvándorlási hullám veszi majd kezdetét.
Megoldásnak, megoldásoknak pedig még csak a körvonala sem rajzolódott ki, holott a probléma csak globálisan orvosolható, de amíg az egyes országok jól felfogott önös érdekei érvényesülnek, addig egy meglehetősen keserű jövőkép tárul elénk.
Végezetül itt megemlítenék egy XIX. század közepi előrejelzést, mely szerint a London és Párizs utcáit elárasztó, növekvő konflis és fiáker forgalom miatt, valamikor 1910 körül a városok végleg bele fognak fulladni a több emelet magas eltakaríthatatlan lótrágyába. Mint tudjuk, nem így történt, hát bízzunk benne, hogy a mai borúlátó jóslatok sem fognak valóra válni, a fejlődés és a józan ész egy másik, talán járhatóbb útra terel bennünket.
Vígh Attila jegyzete


Bolygónk a Japán katasztrófa óta…‏



POSTED BY VIGH IMRE ON ÁPRILIS - 14 - 2011 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
2011.03.20. 06:30
Megrázó adatok: bolygónk a japán katasztrófa óta folyamatosan remeg. A napok rövidebbek lettek, a föld tengelye elmozdult, az Antarktiszon gleccserek szakadtak le: a japán földrengés nem csak az országot tolta közelebb Amerikához, de az egész földbolygót megrengette. A Spiegel tanulmánya:
Arra számítottak a japánok is, hogy földrengés lesz, de ilyen mértékűvel nem számolt senki. Az ország partjai előtt fut egy törésvonal, ahol az óceáni lemez az ázsiai kontinens alá csúszik be, körülbelül hetenként két milliméter sebességgel. A várt katasztrófa bekövetkezett március 11-én helyi idő szerint 14:46 perc 23 másodperckor: a tengerfenék kőzete nem bírta tovább a kontinens nyomását és eltört. A mérések kezdete óta ez volt a negyedik legnagyobb földrengés és hatása az egész bolygóra kiterjedt.
A rengés 129 kilométernyire indult a japán Szendai városától, ott keletkezett törés 32 kilométeres mélységben: a tengerfenék olyan gyorsan tört szét, mint egy gleccser. Három és fél percen keresztül haladt a törés a kőzetben. Végezetül a hasadék 400 kilométer hosszan húzódott egészen a tengerszinttől 60 kilométeres mélységig. A fent fekvő lemez 27 méterrel előrébb csúszott – tehát keletre – és hét métert felfelé. Ez egyike volt a legerősebb lemezmozgásoknak, amelyeket valaha is rögzítettek. A rengés az Egyesült Államok geológiai szolgálatának adatai szerint 9-es erősségű volt. Az ütközés olyan mennyiségű energiát szabadított fel, mint amennyit egy több száz méter átmérőjű meteorit becsapódása jelentett volna. Még a 376 kilométernyire fekvő Tokióban is omlottak össze épületek és remegtek a házak. Az Antarktiszon is megfigyelhető volt a hatás, a gleccserek gyorsabban szakadtak le, írta a New Scientist magazin hasábjain Jake Walter glaciológus. A méréseket azoknak a GPS készülékeknek a segítségével tudták elvégezni, amelyeket a gleccserekre telepítettek. A kontinenslemezek mozgása szokatlanul heves cunamikat váltott ki.
Ilyen volt, ilyen lett.
Ilyen volt, ilyen lett. Klikkelj a képre. A képeken húzd el a kurzort a bal szélétől !!!!!
Az óriáshullámok a japánok számára további pusztítást jelentettek, de az óceán többi térsége megmenekült. A hullámok több száz kilométeres sebességgel rohantak Honshu partjai felé és néhány perccel keletkezésüket követően elérték a szárazföldet. A tengerfenék egyenetlenségei felfelé nyomták a hullámokat, míg azok a 15 méteres magasságot is elérték.
Egy döbbenetes videó, kezdetektől mutatja be a víz emelkedését több emelet magasságig.

A cunamik jellegzetessége, hogy míg a hullámok a tenger felszínén haladnak, addig a cunamik egészen a tengerfenékről indulnak, az egész tenger mozgásban van, és ennek megfelelően nagyon sok vizet juttat a szárazföldre. Japán meredek partjai még inkább felkorbácsolták a vizet, kilométeres távolságban jutott be a tengervíz a szárazföldre.
Az óceáni térségben fekvő országok szerencséje az volt, hogy a cunami a japán partok melletti relatív sekély vizekben keletkezett, ezért túl kevés víz mozdult meg ahhoz, hogy máshol is pusztítson. Amikor a hullámok a mélyebb vizekre értek, akkor elvesztették magasságukat. A szigetek a formájuk miatt úszták meg a veszélyt, a vulkáni eredetű szárazföldek úgy állnak a tengerben, mint a ceruzák és nincs olyan talapzatuk, amin a hullámok megerősödhetnének. A cunamikat a nyílt tengeren ugyanis alig lehet észrevenni, a hajósok gyakran gyanútlanul haladnak át rajtuk. A Hawaii szigetek ezzel szemben hegyvonulatként magasodik az útban, ahol néhány méter magas cunamik okoztak csekély mértékű kárt.
Japánban 1200 GPS-állomás található, amelyek műholdon keresztül mutatják az ország helyzetét. Ezeket azért helyezték ki, mert a földmozgások előjelei lehetnek egy vulkánkitörésnek. Most ezek a szenzorok azt is jelzik, hogy milyen hatása volt a földrengésnek: Japán egycsapásra négy és fél méterrel közelebb került az Egyesült Államokhoz, de az ország nem egyforma mértékben csúszott. Délnyugaton csak kilenc millimétert haladt kelet felé, de a tengerfenéken a négy és fél méternél nagyobb mértékű is lehet az elcsúszás, csak ott nincs GPS, ami mérje.
A szárazföldi eszközök másféle mozgást is észleltek. Északkeleten Japán 75 centimétert süllyedt, amelynek végzetes következményei lehetnek, mert a cunamik így még mélyebben juthatnak be a szárazföld belsejébe.
A hatás nem csak az embereket érintette: a földgolyó még mindig remeg, mióta a földrengés megrázta – úgy leng, mint egy harang: az egész bolygó hat és fél perces időközökkel leng ki, derítették ki a bonni egyetemen. Az egész földön a talaj hullámzik, de csak néhány tizedmilliméternyit. Mivel az egész bolygó remeg, ezek óriási energiát keltenek. Ha az embereknek jobb lenne a füle, akkor hallanák az egész Földet morogni, de ezek a zajok tizenegy oktávval lejjebb vannak annál, amit az emberi fül észlelni képes. A Föld tengelye 17 centiméterrel mozdult el a NASA szerint. A rengés szinte megcsavarta a bolygót és ezzel megrövidült a nappalok hossza. Bár ennek a mértéke igen csekély, de a számítások szerint volt olyan időszak, amikor egy nap 23 óráig tartott.
A kutatókat megrázták a történtek, úgy vélték, hogy ilyesmi sohasem történhet. 9-es erősségű földrengés Japán partjai előtt szerintük sohasem következhetett volna be:
- Ehhez hasonló nyomokat sem a tengerfenéken, sem a szárazföldön nem találtak. Az elmúlt évszázadokban nem volt olyan rengés, ami ilyen erős lett volna, a cunamik ellen pedig méteres magasságú falakat építettek, amelyek Japán észak-keleti részét veszik körbe.
- A tektonikus lemezek ütközésének módja is egy mega-rengés ellen szólt: Az óceáni lemez szokatlanul meredeken csúszik az ázsiai kontinens alá. Ez azért van így, mert a kőzet nagyon régi, hideg és nehéz, ezért az elmélet szerint kevésbé erősen súrlódnak egymáson, és nem is renghet olyan sűrűn. Az élet rácáfolt erre, a cunami a falak felett pedig egyszerűen átcsapott.
Most a kutatóknak be kellett ismerniük, hogy az elméleteik tévesek voltak és azt is, hogy nem vették figyelembe a veszélyre figyelmeztető jeleket. A lemezek kora miatti feltételes biztonságot a 2004 karácsonykor Szumátrán történt cunami és földrengés már meg kellett volna, hogy cáfolja, ismerte el Emile Okal, az Evangston egyetem geofizikusa. Ráadásul Japán észak-keleti része egyre inkább meghajlott, és a keletkező nyomás levezetésére csak egy igen erős földrengés lehetett képes. Okal szerint a történtek figyelmeztetésként kell, hogy szolgáljanak más régióknak is: Tonga és a Karib térség észak-keleti része hasonlókkal kell, hogy szembenézzen.
Minél pontosabban vizsgálják a kutatók az altalajt, annál több katasztrófa nyomára lesznek figyelmesek. Japán észak-keleti részén volt már néhány cunami, erről árulkodnak a történelmi feljegyzések és a geológiai térképek is, de épp a legsúlyosabbról feledkezett el mindenki.
2001-ben Koji Minoura, a szendaji egyetem geológusa felfedezte, hogy a most érintett régiót 869-ben egy mega-cunami árasztotta el. Mivel az esemény olyan régen történt, írta Minoura, „egy nagy cunami valószínűsége egyértelműen magas”. A prognózis döbbenetesen pontos volt, de a tanulmány csak most, a történtek után lett híres.
Spiegel


Ennyi atombombát próbáltak ki összesen



POSTED BY VIGH IMRE ON ÁPRILIS - 1 - 2011 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
Isao Hashimoto grafikusművész egy megdöbbentő videón ábrázolta, hány nukleáris tesztrobbantás történt 1945 és 1998 között.
Összesen 2053 nukleáris detonációs próba történt a világon, és csak 1998-ig. Minden egyes bomba robbanását egy ping hang és egy felvillanás jelzi. A térképen jól látható, hogy hiába a Szovjetunióban próbálták ki a legnagyobb bombákat, az USA vezet a tesztelt és bevetett nukleáris fegyverek számában.
Ahogy virtuálisan pörög a történelem, láthatjuk ahogy India, Pakisztán és Észak-Korea is beszáll a fegyverkezési versenybe. A videó végén egy lesújtó képet láthatunk: mennyi területen hagyta “atomlábnyomát” az emberiség a bolygón.

AJÁNLOTT LINKEK:
Nukleáris tesztek listája (Wikipedia)
Tudj meg még többet a nukleáris fegyverkezésről! (Wikipedia)
Forrás: hir24.hu

nukleáris testing.wmv

1955 Hátborzongató Nuclear Test! 1 2

1955 Hátborzongató Nuclear Test! 2 of 2

10 scariest places in the world/ 10самых страшных мест на планете




A Pokol Kapuja . . .



POSTED BY VIGH IMRE ON MÁRCIUS - 13 - 2011 1 COMMENT


A Darvaza-i kráter

Turkmenistan Darvaza Gas Crater Videos Day & Night




A türkmenisztáni Karakum sivatag lakatlan közepén, a világtól elzárva található Darvaza. Ez tulajdonképpen egy hatalmas, száz méter átmérőjű és több, mint húsz méter mély kráter, amit „Pokol kapujá”-nak neveznek.
Az üreg mélyén több tucatnyi éve ég a tűz, ami folyamatosan látható.
A Darvaza üreg nem természeti képződmény, hanem egy szerencsétlenül végződött szovjet kísérleti robbantás eredménye.
1971-ben egy gyakorlat során a földalatti barlang beomlásaként jött létre, aminek következtében hatalmas mennyiségű gáz szivárog folyamatosan a felszínre.
A geológusok úgy döntöttek, hogy helyesebb meggyújtani a gázt, mint a levegőbe engedni a mérgező anyagot.
A szovjetek alaposan alábecsülték a szakadék méreteit: az első vélemények szerint néhány hét alatt el kellett volna égnie a gáznak, ehhez képest 1971 óta folyamatosan lángol.
Jelenleg teljesen bizonytalan, hogy meddig működik még a „Pokol kapuja”.
Addig is a darvazai krátert csupán helyi problémának tekintik,  ami hatalmas tömegeket vonz a helyszínre, ehhez a ritka és káprázatos látványossághoz.
A kráterből jövő erős forróság következtében annak közelében csupán néhány percig lehet tartózkodni, az elviselhetetlen hőfok miatt.
Éjszaka Dante-i a látvány. Izzás mindenütt, félelmetes a ragyogás. A kráter valódi vulkánkitörés képét idézi.
Fordította: h(Ali)hó


Új irányba tapogatózik a mesterséges fotoszintézis



POSTED BY VIGH IMRE ON NOVEMBER - 4 - 2010 1 COMMENT
Az MIT kutatói új módot találtak a fotoszintézis utánzására. Egy módosított vírussal egyfajta biológiai állványzatot hoztak létre, ami képes összerakni egy vízmolekula hidrogén és oxigén atomokra bontásához szükséges nanoméretű komponenseit.
Az új technika, amiről bővebben a Nature Nanotechnology szaklapban olvashatunk, fontos eleme lehet annak a hidrogéngazdálkodásnak, ami a szakértők többsége szerint meghatározó lesz a jövőben. Napfénnyel vízből hidrogént előállítani azt jelenti, hogy a hidrogén egy üzemanyag cella alkalmazásával könnyedén tárolhatóvá és bármikor elektromossággá, vagy akár folyékony üzemanyaggá alakíthatóvá válik. Míg más kutatók rendszerei elektromossággal választják szét a vízmolekulákat, az új biológiai alapú rendszer átugorva a köztes lépéseket közvetlenül a napfénnyel táplálja a reakciót.
Az Angela Belcher vezette csapat egy általános bakteriális vírust, az M13-mat alakította át, hogy az képes legyen magához vonzani és megkötni egy katalizátor, esetünkben irídium-oxid molekulákat, valamint kapott egy biológiai pigmentet, a cink-porfirint. A vírusok a módosítással gyakorlatilag vezetékszerű eszközökké váltak, amik rendkívül hatékonyan választják ki az oxigént a víz molekulákból. Idővel azonban a vírus-vezetékek összecsoportosulnának és elvesztenék hatékonyságukat, ezért a kutatók beiktattak egy plusz lépcsőfokot, egy mikrozselé-mátrixba ágyazva a vírusokat, amik így megtarthatták egységes elrendezésüket, ezáltal stabilitásukat és hatékonyságukat is.
Más kutatók a növények fotoszintetikus részeivel próbálják közvetlenül hasznosítani a napfényt, Belcher azonban úgy vélte, hogy a növényi alkotóelemek helyett inkább csak a módszerüket használja fel a cél eléréséhez. A növényi sejtekben természetes pigmentek nyelik el a napfényt, majd katalizátorok segítik a vízszétválasztó reakciót. Ezt a folyamatot másolta le a massachusettsi csapat.
Rendszerükben a vírus egyszerűen egy állványzatként funkcionál, a megfelelő tagolást biztosítva a pigmenteknek és a katalizátoroknak a vízszétválasztási reakció beindításához. “A pigmentek egy antennaként viselkednek, elfogják a fényt, majd továbbítják az energiát a vírus mentén, mint egy vezetéken” – magyarázta Belcher. “A vírus a hozzáadott porfirinekkel rendkívül hatékony fénygyűjtővé válik. Ugyanazokat a komponenseket használjuk, amikkel már korábban is próbálkoztak, mi azonban a biológia segítségével rendezzük össze ezeket, így jobb hatásfokot érünk el.”
“Nagyon okos munka, ami a mesterséges fotoszintézis egyik legbonyolultabb problémáját, az összetevők nanoméretű rendeződését célozza meg az elektron átviteli arány kontrollálása érdekében” – kommentálta az eredményeket Thomas Mallouk a Pennsylvaia Állami Egyetem Anyagkémiai és -fizikai karának professzora. Mallouk azonban figyelmeztet, hogy még mindig számos problémát kell megoldani mielőtt ez, vagy bármely más mesterséges fotoszintetikus rendszer ténylegesen használható lesz az energia átalakításra.
“Hogy versenyképes legyen a napenergia más alkalmazásaival a rendszernek legalább tízszer hatékonyabbnak kell lennie a természetes fotoszintézisnél, képesnek kell lennie a reakció több milliárdszori megismétlésére, és olcsóbb anyagokat is találnunk kell. Ez nem valószínű, hogy a közeli jövőben megvalósul, mindazonáltal a most bemutatott elv fontos darabja lehet ennek a kirakós játéknak” – összegzett.
Forrás: sg.hu


Biodízel-termelő gomba



POSTED BY VIGH IMRE ON OKTÓBER - 29 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
Egy, a dél-amerikai esőerdőkben tenyésző gomba a bioüzemanyagok új forrásává válhat – jelentették be amerikai kutatók, akik szerint a Gliocladium roseum nevű parazita gomba valójában egy rendkívüli tisztaságú biodízelüzem.
A brit Daily Telegraph című napilap beszámolója szerint a szakembereket meglepte, hogy a patagóniai őserdőkben honos, hócserjefélék közé tartozó, akár 12 méteresre is megnövő Eucryphia cordifolia élősködője természetes módon, a fa cellulózának átalakításával tökéletesen tiszta biodízelt (”mikodízelt”) képes előállítani. Ipari körülmények között a növényi alapanyagokat először cukorszerű szerves molekulákká alakítják, majd fermentálják az anyagot a bioetanol előállításához.
“Mindez azt jelenti, hogyha a Gliocladium roseumot mikodízel termelésére használnánk, akkor megtakaríthatnánk az ipari termelés néhány lépését” – mondta Gary Strobel, a montanai állami egyetem
munkatársa.
A Strobel és csoportja által felfedezett módszer viszonylag egyszerű: a kutatók azt tapasztalták, hogyha a “dízelgombát” potenciálisan pusztulást okozó antibiotikumok hatásának teszik ki, akkor az védekezésképpen illékony gázt termel. “Amikor a gáz összetételét elemeztük, kiderült, hogy az hatalmas
mennyiségű szénhidrogénből vagy szénhidrogén-származékból áll. A felfedezés olyan megdöbbentő volt, hogy az eredménytől a hátamon felállt a szőr” – mondta Strobel, aki a kutatás tapasztalatairól a Microbiology című folyóiratban számolt be. “Tény, hogy a gomba kevesebb dízelt termel, mintha cukorból állítanánk elő az etanolt, de a fermentációs technológia feljavításával és némi génmanipulációval javítható az eredmény” -
hangsúlyozta a professzor.
A felfedezés ezenkívül megkérdőjelezi eddigi ismereteinket a fosszilis energiahordozók kialakulásáról. A közkeletű felfogás szerint ezek úgy keletkeztek, hogy az elhalt növényi maradványok hosszan nagy nyomás alatt és magas hőmérsékleten alakultak olajjá. Ha azonban az őserdei gombák képesek a mikodízel előállítására, akkor a hagyományos energiahordozók keletkezéséhez is hozzájárulhattak.
Forrás: alternativenergia.hu

Geotermikus erőmű Szentlőrincen



POSTED BY VIGH IMRE ON NOVEMBER - 6 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
A következő téli szezonban várhatóan ezer lakásban hasznosítják majd a földhő energiáját.



Geotermikus erőmű Szentlőrincen
Környezetbarát, széndioxid-kibocsátástól mentes geotermikus erőmű épül Szentlőrincen. Már le is tették az alapkövét. Az önkormányzat az elkövetkezendő 15 éven át vásárol hőt az építő cégtől. Szerintük a geotermikus energia felhasználásával végre gazdaságos és versenyképes szolgáltatást tudnak adni. 
Novembertől már az új módszerrel fűthetnek a szentlőrinciek. A következő téli szezonban várhatóan ezer lakásban hasznosítják majd a földhő energiáját. Azt mondják, az újfajta rendszer környezetkímélő, hiszen nem bocsát ki se szennyező anyagot, se zajt, ráadásul a a fűtési díj mértékét is befolyásolja:
A polgármester szerint a beruházás előnyei az olcsóság, a kényelem és a megbízhatóság. Mindez a várost jövőjét is biztatóbbá teszi: „Tehát munkahelyteremtő ez a program még, evvel természetesen új cégek jönnek még, akik adózni fognak, akiknek egyéb más beruházásaik is lesznek, tehát ez egy újabb folyamatot fog generálni.”
A szentlőrinci projekt a hazai geotermikus energia első nagyszabású beruházása. A városban a következő évtől további lakásokat, valamint intézményeket is szeretnének bekapcsolni a programba.

Forrás: dunatv.hu

10510023393719


Univerzális energiatárolási módszert fejlesztettek ki



POSTED BY VIGH IMRE ON NOVEMBER - 15 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
Napenergia fölhasználásával, egy katalizátor segítségével bontja elemeire a vizet a MIT-en kifejlesztett új módszer.
Daniel Nocera és kutatócsoportja olcsó és széles körben alkalmazható katalizátort talált, amely elektromos áram fölhasználásával alkotóelemeire bontja a vizet. Az így nyert hidrogén akár energiacellában elégetve energiatermelésre, akár üzemanyagként fölhasználható. A kutató felfedezése jelentőségét abban látja, hogy annak fölhasználásával kisebb-nagyobb épületek energetikailag önellátók lehetnek, ha a nap és a szél energiáját fölhasználva állítják elő a kémiai folyamat fönntartásához szükséges elektromos áramot.
Az eljárás kifejlesztése során a tudós azt tartotta szem előtt, hogy a lehető legolcsóbb anyagot használja elektródaként a víznek oxigénre és hidrogénre bontása során. Az eljárás gyakorlatilag utánozza a természetben zajló fotoszintézist, az energiát kémiai anyaggá alakítja.
Nocera modelljében a tetőre helyezett napelemes áramtermelő rendszer az épület energiaszükségletének kielégítését követően termelt elektromos árammal elemeire bontja a vizet és a keletkező hidrogént tartályba gyűjti. Amikor pedig többletenergiára van szüksége az épületnek, a tárolt hidrogént egy üzemanyagcellában reagáltatják oxigénnel, s az így keletkezett energiát fölhasználják. Nem mellékes szempont, hogy a reakció kapcsán nem káros anyag, hanem tiszta víz keletkezik.
Az elektrolízis során két különböző elektródát használnak: az egyik a hidrogén, a másik az oxigén atomok számára. S bár a hidrogén kinyerése az elsődleges cél, mégis az oxigén oldalán mutatkoztak nehézségek, ezért is koncentrálták kutatásaikat már 2008 óta ebbe az irányba. Nocera akkor jelezte, hogy olcsó és hosszú életű megoldást a kobaltra alapozva lehet elérni.
A közelmúltban megjelent tanulmányában a tudós arról ír, hogy a kobaltnál olcsóbb megoldást talált. A nikkel-borát alapú keverék nemcsak olcsóbb, de nagy mennyiségben is áll rendelkezésre. De talán még ennél is fontosabb, hogy kutatásaik szerint számos egyéb keverék is alkalmas lehet az olcsó és hosszú távon működő energiatárolásra.
Ezzel együtt a kutatás még korai szakaszában jár. Egyelőre csak az világos, hogy miféle anyagok alkalmasak a kémiai reakcióra, a folyamatok minőségén és sebességének fokozásán még sokat kell dolgozni. Odáig mindenesetre eljutottak, hogy mintegy százszorosára emelték a katalizátorok mennyiségének előállítását.
Az eredeti cél, a hidrogéntermelő platina felhasználásával létrehozott katalizátorral kapcsolatos kérdések idáig kissé hátté
rbe szorultak, a jövőben azonban erre is komolyabb figyelmet kell fordítani, különösen, mert az eredeti kutatásokra alapozva már létrehoztak egy vállalatot, a Sun Catalytix-et, amely két éven belül piacra akar lépni a rendszerrel.
Forrás: ujenergiak.hu


Üzemanyagot csinál a puszta levegőből egy enzim



POSTED BY VIGH IMRE ON SZEPTEMBER - 12 - 2010 1 COMMENT
Egy ősi mikroorganizmus, amely a növények növekedésében segédkezik, a jövő autójának üzemanyagát állíthatja elő – írja a Discovery News.
Azotobacter vinelandii
A mezőgazdaságban használt egyik enzim képes a szénmonoxidot propánná alakítani. Az a mikroorganizmus, amelyik az enzimet termeli, a talajban a növények gyökerénél él, és a nitrogén megkötésében segédkezik nekik. Az enzimet a szójabab gyökereinél találták meg a talajban – írja a Discovery News.
Az enzimről most kiderült, hogy bizonyos körülmények között a szénmonoxidot benzinné képes alakítani. Ugyanakkor az újonnan felfedezett enzim csak két-három atomból álló molekulákat, propánt képes előállítani, nem hosszabb láncokat, amelyek folyékonnyá teszik a benzint. (A propán három szénatomból áll, a benzinben viszont többféle szénhidrogén található, de általában 4-12 szénatomból állnak ezek.)
A most kutatott vanádium-nitrogenáz enzim egyébként normális esetben ammóniát csinál a gáz halmazállapotú nitrogénből, a szénmonoxidot (CO), propánná, kék lángon égő gázzá képes átalakítani. Propánt használnak egyébként számos amerikai háztartásban is, a konyhai tűzhelyeknél.
Ugyanakkor a tudósok figyelmeztetnek arra, hogy a kutatások még kezdeti fázisban tartanak, de azért megjegyzik, hogy új, környezetbarát üzemanyag-előállítási módszert is ki lehet majd esetleg fejleszteni. Ennek lényege, hogy benzin készülhet a puszta levegőből.
A vanádium-nitrogenázt egy teljesen szokványos talajbaktérium állítja elő, amelyet már régóta tanulmányoznak a kutatók – magyarázta a Discovery Newsnak Markus Ribbe, a University of California kutatója, a Science magazinban megjelenő cikk társszerzője.
Miközben a kutatók az enzimet tanulmányozták, rájöttek, hogy az furcsán viselkedik. A mikroorganizmus egyébként, amely az enzimet termeli az Azotobacter vinelandii. A szójabab esetében azért szeretik az amerikai farmerek ezt a baktériumot, mert segít a légköri nitrogén ammóniává alakításában és így a növény szervezetébe való felvételben. Más növények egyébként képesek maguktól megkötni a nitrogént a levegőből.
Ribbe és társai most az A. vinelandii által produkált enzimek közül egyet különített el, a vanádium-nitrogenázt, amely az ammóniát létrehozza légköri nitrogénből. Amikor a kaliforniai kutatók elvonták a nitrogént és az oxigént, és szénmonoxiddal töltötték meg a teret, az enzim a szén-monoxidot kezdte két-három atomból álló láncokká, vagyis propánná átalakítani.
A tudósok most azt remélik, hogy sikerül az ipari hasznosítást is megoldani, vagyis hosszabb szénláncokat összerakni az enzim segítségével. A hosszabb, 4-12 szénatomból álló láncok teszik ugyanis folyékonnyá a benzint, amint azt már említettük.
Ribbe úgy gondolja, talán az enzim módosításával közelebb kerülhetnek a benzingyártáshoz. Mindez azt jelenti, hogy az autók kipufogógázából – amely sok szénmonoxidot tartalmaz – is gyártható lenne ismét üzemanyag, de a levegőből is kivonhatnák a szénmonoxidot az enzim számára.
Ugyanakkor magának az enzimnek a kinyerése is rendkívül nehéz feladat még a kutatók számára. Jóllehet az enzimet már régóta ismerték, húsz éve kutatják a tudósok, és már a génjeit is izolálták, ennek ellenére nagyon nehéz a nagy mennyiségben való előállítása. Ezért az ipari hasznosításra még biztosan jó ideig várni kell.
Forrás: HVG


Biomassza – valóban lehet ez a jövő energiaforrása?



POSTED BY VIGH IMRE ON OKTÓBER - 29 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
Mindenütt sárguló repcemezők, pellettkazánok, biodiezel, energiafű. Szép remények az egyre fokozódó energiapiacon.
De vajon fedezhető-e az évi 12 milliárd tonnányi olajra átszámított energiaigényünk akár 10%-ban is a szántóföldeken megtermelt növényekből, az erdők kitermeléséből, szerves hulladékaink hasznosításából?
A Föld szárazföldjének 20%-án van még természetesnek többé-kevésbé mondható növényfelület. Ebből veszünk el még? Vagy az élelmiszert adó területből? Esetleg a ruhát biztosító földterületet csökkentenénk? Vagy csak kapunk fűhöz-fához, hogy kényelmünk színvonaláért mindent felégetve energiát nyerjünk? Elgondolkodtató sorok Dr Gyulai Iván előadásából.
Nézzük a tényeket! Magyarország területének 20%-a erdő, amiből fenntartható gazdálkodással évente összesen 200 PJ (1 PJ = 10 12 KJ) energia hozható ki (ez az éves energiaigényünk – 1020 PJ – egy-ötödét jelenti). Sok gazda próbálkozott a meglehetősen mély gyökeret eresztő energiafűvel, ami a talaj mély rétegeiből felhozza a szilíciumot. A szilícium az égetés során okoz meglehetősen nagy problémákat, de ezen kérdés technikai orvoslását követően is ott van a következő probléma: az első kisebb volumenű kaszálás szárad meg magától annyira, hogy az égethető legyen, a második, nagyobb kaszálás már csak takarmányozási célokat szolgálhat. Faapríték, brikett, pellett kérdésköre sem túl biztató. Ezen anyagok igen hatékony tüzelőanyagok, de új kazánt igényelnek ráadásul meglehetősen nagy tárolókapacitással az automatikus adagolás és a nagy térfogatigénynek köszönhetően. További felmerülő probléma, hogy a friss füvet azonnal pellettálni kell, a pellett azonban pár hónap múlva magától szétporlik, azaz amit nyáron-ősszel készítünk, nem húzza ki a tél végéig.
Optimizmusra ad okot a biogáz előállítás, ami jó energiahatékonysága mellett olyan szerves anyagokat használ fel, amely egyébként nem kerülne hasznosításra (pl. emberi trágya, vagy a lerakógáz hasznosítása). A komposztálás hatékonysága a legjobb, mivel szerves kerti és konyhai hulladékaink helyben bomlanak le, és alakulnak át termőföld szerű anyaggá, így minimális ráfordítással nagy energiát takarítunk meg. Ezen megtakarítás abból is adódik, hogy nem kell műtrágyát előállítani és azt szállítani, miközben a komposzt talajjavító szerepe meglehetősen fontos.
Az olajos növényekből készített biodízel hazánkban a magas jövedéki adó miatt nem tud megtelepedni.
A Magyarországon elsősorban kukoricakeményítőre épülő bioetanol-gyártás versenyképessége a brazil cukornád alapú bioetanol-gyártáshoz képest meglehetősen alacsony, mivel ez utóbbi sokkal kedvezőbb energiamérleggel működik, így olcsóbb is. Az agroüzemanyagok felhasználásának mértéke erősen korlátozott, és már szépen látszik, hogy az EU célkitűzései nem megvalósíthatóak (20 %-ban kiváltani az üzemanyagokat agroüzemanyagokkal). A jelenlegi közlekedési és szállítási igényünk 20%-át fedező agroüzemanyagok megtermeléséhez az összes termőterület szükséges volna, azaz minden termőterület az emberek helyett az autók etetését szolgálná. És akkor ki is lakjon jól? Ha az agroüzemanyagokat a 3.világból kívánjuk fedezni, akkor pedig az ottani erőforrásokat tesszük tönkre, azaz a problémát elodázva és egyben fokozva élhetünk tovább Csipkerózsika álmunkban.
Sajnos azon területek aránya, ahol meg tudjuk termelni élelmiszerünket, egyre kisebb. 17-szer gyorsabban pusztítjuk a termőtalajt, mint amilyen gyorsan az képes regenerálódni. Ebből a tényből jól látszik, hogy a talaj NEM megújuló erőforrás, azaz csak adott ideig tudjuk a talajt akár még élelmiszertermelésre is hasznosítani. Márpedig ez elengedhetetlen minden élő szervezet számára.
Mi a megoldás?
Talán ki kellene nyitni már a szemünk, és észrevenni: nem használhatunk már ennyi energiát fel tovább. Takarékoskodnunk kell. Az olajkitermelés csúcsán ülve talán már érdemes lenne azon gondolkodnunk, hogy hol tudnánk takarékoskodni az energiával, ténylegesen mennyi energiára van szükségünk ahhoz, hogy a jólét helyett a jóllét legyen életünk szereplője. És ezt a szükségletet hogyan tudjuk fedezni a lehető legjobban szemünk előtt tartva életterünk megóvását.
Jelen gondolatok bővebb kifejtése megtalálható Dr Gyulai Iván. Biomassza-dilemma című kiadványában, mely ingyenesen beszerezhető a Csalán Egyesületnél.
Forrás: alternativenergia.hu


Magyarország legnagyobb biogázüzeme épül Szarvason



POSTED BY VIGH IMRE ON OKTÓBER - 20 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
Augusztusban tették le az alapkövét Magyarország legnagyobb, 4,2 megawatt teljesítményű biogáz üzemének. A beruházó Aufwind Neue Energien GmbH partnere a Gallicoop Pulykafeldolgozó Zrt.
„Szeretnénk nagyobb figyelmet generálni ennek a megújuló energiaforrásnak, mert multifunkcionális: áramot és hőt is termel, lehet vele szárítani, fűteni, hűteni. Emellett a biogáz feldolgozása után járművek esetében üzemanyagként is felhasználható, valamint betáplálható a földgáz-hálózatba is” – tudhattuk meg a beruházó cég ügyvezető igazgatójától, Ferdinand Schmack-tól az alapkőletételen.
A biogáz üzemmel hatalmas fejlődés megy végbe ebben a régióban. Az eddig fel nem használt hulladékok, mint a sertéshígtrágya, a vágóhídi hulladék, pulyka és szarvasmarha almostrágya mind hasznosításra kerül a jövő évtől. Természetesen környezetbarát eljárással.
Összességében a körülbelül évi 132,1 ezer tonna nyersanyag feldolgozásával a környezet- és szagterhelés csökkentése mellett az üzem 27,6 millió kilowattóra áramot termel, amelynek 13 százaléka az üzem saját villamosenergia-igényét fedezi.
Az értékesíthető hő- és hidegenergia összesen így 15,3 millió kilowattóra. A projektben közreműködő Gallicoop Pulykafeldolgozó Zrt. telephelyén komplex technológia kiépítésével létesítendő trigenerációs kiserőművön keresztül szolgáltatnak majd a fűtési és használati melegvízen kívül technológiai gőzt, illetve hűtési hidegenergiát, összesen kb. 55 ezer gigajoule mennyiségben. Ez az energiamennyiség évente nagyjából 1,5 millió kjöbméter földgáz kiváltására elegendő. A biogázüzemben megtermelt biogázt egy 4 kilométer hosszú gázvezetéken keresztül szállítják a Gallicoop Zrt. telephelyén megépítendő kiserőműbe.
A biogázüzem működésének egyszerűsített folyamatábrája és látványtervek:
Forrás: tisztajovo.hu


Ingyen „zöld energia” a hulladékainkból!



POSTED BY VIGH IMRE ON SZEPTEMBER - 27 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
Új „zöld energia” iparágunk születőben.
100,000 új munkahelyteremtés valós lehetőségével.
A komplex energetikai programunkról röviden…
Ipari méret 500 kWel + 1 MWth
Villamos és hőenergia igényes ipari és mezőgazdasági vállalkozások valamint az Önkormányzati intézmények helyi hulladékaikból nyert villamos és hőenergiával történő ellátását ajánljuk a mikro erőmű berendezéseinkkel. A jelenlegi fogyasztói szokás szerint a helyi felhasználás 75%-ban hőenergiát fogyasztó, miközben a villamos energia igénye mindösszesen csak 25% körüli. Erre a fogyasztói szokásra adja az optimális és így az olcsó, 85%-os hatásfokú, pazarlás nélküli, környezetünket is védő megoldást a helyi energiatermelésünk. Ez a megoldás munkahelyeket teremt, fogyasztást generál, adja a helyben maradó nyereséget. A nyereség így a lakosságnál marad, a gazdaságot fejlesztően, szemben a mai gyakorlat szerinti az országunkból devizában történő kivitelével, gazdasági ellehetetlenülésünket is okozóan.
Házi erőmű méret 20 kWel + 40 kWth
Programunk biztos üzleti alapja, hogy villanyra és fűtésre mindig szükségünk volt, van és lesz is. Magyarországon évente 70-80 millió tonnára becsült hő bontható szerves hulladék képződik ~700 Mrd Ft körüli földgáz áregyenértékben. A 2010. évtől a regionális hulladék lerakás helyett az EU a helyben keletkezett hulladékaink helyben történő feldolgozását támogatja. A mikro erőmű a helybéliekkel üzemeltethető, villanyszerelő, lakatos, víz-gáz fűtésszerelő, szállító, betanított munkás stb. általános műszaki szakértelmekkel.
Pl. a 100x100m földterület akár 480,000.- Ft/év bruttó bevételt is biztosíthat a helyi energiatermelés az extraprofitot adó mikro erőmű, értékteremtési lehetőségéből adódóan a jelenlegi árakon számolva, a következők szerint. Pontosabban 1 kWh villamos áram 49.- Ft + 3 kWh hő 46.- Ft összesen: 95.- Ft érték állítható elő 1,25 kg faforgács vagy 1,50 kg szalma vagy 3-4 db kukoricaszár vagy 0,65 kg műanyag vagy 12 db PET palack vagy 1,25 kg újságpapír, stb. hulladékainkból. Így a helyi energiatermelés megvalósításával a bruttó haszon 78.-Ft/kg hulladék áregyenérték körül alakulhat. Ezen a helyben képződött, helyben megtermelt, igen magas tisztességes hasznon osztozhat az Önkormányzat, a helyi lakosság és a vállalkozó egymás között! A hulladékainkból termelt energia ára így a helybéli termelőknél és a helybéli fogyasztóknál marad!
Kondenzációs gáztermelő pirolitikus kazánunk
A pirolízises kondenzációs kazánunk alkalmas magas víztartalmú (nyersfa, mezőgazdasági aratási hulladék, kukoricaszár, stb.) tüzelőanyagaink 90% hatásfokkal fűtési energiát biztosítani. A folyamatosan biztosított egyenletes magas hőmérsékletből adódóan alkalmas a berendezés a mezőgazdasági hulladékaink, mint pl. a szalma pirogázra történő lebontására. Az égéstér magas hőmérsékletén 1300 °C hőfokon pirolizálja, gáz halmazállapotúra bontja a tüzelőanyagot. A pirogázzal benzinmotort, villamos generátort, gépeket hajthatunk meg. Ideális a kommunális hálózattól távol eső tanyák, üzemek villamos hőenergiával való ellátására. A kazánunk kialakításából a távozó füstgázban kicsapódó savas kondenzátumok nélkülisége jellemző a hagyományos kazánokra jellemző savas kondenzátumok kicsapódásokkal szemben. Az égés feletti kondenzációs térben a tüzelőanyag vízmentessé szárad, nem kell számolnunk a kazánból távozó füstgáz vízgőz és kén összetevőinek savas vegyülésére.  Így az új kazánunkból távozó füstgáz savas kicsapódásoktól mentes, a kémény falazatát kímélő. A kémény falazatának kímélésén kívül jelentős tüzelőanyag megtakarítást eredményez kazánunk kialakítása a tüzelőanyagunk víztartalmának valamint az égéskor keletkezett víz (H2 oxidációja során keletkezett vízről van szó) elpárolgási hőinek visszanyerésével, s amiből adódik a kazán magas hatásfoka is. További előny a magas hőmérséklet adta, a levegőbe távozó füstgáz szennyezőinek minimális mennyisége a hagyományos kazánokkal szemben.  A fa-szén mennyiségét az égéstermék kitárolásának sebességével és az oxigén hiánnyal szabályozott reduktív pirolízissel állíthatunk be. A pirolizált szerves anyag szilárd égéstermékét nem csak hamu, hanem koksz, fa-szén formában is kitárolhatjuk, mivel ez a fa-szén kiválóan alkalmas a talajerő pótlásra.
Önkormányzati energetikai modellünk
A komplex „zöld energia” termelő mikro erőmű modellünk célja a helyi energiatermelés, a helyi munkaerőkkel, a helyben keletkezett mező és erdőgazdasági valamint a szelektíven szétválogatott kommunális hulladékaink egy részéből, a helyi intézmények, a helyi vállalkozások, a helyi lakosság villamos és hőenergia igényeinek biztosítására. A mikro erőmű a helybéliekkel üzemeltethető, villanyszerelő, lakatos, víz-gáz fűtésszerelő, szállító, betanított munkás stb. általános műszaki szakértelmekkel.
A komplex energetikai rendszer több helyszínen, több fázisban termel és szolgáltat. A szállítási költségek csökkentése valamint a helyi kapcsolatok, helyi érdekeltségek erősítése végett 50km-es körzeteken belül egy-két üzem végzi a megújuló üzemanyag előállítást, ami üzemek szolgálják ki a körülötte lévő településeken az önkormányzatoknál és vállalkozásoknál telepített mikro erőműveket. A helybéliekkel termelő mikro vállalkozások feladata a hulladékok feldolgozása, a mikro erőművek üzemeltetése és folyamatos üzemanyaggal ellátása.
Pl. a legnagyobb 500kWel berendezésünk bruttó értékteremtése 230,000,000.- Ft/év a 49.- Ft/kWh villamos áramdíj és a 138.- Ft/m3 földgáz ár mellett! A mikro erőmű 8 órában üzemeltetve egy fűtési szezon alatt megtérülő beruházás saját hulladékból tápláltan. Az 500kWe villamos és 1MWth hőenergiát szolgáltató mikro erőmű „megújuló üzemanyaga” 600kg/h fahulladék, vagy 600kg/h forgácsalom, vagy 750kg/h kukoricaszár, stb.
Alkalmazott technológiák
1.      Biogáz
Az egyik legegyszerűbb anaerob eljárás a mezőgazdasági és kommunális hulladékból félszáraz fermentációval, szennyvíz kibocsátása nélküli módon a folyékony eljárásokhoz képest sokkal nagyobb szárazanyag tartalommal (40-50%). Biogáz üzemek működtetése technológiánkkal kiegészítve nyereséget hozóvá tehető. A biogáz fermentorokból kikerülő eleveniszap mennyiségeket tovább bonthatjuk pirolízis gázzá, ugyanis a biogáz kiindulási szerves anyaga fermentációval 40% körül bontható le, a fennmaradó 60% alkotórész visszamarad. Pirolízissel ez a maradék 60% viszont teljes egészében tovább bontható pirolízis gázra. Pl. a jelenlegi kommunális iszapmaradékból nyert pirolízis gázzal villamos és hőenergiát termelhetünk a jelenlegi költséges lerakása helyett a biológiai lebontással közel azonos energia mennyiségben. Házi pirolízis mikro erőmű
Félszáraz fermentáció tulajdonságai: házi pirolízis mikro erőmű
o      Kommunális és mezőgazdasági hulladék feldolgozására ideális technológia
o      Szennyvíz nem keletkezik, a lebontás félszáraz, fermentációval történik
o      A lebontatlan szerves rész teljes egészében tovább bontható pirolízissel
o      A pirolízises eljárással kiegészített biogáz üzem nyereségessé válik
2.      Szélgenerátor háztömbön forgó reklámként és határban
 
2.        Pirogáz
A folyamat alapja a pirolízis, a szerves anyagú hulladék a megfelelően kialakított reaktorban hő hatására, oxigénszegény vagy oxigénmentes közegben szabályozott körülmények között történő kémiai lebontása. A hő bontás során a szerves hulladékból pirolízis gáz és szén keletkezik. A termelt gáz villamos energiatermelésre, a generátort meghajtó gázmotor hulladék hői fűtésre használható fel. A maradék szén az alacsony termőképességű szántó földjeink „trágyázására” használható fel, ugyanis a bioszén a termőföld vízháztartását szabályozza, a növény növekedéséhez szükséges mikroorganizmusok megtapadását, szaporodását teszi lehetővé.
Szerves hulladékaink felhasználásának társadalmi és anyagi haszna Házi mikro erőmű
o     700Mrd Ft/év körüli földgáz értéke kiváltható, ami érték a nemzetgazdaságunkban marad. Házi mikro erőmű
o     100,000 fő új munkahelyének megteremtésére ad lehetőséget, helybélieknek a lakóhelyükön. Házi mikro erőmű
o     Vállalkozások alapíthatók az energiatermelésre, a kommunális hálózat felé értékesíthetően. Házi mikro erőmű
o     A pirolízis mellékterméke a bioszén, talajjavításra használható, 30% termésátlagot növelően. Házi mikro erőmű
o     Klímaváltozásunkat kedvezőn befolyásolja, a széndioxid gáz kibocsátását 20%-kal csökkenti. Házi mikro erőmű
o     Energiaellátási biztonságot jelent az importfüggőségünk okozta kockázataink csökkentésére.
Jelenlegi pazarló gyakorlatunk házi pirolízis mikro erőmű
o     Az „erdőinket eltüntető” erőműveink 25%-os (!) hatásfokkal villamos áramot termelnek, hulladék hőit hasznosítatlanul,
o     Aratási hulladékot beszántják a fertőzéseikkel együtt, tévhitből trágyaként, pl. a terményszárítás helyben megoldható,
o     A biogáz üzemekből kikerülő iszap lerakás helyett tovább bontható a biogázzal azonos energia tartalmú pirolízis gázra,
o     Az erdők kivágásakor csak a rönköt viszik el, gallyakat elégetik, vagy a tuskóval együtt a földben hagyják elrothadni,
o     Stb.
A „fa-szén” több mint trágya!

bioszen.wmv
http://www.youtube.com/watch?v=e8MFWtnpTcE




Forrás: aquamasters.hu

Bio Gas Technology Pakistan Dr. Ashraf Sahibzada

biogáz üzem építése

A biogáz projekt, 2. rész

MY ( CH4 ) BIOGAS PROJECT IN CANDON PHILIPPINES PART 

Emésztő tartály tisztítása

Legjobb Szeptikus Tank valaha

Mi van benne a szélturbina?

Geotermikus fűtésű lakásban Elni



Hatalmas siker a PannErgy miskolc-mályi fúrása



POSTED BY VIGH IMRE ON SZEPTEMBER - 24 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA

A PannErgy Nyrt. tájékoztatása szerint a miskolc-mályi geotermikus fúrás augusztus 23-án 2310 méteren elérte az előirányzott talpmélységet – olvasható a BÉT honlapján.
A lemélyítés befejezését követően a geofizikai mérések és az elsődleges tesztek megerősítették, hogy a 2270 – 2310 méteres mélységtartományban 110-120 °C fokos víz található, amelynek kitermelési hozama eléri a percenkénti 4200-5400 liter (kb. 70-90 l/s) mennyiséget.
A fúrás eredménye mintegy háromszorosan haladja meg a PannErgy korábbi, konzervatív alapú várakozásait. A magas vízhozam nem csak azt teszi lehetővé, hogy a teljes miskolci geotermikus fűtési projekt az eredetileg tervezett hét (7) kút helyett öt (5) kút fúrásával valósuljon meg, de egyben alkalmas villamos energia előállítására is.
A PannErgy számításai szerint a projekt pénzügyi hatása a 2011-es fűtési szezon kezdetével elsődleges hőeladás nagyságától függően 650-850 millió, 2012-től 1 milliárd forint EBITDA évenként, amely áramtermelés esetén további 300 millió forint EBITDA-val növekedhet. A miskolci távfűtési rendszer geotermikus alapú bővítésének céljával társaságunk 2010. májusában kezdte meg Mályiban a kút fúrását, és mintegy 100 napig tartott a kívánt mélység
elérése.
A munkálatokat világviszonylatban is igen korszerűnek számító, mintegy 3000 méter fúrási mélység elérésére is képes berendezéssel végeztük azzal a céllal, hogy olyan rendkívül kedvező tulajdonságokkal rendelkező hévíztározót találjunk, amelyből jelentősebb mennyiségű energiát lehet kitermelni. A kutatás célzónája az előzetes mérések szerint 2100-2200 méteres mélység alatt található töredezett triász korú bükki mészkőben volt, amelyet ebben a térségben
2000 méter alatt korábban még nem fúrtak meg.
Az előzetes geológiai és geofizikai méréseken nyugvó konzervatívszámításokat a célzónában felfedezett hévíztározó értékei – a vártnál valamivel magasabb hőmérséklet és a kiugró mértékû hozam – jelentősen meghaladják. Az elsődleges eredmények alapján így a korábban tervezettnél kevesebb, összesen két termelő és három visszasajtoló kútra lesz szükség a Miskolcon tervezett geotermia-alapú távfűtés megvalósításához, amely várhatóan 20%-kal csökkentheti az előzetesen tervezett beruházási költségeket.
Az eredmények végleges, hosszú távú tesztelése és mérése az elkövetkezendő hetekben folynak majd. A lemélyített termelő kút teljesítménye 110 Celsius fokról 55 Celsius fokra történő hőleadást számítva mintegy 16-19 MW. A tervezett két termelő kút teljesítménye ugyanilyen hőleadású rendszerben elérheti a 35 MW-ot. Ez a teljesítmény csupán a téli szolgáltatással számolva 410.000 GJ elsődleges hőeladást tesz lehetõvé. A PannErgy jelenleg 20 évre szóló szerződéssel rendelkezik maximálisan 300.000 GJ értékesítésére a Miskolci Hőszolgáltató Kft.-vel.
Forrás: profitline.hu


Földünk egyik legnagyobb csodája, a geotermikus energia



POSTED BY VIGH IMRE ON SZEPTEMBER - 17 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
A “geotermikus” kifejezés görög eredetű, jelentése: földi hő vagyis a Föld belső hőjéből származó energia.
A geotermikus források felfedezése egészen a római időkig nyúlik vissza. Legelőször a termálvizet alkalmazták, elsősorban gyógyászati célokra. A 19. században a technika fejlődésével lehetővé vált a felszín alatt rejlő termikus erőforrások felfedezése és feltárása.  Az elektromos energia termelése 1904-ben indult meg. Napjainkban a geotermikus energiát leginkább villamosenergia termelésre és hőellátásra használják. Az EU országai közül Olaszország áll az élen a geotermikus energia segítségével történő villamosenergia- és hőtermelésben. De hazánkban is adottak a lehetőségek.

geo.flv

A jövő energiája: Geotermikus energia 1/2

A jövő energiája: Geotermikus energia 2/2


Egyes statisztikák szerint Magyarország 70%-án feltárható valamilyen minőségű termálvíz. A geotermikus energia felhasználása kétféle módon történhet. Ezek egyike a felszín alatti termálvíz energiájának hasznosítása.
Ilyen termálvízből származó geotermikus energiával fűti Veresegyház a közintézményeit, összesen 34 épületet. Ám a földhő energiájának hasznosítása történhet víz felhasználása nélkül is.
Az elterjedtebb, víz nélküli geotermikus energiahasznosítást, sekély energiahasznosításnak hívják.
Ebben az esetben csak 100-200 méter mélyre fúrnak le egy lyukat, és elhelyeznek benne egy csőkígyót, hőcserélőt. Amit ki tudnak termelni energia még alacsony hőmérsékletű. Ezt egy hőszavattyúval már fel tudják melegíteni olyan hőmérsékletűre, ami már használható. Ilyen technológiára épül a nemrégiben átadott Pannon Ház fűtési rendszere is. Magyarországon a hőszivattyúk megjelenése kezdeti stádiumban van, azonban egyre több beruházásnál mérlegelik a szakemberek alkalmazhatóságát.
Forrás: alternativenergia.hu


Hogyan fűthetnénk gáz (vita) nélkül? – A föld hőjével. Magyarország ebben is szerencsés (lehetne)



POSTED BY VIGH IMRE ON SZEPTEMBER - 5 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
Magyarországon a geotermikus gradiens értéke átlagosan 5 o C/100m, ami mintegy másfélszerese a világátlagnak. Ennek oka az, hogy a Magyarországot magában foglaló Pannon-medencében a földkéreg vékonyabb a világátlagnál (mindössze 24-26 km vastag, vagyis mintegy 10 km-rel vékonyabb a szomszéd területekhez képest) és így a forró magma a felszínhez közelebb van, valamint az, hogy jó hőszigetelő üledékek (agyagok, homokok) töltik ki. A mért hőáramértékek is nagyok (38 mérés átlaga 90,4 mW/m 2 , miközben az európai kontinens területén 60 mW/m 2 az átlagérték). Szerencsések vagyunk, a megoldás végi itt volt, szinte az orrunk előtt!
A felszínen kb. 10 o C a középhőmérséklet, az említett geotermikus gradiens mellett 1 km mélységben 60 o C, 2 km mélységben 110 o C a kőzetek hőmérséklete és az azokban elhelyezkedő vízé is. A geotermikus gradiens a Dél-dunántúlon és az Alföldön nagyobb, mint az országos átlag, a Kisalföldön és a hegyvidéki területeken pedig kisebb annál. Az ismert, jó vízvezető képződmények legnagyobb mélysége eléri a 2,5 km-t. Itt a hőmérséklet már a 130-150 o C.
A hévízkutakban felfelé haladó víz azonban lehűl, ezért a felszínen a vízhőmérséklet ritkán haladja meg a 100 o C-t. Gőzelőfordulásokat csak néhány, kellően még nem megkutatott, nagy mélységű feltárásból ismerünk. Magas hőmérsékletű, gőz alakban jelentkező geotermikus előfordulások szempontjából Magyarország nincs olyan kedvező helyzetben, mint az aktív vulkánossággal jellemezhető országok (pl. Izland, Olaszország, Oroszország (Kamcsatka) stb.).
Magyarországon a 30 o C-nál melegebb kifolyóvizű kutakat és forrásokat tekintjük hévízkutaknak, illetve hévforrásoknak (termálvizeknek). Ilyen hőmérsékletű víz az ország területének 70 %-án feltárható az ismert képződményekből.
Persze felmerülhet a kérdés, hogy ha ekkora lehetőség hullott az ölünkbe, akkor miért nem vagyunk hajlandóak élni vele? (Talán azért mert az elv túl egyszerű, nem kell kitalálni, kutatni stb. vagy emögött is csak a pénz fölötti hatalommal rendelkező homályos érdekek állnak?) Valószínűleg az is közrejátszik, hogy ez egy gyakorlatilag kifogyhatatlan, károsanyag kibocsátástól mentes, egyszeri befektetéssel nagyon hosszú időre megoldást adó módszer. Ki fog így extraprofithoz jutni fosszilis tüzelőanyagok kitermelésével és eladásával, hiszen a világ minden táján forró a föld pár kilométerre a felszín alatt? De talán ami ennél is nagyobb visszatartó erő, hogy ha a geotermikus energiáról több ember is tudomást szerezne és felhasználná, akkor nem lenne szükség háborúkra sem, hogy a kőolajat és földgázt rejtő területket megszerezhessék maguknak bizonyos (fejlett?) országok az ott élők legyilkolásával, szegénységbe taszításával.
Talán egyszerűen csak túl nagyot változna a világ és egy ilyen pozitív fordulathoz még bizonyosan éretlenek vagyunk.
Forrás: www.zoldpc.hu/

A világ legnagyobb naperőműve



POSTED BY VIGH IMRE ON OKTÓBER - 19 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
Valószínűleg – több, mint 6 milliárd dolláros beruházással – a kaliforniai Blythe-ban felépül a világ legnagyobb naperőműve, miután a Kaliforniai Energia Bizottság (CEC) zöld utat adott a fejlesztésnek – adta közzé a szervezet.
A tervezett erőmű kapacitása összesen 1000 megawatt lesz, ami kétszer annyi, mint a tavaly Amerikában felépített erőművek összteljesítménye. Az eddigi legnagyobb naperőművek 200-350 megawatt maximális teljesítményre voltak képesek. A blythe-i erőmű lényegében négy ilyen összekapcsolásával épülne fel, amelyek közül az első már 2013-ban elkezdheti az áramfejlesztést.
Az erőmű az úgynevezett parabola alakú vályú (parabolic trough) technológia segítségével termeli majd az áramot: a tükrök a napsugarak segítségével melegítenek fel egy folyadékot, amelynek gőzképződése turbinákat hajt meg. A befektetők már meg is állapodtak az áramszolgáltató, Dél-kaliforniai Edisonnal (SCE), aki az első két telep teljes termelési kapacitását megvenné.
Az erőmű azon kilenc tervezett beruházásnak egyike, amelyeket az év végéig bírálhatnak el az állami és szövetségi hatóságok. Azok a naperőművek ugyanis, amelyeket december 31-e előtt elkezdenek építeni, 30 százalékos kincstári támogatást kapnak a beruházás összköltségére. Amennyiben mind a kilenc erőmű felépül, úgy 4.300 megawattal nőhet Kalifornia napenergia-termelése.
A fejlesztő Solar Millennium szóvivője szerint az építkezés ezer új munkahelyet is teremthet a 12,35 százalékos kaliforniai átlagnál nagyobb munkanélküliségi mutatóval rendelkező Blythe térségében.
Forrás: tisztajovo.hu


Napkollektoros rendszer elemei



POSTED BY VIGH IMRE ON OKTÓBER - 13 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
1. Napkollektorok eloxált alumíniumból készült szerelõkereten elhelyezve.
2. Vezérlõegység a kollektorköri szivattyú mûködtetéséhez.
3. Gépészeti elemek szivattyúval, túlnyomás levezetõ és elzárócsapokkal, visszacsapó szeleppel, nyomás- és hõmérséklet mérõkkel.
4. Gumimembrános zárt tágulási tartály.
5. Primer kör, környezetbarát, nem mérgezõ fagyálló hõátadó folyadékkal feltöltve.
6. Zománc belsõ felületvédelmû, hõszigetelt, két hõcserélõs melegvíztároló
További ajánlott elem a forrázásveszély elkerülése miatt használt termosztatikus szabályozószelep.
A két hõcserélõs rendszer mûködése: A napkollektorok a tároló alsó részén elhelyezett hõcserélõn keresztül a tároló teljes térfogatát fel tudják melegíteni, mivel a tárolóban a melegebb folyadék mindig felfelé áramlik, helyet cserélve a fenti hidegebbel.Az épület fûtését is végzõ kazán a felsõ hõcserélõn keresztül, a folyadékoknál fennálló hõmérséklet szerinti rétegzõdés segítségével, csak a tároló felsõ részét melegíti fel a kazán vezérlõjén beállított hõmérsékletre. Mivel a melegvíz elvezetése a tartály tetejérõl történik, a kazán borult idõben is biztosítja a szükséges vízhõmérsékletet. Az elõbbiekbõl az is következik, hogy a napkollektor a az egész vízmennyiséget jóval a kazán álltal beállított hõmérsékleti érték felé is fel tudja melegíteni, ezáltal megnövelve a tárolóban lévõ tárolt hõ mennyiségét.

Napkollektoros rendszer elemei a meglévõ rendszerelemek felhasználásával:

Ha a meglévõ Használati Melegvíz (HM) rendszert kell kiegészíteni, akkor egy egy hõcserélõvel rendelkezõ, nagyméretû szolár melegvíztárolóra van szükség. Ezen keresztül adja át a hõt a primer kör a melegvízrendszernek, és nagy tárolókapacitása révén ezt a felhasználás idejéig el is tárolja. A szolár melegvíztárolót sorosan kell a meglévõ rendszer elé bekötni, így a tároló a vizet már felmelegítve adja tovább a meglévõ rendszernek. Itt szükség esetén a kazán tovább fûti azt a beállított értékre, akár víztárolós, akár átfolyós a régi rendszer. Meglévõ víztárolós rendszernél a hátránya az így utólagosan kibõvített rendszernek az, hogy a napkollektorok csak a szolár tárolót tudják felfûteni, a meglévõ tárolóba csak a vízfogyasztás alkalmával kerül át az általuk felmelegített víz.

A rendszerelemekrõl:

Napkollektorok: A napkollektorok feladata a napból érkezõ hõsugárzás minnél nagyobb arányú elnyelése és a keletkezett hõ átadása a benne keringetett folyadéknak. Felépítését tekintve a kollektor egy felül áttetszõ, oldalról és hátulról hõszigetelõ anyaggal körülvett csõjárattal ellátott fekete lemez. A napkollektorokat a hatásfokukkal szokták jellemezni, amely megmutatja, hogy egy adott környezeti tényezõ mellett a beérkezõ összes sugárzott energia hány százalékát képes a benne keringetett folyadéknak átadni.
A hatásfokot konstrukciós és a környezeti tényezõk is befolyásolják A konstrukciós tényezõk közül leginkább fedés anyaga, a fém elnyelõlemez bevonata, és a köztük lévõ 3-5 cm rést kitöltõ gáz anyagi minõsége a meghatározó. A fedés anyaga nagy tisztaságú edzett üveg, vagy üregkamrás polikarbonát. Az elnyelõlemez, amely manapság vörösréz lemezbõl készül, matt fekete színû anyaggal van bevonva, a sugárzás minnél nagyobb fokú elnyelése érdekében. Ennek fokozására, vagy pontosabban a visszasugárzás csökkentése érdekében, a gyári kollektoroknál úgynevezett szelektív bevonatot alkalmaznak. A kitöltõ gáz általában levegõ, de a hideg éghajlati viszonyok között mûködõ napkollektorok esetében vákumot hoznak létre. A hatásfok növelése természetesen költséges dolog, és nem fontos minden esetben, hogy a sokféle gyártmányból a legjobbat válasszuk.
Vezérlõegység: Az rákapcsolt érzékelõkkel méri és összehasonlítja a napkollektor és a melegvíztároló alsó részének hõmérsékletét. Kikapcsolt keringetés állapotban, ha a kollektor hõmérséklete a beállított értékkel magasabb a tároló hõmérsékleténél, bekapcsolja a cirkulációt. Bekapcsolt keringetéskor, amikor a kollektor hõmérséklete folyamatosan csökkenve felûlrõl közelíti a tároló hõmérsékletét, a beállított különbséget elérve kikapcsolja a cirkulációt. Léteznek fordulatszám szabályozós típusok is, melyek a hõmérsékletkülönbséggel arányos feszültségértékkel vezérlik a szivattyút, amely így folyamatos hõcserét biztosít a minimálisan szükséges hálózati energia felhasználásával.
Gépészeti elemek a nyomás alatt lévõ, nem leeresztõs rendszer esetén:
  • Keringetõ szivattyú: Biztosítja a folyadék folyamatos keringését, és a napkollektorokban kinyert hõ átadását a víztárolóba. A fagyálló folyadék alkalmazása miatt szolár szivattyút kell használni, pl. a GRUNDFOS UPS 25-40 szolár változatát. Lehetséges az elektromos hálózattól való független mûködtetés is 12V-os szivattyú és az ezt ellátó napelemelcellák segítségével.
  • Visszacsapó szelep: Megakadályozza, hogy éjszaka vagy borúlt a tárolóból a felmelegedett víz a napkollektorok felé visszaáramoljon és ott kihûljön.
  • Túlnyomás levezetõ szelep: Zárt rendszerrõl lévén szó, egy adott folyadéknyomás elérésekor (6 atm.), a robbanásveszély elkerülése végett, leüríti a folyadékot egy tárolóedénybe.
  • Ürítõ csap:A rendszer feltöltéséhez és leürítéséhez szükséges
  • Légtelenítõ csap és edény: automatikus légtelenítést tesz lehetõvé, az összegyûlt levegõ alkalmankénti kézi kiengedésével. Ezenkívûl a teljes feltöltéshez is szükséges.
Tágulási tartály:
A benne lévõ gumimembránnal elválasztott légtér felveszi a folyadék hõtágulásából adódó térfogatnövekedést, így a folyadék nyomása közelítõleg állandó értéken tartható. 12 vagy 18 literes, erre a célra kifejlesztett tartályokat kell alkalmazni.
Melegvíztárolók:
A napkollektoros rendszerekben alkalmazott melegvíztárolók az alábbiakban különböznek a hagyományos tárolóktól:
  • Jóval nagyobb kapacitásúak, mivel az egész napi melegvízígényt tárolniuk kell,
  • Két belsõ hõcserélõvel rendelkeznek. Egy felsõvel, amelyen keresztül a kazán által felmelegített melegvíz kering, és egy alsóval, amelyet a napkollektorok melegítette víz melegít,
  • A kisebb hõveszteségek elkerülésére jobb külsõ hõszigetelessel bírnak,
  • Rendelkeznek egy vagy két hõérzékelõ számára kialakított belsõ csõcsonkkal.
Forrás: napra-kesz.hu

Függőleges tengelyű szélerőmű



POSTED BY VIGH IMRE ON AUGUSZTUS - 30 - 2010 1 COMMENT
Dr. Györgyi Viktor kifejlesztette a függőleges tengelyű szélerőművet, ami az alternatív energiatermelés piacát forradalmasíthatja. A professzor a világszabadalmat nem viszi se Amerikába, se Kínába, itthon épít gyárat és kutatóintézetet. EU-s támogatást nem kapott eddig. A gyártás beindításához 50 milliárd forintra van szüksége
Forradalmi új magyar találmány
Szelek szárnyán

Prof. Dr. Györgyi Viktor világszabadalma



Újabb magyar csoda
Dr. Györgyi Viktor 2007-ben bejegyzett grandiózus világszabadalmát, a függőleges tengelyű szélerőművet hamarosan gyártani fogják Magyarországon. A professzor és munkatársai kutatóállomást építenek Felcsúton, míg Bicskén a turbinagyártáshoz fejlesztik a gyártókapacitást. Az új típusú szélerőmű sokkal hatékonyabb a jelenleg is használatban lévő vízszintes tengelyű, háromlapátos szélerőműnél, forradalmasíthatja a megújuló energiatermelés piacát. Bár Györgyi urat a világ valamennyi tájáról megkörnyékezték már, és nem kapott Európai Uniós támogatást a GVOP programból forráshiányra hivatkozva, mégis Magyarországon akarja tartani a szabadalmat, és itt indítja be a termelést. A téma fontosságát legjobban Dr. Lukács György professzor véleménye tükrözi, amely szerint a transzformátor feltalálása óta Magyarországon a villamos iparban ilyen nagy jelentőségű találmány nem született.
Névjegy
Dr. Györgyi Viktor a Budapesti Műszaki Főiskola gépgyártás technológiai szakán 1969-ben szerzett üzemmérnöki diplomát. 1976-ban villamosmérnöki diplomát, majd 1979-ben kiegészítő szakmérnöki diplomát kapott. Az állandó mágneses villamos gépekben történő alkalmazása c. összefoglaló tudományos eredményeinek elismeréseként a Műegyetem szenátusától „Doktor technikus” címet kapott.
Legfontosabb kutatási területei közül csak néhány: kifejlesztette az emberi irányítás nélkül működő aknaszedő robotokat, továbbfejlesztette a helikopterek középfrekvenciás fedélzeti elektronikáját, kifejlesztette a frekvencia-vezérelt löveg stabilizátorok szabályozását. A repülőgépek szárnystabilitásának biztosítására tranzisztoros frekvenciaváltóról táplált mágneses motor tervezett.
Kifejlesztette a teljesen új elveken működő szélerőművet, az ún. Györgyi-féle szélturbinát. A Corvinus Egyetemen, a Nemzetvédelmi Egyetemen és a Műegyetemen előadó tanár. 34 technikai találmányából 24 nemzetközi védelem alatt álló szabadalom született
50 milliárdos összberuházás
Az új típusú szélerőmű 10 méter magas prototípusát már megépítették Felcsúton egy 27 hektáros területen, amely hozza a várt mérési eredményeket. E mellé terveznek egy újabb, 33 méter magas erőművet. Itt fog felépülni a kutatóintézet is. A tervek szerint 100 kW-os, 1 MW-os és 10 MW-os turbinákat gyártanának, egy 100 kW-os kísérleti turbina már alkatrészekben le is van gyártva, egyelőre a hivatalok engedélyeztetési procedúrái zajlanak. A termelés beindításához a kezdeti beruházás költsége 10 milliárd forintra rúgna, míg ha teljes kapacitással beindulna a gyártás, annak költsége megközelítené az 50 milliárd forintot, ahol kezdetben közel 1000 főt tudnának munkához juttatni. Később a folyamatosan jelentkező külföldi igények miatt több tízezer főnyi munkaerőre is szükség lehet. A termelés során a turbinát, a generátort és az energiatárolás segédberendezéseit gyártanák – magyarázza a terveket Dr. Györgyi Viktor.
Lemaradtunk az alternatív energiatermelésben
A megújuló energiák közül a szélenergia hasznosítása a legígéretesebb. Az Európai Unió előírta tagországai számára, hogy több mint 10 % legyen a megújuló forrásokból termelt villamos energia részaránya. Magyarország engedélyt kapott ennél jóval kisebb részarányra, így viszont lemaradásunk hosszabb távon is megmarad. A magyar kötelezettség 2010-re kb. 1600 GW/év, ami kb. 180 MW 100 %-os termelőkapacitásnak felel meg. Ha mindezt szélerőművekkel szeretnénk elérni, akkor kb. 750 MW lenne a szükséges szélerőmű kapacitás, amitől jelenleg fényévekre vagyunk. A magyar energiarendszer ráadásul a szélenergiát kevésbé tudja befogadni, mert nincs olyan csúcserőművünk, amely szélcsendes időben nagy energiafelhasználási időszakokban bevethető lenne.
A háromlapátos, vízszintes tengelyű szélturbina hátrányai
Jelenleg vízszintes tengelyű háromlapátos forgó szélturbinákat alkalmaznak a nagyvilágban villamos áram termelésre. Azonban ezek számos hátránnyal rendelkeznek. A széllökések és a torony nagy súlya miatt „kihajolhatnak”; a műszaki kivitelezés nagyon drága és bonyolult; a szabályozóberendezés a torony tetején található, ezért szinte állandóan működik, így a karbantartás megnehezül, és a szerkezet hamarabb tönkremehet. A beruházási költség 2-4 ezer dollár között mozog kW-onként. Nagyon komoly alapozást igényel, erős acéltorony szükséges a 60-80 méter magasan lévő 40 méter átmérőjű forgórészt érő szélterhelés miatt. Ráadásul a szél irányába kell állítani, míg Magyarországon ún. táncoló szelek az uralkodóak, amelyek iránya akár percenként is változhat a lapátokhoz képest – sorolja Dr. Györgyi Viktor. Hozzáteszi még, hogy pl. egy 100 km/órás orkán meg is csavarhatja a háromlapátos erőművet. A működése korlátozott, hiszen indulási sebessége min. 10 km/h, a maximális szélsebesség, ami felett le kell állítani, kb. 90 km/óra. A nagyobb teljesítmény elérése miatt növelhetik a lapáthosszt, viszont hangrobbanás esetén baj lehet. Ráadásul a háromlapátos turbina csupán 2,5-2,7 MW teljesítményre képes jó hatásfokkal.



15 év kutatómunkája a találmány
Dr. Györgyi Viktor 1993-ban kezdte tanulmányozni behatóbban a szélturbinákat és a hozzákapcsolódó áramlástani elméletet. Korábban repülőgép-fejlesztéssel foglalkozott, ezért az utóbbi évtizedekben háttérbe szorult áramlástanra összpontosított. A professzor a szél energetikai viszonyait vizsgálta közel 5 évig. A hagyományos szélerőművek energiatermelési hatékonysága korlátozott: a kis és a nagysebességű szeleknél nem termel energiát. Ezért egy olyan masszív turbina megvalósításán kezdett el gondolkodni, amely a teljes szélsebesség tartományban jó hatásfokkal működik. Ehhez járult még az a feladat, hogy optimalizáljon egy új típusú generátort is. A kutatás megkezdése óta közel 1500 oldalnyi szakmai anyagot gyűjtött össze. A világszabadalom leírásáig nagy jelentőségű matematikai munkát kellett folytatni, a rendszer elméleti működését egy hétváltozós, parciális differenciálegyenlet írja le, amely a turbinaméretezés alapjául szolgál.
Az új szélerőmű működési elve
Az új típusú szélerőmű függőleges turbinája valójában két fő részre oszlik: álló és forgó részre. A turbina külső álló részén helyezkednek el a nem mozgó ún. szélterelő görbületi elemek, amelyek a szerkezet belsejébe vezetik a szelet. Ezek számát optimalizálással lehet meghatározni adott teljesítményre. Belül pedig a forgórészt speciális turbinalapátok jellemzik, amelyeket forgásba hoz a levegő energiája. A forgórész közepén olyan technikai megoldást alkalmaznak, amellyel növelhető az átáramló levegő forgatónyomatékot létrehozó hatása. A szélturbina lényege tehát, hogy a szerkezetbe áramló szelet felgyorsítják a szélterelő elemek, megnövelik az impulzust, és ezért a forgó lapátok energiatermelése jó hatásfokú. Vagyis a szél csapdába kerül, ezért munkát kell végeznie. A szél ezt követően az üres tengelyrészen keresztül átáramlik a túloldalra, és elhagyja az erőművet. A szerkezet stabilitását a jó gépészeti konstrukció biztosítja. A turbina alatt helyezkedik el a generátortér, amelyben található a villamos energiát előállító generátor – ezt a turbina tengelye hajtja meg. Ugyanitt található az erőművet szabályzó elektronikai rendszer is.
A függőleges tengelyű szélerőmű előnyei
Az indulási szélsebesség csak 1 km/óra, és kevésbé széljárta területeken is gazdaságosan üzemeltethető. A beruházási költsége 1-2 ezer dollár/kW, tehát a fele a hagyományos háromlapátos erőmű költségeinek. Nem szükséges erős alapozás, mert a súlypontja sokkal alacsonyabban van, mint a vízszintes tengelyű turbinának. A szélterelő lapátok rögzítettek, nem kell változtatni a szögállásukat, így a konstrukció miatt mindig szélirányban állnak. Hatásfokuk kb. a kétszerese a jelenleg működő erőművekének. A karbantartási és üzemeltetési költségek 65-70 %-kal csökkenthetők az eddig alkalmazott technológiákhoz képest. Élettartamuk sokkal hosszabb, mint háromlapátos társaiké, a szükséges karbantartás pedig könnyen és gyorsan elvégezhető. A villamos hálózatra kapcsolás az eddigi rendszereknél lényegesen egyszerűbb, kb. 50 %-kal olcsóbb és megbízhatóbb. Magyarországon az uralkodó szelek kis sebességűek és változó irányúak, a szabadalom szerinti szélerőművek ezért is jobb hatásfokkal üzemeltethetőek. Az új magyar termék tehát versenyképes lehet az egész világon.
A forrás: ingatlanmagazin.com


Világszenzáció lenne! Szibériában termelnék a magyar áramot?



POSTED BY VIGH IMRE ON AUGUSZTUS - 29 - 2010 1 COMMENT
Magyar mátrix
Még az 1990-es években felmerült, hogy egy magyar világszabadalom, a függőleges tengelyű szélerőmű alapján 100 km hosszú turbinamezőt építenének Szibériában. A megtermelt áramot azután távvezetéken hoznák Magyarországra. Így a magyar energiafüggőség jelentős mértékben csökkenhetne. Most az argentinok akarják megvalósítani a tervet. 10 év alatt 19,5 milliárd dollárt fektetnének be Patagóniában. És mi lesz Magyarországgal?

Prof. Dr. Györgyi Viktor világszabadalma


A magyar állami innováció nulla
Dr. Györgyi Viktor világszabadalma, a függőleges tengelyű szélerőmű – mint arról már írtunk – forradalmasíthatja a megújuló energiatermelés piacát. A találmányra alapozva még 1993-ban tette le a professzor a miniszterelnök asztalára a grandiózus ötletet, miszerint Szibériában az oroszokkal karöltve építsünk ki szélerőműrendszert, az ebből nyert villamos energiát pedig fifti-fifti alapon osszuk meg. A terv azóta is papíron maradt-, mint annyi minden nálunk, viszont Argentína jó 10 évvel később 2004-ben felkarolta az ötletet, és a Capsa-Capex vállalatcsoport akkor bejelentette, hogy tíz év alatt 19,5 milliárd dollárból egy hatalmas szélerőműparkot kíván felépíteni a patagóniai pampákon. Már a szlogen is megvan: Argentína lehet a 21. század Kuvaitja.
Pénzük van, szélerőművük nincs
Az argentinok gondja „csupán” csak az, hogy nincs a birtokukban olyan szélerőmű szabadalom, amivel ezt megvalósíthatnák. Megkörnyékezték Györgyi professzort is, aki azonban Magyarországon akarja az új típusú szélerőművet gyártani, a beruházás 50 milliárd forint lenne, várja a magyar állam segítségét. Egyébként több tízezer munkahelyet teremtene a környezetkímélő beruházás. Györgyi professzor idén nyerte el a Széchenyi-díjat, 34 technikai találmányából 24 nemzetközi védelem alatt álló szabadalom. Az új típusú szélerőmű jobb hatásfokú, mint a háromlapátos turbinák, a termelt áram számottevően olcsóbb a jelenlegi áramfejlesztőkben termelt elektromos áramnál. Ráadásul a találmány a termelt áramot a közvetlen felhasználás mellett tárolni is képes, ezért is nevezik ún. szigetüzemű erőműnek, vagyis ha épp nem fúj a szél, az erőmű akkor is áramot termel. Az energiarendszer melléktermékeként tiszta oxigéngáz és vegytiszta vízpára képződik.
Szibériában áramot termelni?
Mivel a hagyományos energiaforrások fogyóban vannak, ezért egyre nagyobb figyelemmel fordulnak az alternatív, megújuló energiaforrások felé. A nyugat-szibériai fennsíkon ráadásul óriási szélpotenciált lehetne kiaknázni. A professzor szerint az oroszoknak is érdeke lenne a beruházás, hiszen a gázmezők kapacitása sem végtelen, a két energiaforrás jól kiegészíthetné egymást. Az oda telepítendő turbinasor 100 km hosszú és 8 km széles lenne, ahol 50 méter távolságban állnának egymástól az 1 MW-os szélerőművek. A rendszer élettartamát 150 évre becsüli a professzor. Számításai szerint a turbinamező megközelítőleg 100 paksi erőmű kapacitásával egyenértékű elektromos áramot lenne képes termelni, amit távvezetéken keresztül hoznának Magyarországra. Az is megfontolandó, hogy az előállított áram segítségével elektrolízis útján hidrogénre és oxigénre bontanák fel a Szibériában kanyargó hatalmas folyók vizének egy részét. Azután a folyékony hidrogént tankhajókkal exportálnák a világ valamennyi tájára.
A gázvezeték hátrányai
Ezzel szemben Magyarország is újabb gázvezeték kiépítését szorgalmazza. Dr. Györgyi Viktor sorolja, hogy egy ilyen beruházás során mennyi műtárgyat kell kiépíteni: csőrendszer, nyomásfokozók, figyelőhelyek stb. Ráadásul a zord téli időjárás megnehezíti a szállítást, tönkre mehet és cserére szorulhat a vezeték, robbanásveszély is felmerülhet. A bizonytalan politikai helyzetről nem is beszélve, nem valószínű, hogy az ukrán-orosz viszony rövid távon belül rendeződik, ha már 300 év kevés volt ehhez. A Kaukázus is versenghet a Balkánnal a „lőporos hordó” megtisztelő nemzetközi címre. Miután a gáz megérkezik a célországba, a felhasználó fogyasztóknak további biztonsági rendszerekre van szükségük, fűtőrendszereket és eszközöket kell vásárolniuk és kiépíteniük, majd folyamatos karbantartásra van szükség. Megfelelő kéményrendszereket kell megépíteni vagy átalakítani, amelyek óriási anyagi terheket rónak a lakosságra. Csak Budapesten több százezer kémény életveszélyes állapotban van. Míg a villanynak nincs szüksége kéményre, nem termel szennyező anyagot, a környezetterhelése is jóval kisebb.
Az argentin tervek
Az érdekelt argentin vállalatok szerint, ha sikerülne a szélenergiát hasznosító megaprojektet megvalósítani, húsz éven belül a világ egyik legfontosabb energiaszállítójává tehetnék Argentínát. Patagónia ideális helyszíne lehet a turbinamezőnek: a világon itt fúj a legerősebben és a legfolyamatosabban a szél, mindemellett annak iránya sem változik. Ráadásul – Európával ellentétben – a beruházás a lakosságot sem zavarná, mivel a térségben rendkívül alacsony a népsűrűség. Ezekről a jellemzőkről rögtön beugrik Szibéria. Az argentin tervek szerint a 80 kilométer hosszú, 20 kilométer széles parkban összesen 16.100 MW kapacitású erőművek épülnének fel. Épp úgy, mint Szibériában. Szerencsére a Györgyi-féle szélerőművet az NBH és világszabadalom is védi. Aztán majd a professzor eldönti: Ciprus vagy magyar hivatalnokok.
Farkas Tibor
Az írás eredete:  http://ingatlanmagazin.com/11024/Vilagszenzacio_lenne_Sziberiaban_termelnek_a_magyar_aramot

Környezetkímélő energetikai rendszer



POSTED BY VIGH IMRE ON MÁRCIUS - 11 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
A rendszer célja a folyamatos villamos áram termelés még szélcsend esetén is.
A projekt célja
A szélenergia hasznosításán alapuló, olyan környezetkímélő energetikai rendszer kifejlesztése, amely a villamos áramot és hidrogént (hidrogén üzemű motorok meghajtására és üzemanyag cellák működtetésére) termel.
Az általunk javasolt szélenergián alapuló rendszer legnagyobb előnye a jelenlegi szélerőművekkel szemben az, hogy az általunk javasolt rendszer bármikor, szélcsend estén is, képes a megfelelő mennyiségű villamos energiát szolgáltatni az országos hálózat felé. Az energiatermelés költsége lényegesen alacsonyabb lesz és összemérhetővé válik a hagyományos energiatermelés költségével.
A környezetkímélő energetikai rendszer főbb elemei
1. Függőleges tengelyű szélerőmű
• Felépítmény
• Szélturbina
• Generátor
Jelen fejlesztési szakaszban van működő modellünk, melynek megmértük paramétereit. Néhány hónapon belül elkezdjük egy ipari méretű kísérleti szélerőmű felépítését. A kísérleti változat tervezett felépítési időtartama hat hónap.
2. Hidrogénfejlesztő készülék
A jelenlegi berendezésektől eltérő elven, mintegy 40%-al jobb hatásfokkal működő vízbontó készülék (új szabadalom).
Jelenleg a prototípus fejlesztésén dolgozunk.
3. Forgódugattyús motor
A jelenlegi (Otto, Diesel, Wankel) belső égésű motoroktól eltérő felépítésű, hidrogénhajtású, belső égésű motor.
Jelenleg a motor benzinüzemű prototípusának gyártásán dolgozunk.
Részletes leírás
Környezetkímélő energetikai rendszer
Szél esetén az erőmű előállítja a szükséges teljesítményű villamos energiát, viszont ha a megtermelt energiára nincs szükség, akkor meg kell oldani a szélenergiából termelt villamos energia tárolását. A hidrogén formájában eltárolt (szél → elektromos energia → hidrogén) szélenergiát szélcsend esetén fel lehet használni villamos energia előállítására a forgódugattyús motor segítségével.
A szélenergia tárolásának másik megoldásán is dolgozunk, nevezetesen a sűrített levegő formájában való tároláson. Erre a célra a kompresszor üzemmódban működő forgódugattyús motort tervezzük használni.
Ezzel gyakorlatilag két feladatot oldunk meg egyszerre. Lehetővé tesszük, hogy a szélerőmű kisebb méretben (tanya, falu, gyáregység) az országos elektromos hálózattól függetlenül is üzemeltethető legyen, másrészről megoldjuk a szélerőmű – csúcserőmű problémát. Szélcsend, vagy kis szél esetén (vagy ha a központi áramellátó rendszernek szüksége van rá) a hidrogén felhasználásával segíthetünk a központi energia rendszer kapacitásának fokozásában vagy akár az üzemelő szélerőmű mellett a szükséges csúcsteljesítmény előállításában.
1. Függőleges tengelyű szélerőmű
A K+F munkánk során olyan függőleges tengelyű forgórésszel ellátott szélerőművet fejlesztettünk ki, amely a vízszintes tengelyű szélerőművek hátrányaival nem rendelkezik, és telepítési, üzemeltetési költségei lényegesen alacsonyabbak annál. Végső soron azonos megtérülési idő mellett a termelt energia költsége lényegesen alacsonyabb lesz, összemérhetővé válik a hagyományos energiatermelési költségekkel.
Az általunk tervezett függőleges tengelyű szélerőmű előnyei a jelenlegi vízszintes tengelyű szélerőművekhez képest:
A függőleges tengelyű szélerőművel termelt villamos áram önköltségi ára fele (nagyobb átlagos szélsebesség esetén egy ötöde), a jelenlegi vízszintes erőművek által termelt áram önköltségének.
  • Az általunk javasolt erőmű élettartama 2-3-szor nagyobb, mint a jelenlegi erőműveké, nem kelt zavaró hang és fény effektusokat.
  • Nem kell leállítani 90 km/h-nál nagyobb szél esetén, mert a földön előforduló bármilyen sebességű szél esetén működőképes és jó hatásfokkal hasznosítja a szél, szélsebességgel köbösen arányos energiatartalmát.
  • A szél irányára nem érzékeny, a bármely irányból érkező szelet egyaránt jól hasznosítja.
  • Nincs szükség a generátor és bonyolult szabályzó berendezések magasban való elhelyezésére, mert minden berendezés az erőmű alatti gépteremben, kényelmesen szerelhető módon van elhelyezve.
  • A gépteremben elhelyezett berendezések karbantartása egyszerű, az erőmű föld feletti része gyakorlatilag karbantartást nem igényel.
  • Az erőmű szilárdságtani konstrukciójából adódóan a jelenlegi szélerőműveknél sokkal nagyobb, egységenként akár 50-100 MW teljesítményű erőművek is építhetők.
  • Mivel zárt térbeli egységet képez, ezért a madarakra teljesen veszélytelen.
  • A környezetre káros hatása nincs.
2. Hidrogénfejlesztő készülék
A projekt célja egy a vizet minél kisebb energiával oxigénre és hidrogénre bontó berendezés megtervezése, a prototípus legyártása, valamint a sorozatgyártás előkészítése.
Az igény a függőleges tengelyű szélerőmű tervezése során jelent meg, mivel komplex megoldást szerettünk volna javasolni a szél energiájának kihasználására.
A találmány lényege, hogy egy különleges műszaki megoldással viszonylag kis energiával leszakítjuk a hidrogént az oxigén atomról. Az így keletkezett hidrogént és oxigént arra alkalmas tartályokban tároljuk, további felhasználásig.
A megoldás előnye, hogy a keletkezett hidrogén könnyen tárolható és teljesen környezetbarát üzemanyag. Az új megoldásnak köszönhetően a jelenleg alkalmazott hidrogénfejlesztőkben felhasznált energiánál kevesebb energia szükséges a víz felbontásához.
3. Forgódugattyús motor
A projekt célja a jelenlegi dugattyús motoroknál gazdaságosabb, nagyobb hatásfokú forgódugattyús robbanómotor létrehozása. A motor a szél segítségével termelt hidrogén felhasználásával villamos energiát állít elő szélcsendes időben, vagy amikor a csúcsterhelés miatt az elektromos hálózatnak kiegészítő teljesítményre van szüksége.
A jelenlegi Ottó illetve diesel motorok több problémával is rendelkeznek, amelyek miatt a hatásfokuk elég alacsony, illetve felhasználásuk korlátozott.
Egyik legfőbb probléma az, hogy a robbanáskor keletkező energiát egyenes, majd egy alternatív mozgáson keresztül tudják forgó mozgássá alakítani. Ez azt jelenti, hogy állandóan mozgásban kell tartani egy lengő tömeget, ami az égésből származó energia egy részét felemészti.
Az általunk alkalmazásra javasolt forgódugattyús motor lényege az, hogy a dugattyú, forgó mozgást végez. Ezzel a megoldással megszüntettük az alternatív mozgást végző lengő tömegeket. A motor járása teljesen egyenletes és gyakorlatilag bármilyen nagy teljesítményben megépíthető.
Az általunk tervezett motor forradalmasíthatja az erőmű ipart, mivel a jelenlegi gőzturbinák (melyek hatásfoka 23-27% körüli) helyett kiválóan alkalmazhatók szinte bármilyen teljesítményű kivitelben, s nem lényegtelen, hogy hatásfoka kb. 60%-al jobb a jelenlegi gőzturbinákénál.
Külön érdekessége a motornak, hogy a jelenleg alkalmazott hajtóanyagok bármelyikével üzemeltethető, azaz a hajtóanyag lehet gőz, sűrített levegő, benzin, gázolaj, hidrogén, vagy bármely éghető gáz, vagy folyadék.
A jelenlegi robbanómotorok helyett használva az üzemanyag felhasználása 70%, ugyanazon teljesítményt szolgáltatva. Különös előnye, hogy hidrogén üzemanyag használata esetén minimálisra csökkenthető a környezet szennyezés az elégetett hidrogén energiájának maximális kihasználása mellett.
A motor kifejlesztése kapcsán két fő piaci célt tűztünk magunk elé. Egyik az energetikai ipari alkalmazás a jelenlegi (különböző hagyományos, szén, olaj, gázolaj, vegyes tüzelésű, atom) erőművekben alkalmazott, alacsony hatásfokú gőzturbinák lecserélésére.
A másik cél a jelenleg használt robbanómotorok lecserélése. Itt az alternatív mozgás hiánya miatt igen csendes, nagyon jól kiegyensúlyozott, nyugodt járású motorokat lehet tervezni, lényegesen jobb hatásfokkal.
A forgódugattyús motor felhasználási lehetőségei
  • Robbanómotorként használva
Az általunk javasolt forgódugattyús motor a jelenlegi robbanómotorokban elégetett azonos mennyiségű üzemanyagból kb. 30%-al nagyobb teljesítményt állít elő. Ez azt jelenti, hogy például egy 200 lóerős forgódugattyús motor méreteiben körülbelül a fele a hagyományos Ottó vagy Dízel motornak és a 200 lóerő teljesítmény eléréséhez 70%-nyi üzemanyagot (például hidrogént) használ fel. Eközben a környezetszennyezés lényegesen csökken (hidrogénnel történő üzemelés esetén nulla).
A forgódugattyús motor körülbelül fele annyi alkatrészből áll, mint a hagyományos dugattyús motorok. A gyártása egyszerű, mivel nem igényel bonyolult megmunkálási módokat.
Előállításának önköltsége kb. fele lesz a jelenlegi dugattyús motorokénak.
Ez azt jelenti, hogy fél áron elő tudunk állítani egy méreteiben sokkal kisebb, és adott üzemanyag felhasználás esetén a jelenlegi motorokhoz viszonyítva mintegy harminc százalékkal nagyobb teljesítményű motort.
  • Bármilyen hő, vagy atomerőműben gőzturbinaként használva
A forgódugattyús motort gőzhajtású üzemmódban használva (gyakorlatilag ekkor gőzturbinaként működik) a jelenlegi gőzturbinákhoz képest kb. 60%-al nagyobb hatásfokot tudunk elérni. Ez azt jelenti, hogy a forgódugattyús motort gőzhajtású üzemmódban használva a jelenlegi erőművek (teljesen mindegy, hogy szén, olaj, gáztüzelésű, vagy netán atomerőmű) teljesítményét ugyanolyan mennyiségű fűtőanyag felhasználással lényegesen megnövelhetjük. Ezzel jelentősen csökkenthető a légszennyezés.
A következő lépés az lesz az erőmű iparban, hogy az olajt vagy a gázt nem kazánokban kell elégetni és gőzt termelni, hanem közvetlenül a forgódugattyús motorban és a motorral háromezres szinkron fordulatszámon meghajtani bármilyen nagy teljesítményű generátort. Ekkor a vízmelegítés és gőztermelés energiavesztesége kiküszöbölhető és a rendszer hatásfoka még nagyobb lesz.
A világon nagyon nagy mennyiségű fosszilis energiahordozóval fűtött erőmű üzemel, nagyon rossz hatásfokkal és óriási környezetszennyezéssel. Az általunk javasolt forgódugattyús motorral ez a környezetszennyezés felére-harmadára csökkenthető, továbbá az előállított villamos energia ára is a felére csökkenthető.
Ipari üzemekben, ahol sűrített levegővel működtetett gépeket és berendezéseket használnak, ott sűrített levegővel működtetett üzemmódban a motor felhasználható a „hulladék levegő” hasznosítására, mert abból villamos áramot tudunk a motor és egy generátor segítségével előállítani. Ezzel nagymértékben növelhető az alkalmazott pneumatikus rendszerek gazdaságossága.
Új távlatok nyílhatnak a repülőgép hajtóművek tervezésében, mivel az általunk javasolt forgódugattyús motor alkalmazásával a repülőgép hajtóművek zajszintje jelentős mértékben csökkenthető (a hajtómű kétáramúsági fokának növelésével) és adott üzemanyag mennyiséggel, sokkal nagyobb távolságok átrepülése válik lehetővé.
Gyakorlatilag a forgódugattyús motor fejlesztésének és gyártásának költségeivel egyenes arányban csökkenthetők a környezetszennyezés csökkentésére fordított kiadások, mivel az általunk javasolt motor alkalmazásával a környezetszennyezés nagymértékben csökken.
Ha az erőművekben és a járműiparban az általunk hasznosításra ajánlott forgódugattyús motorhoz hajtóanyagként hidrogént használunk, akkor a környezetszennyezés gyakorlatilag nulla lesz, a föld fölötti ózon lyukak megszüntethetők (be lehet azokat foltozni) és meg lehet állítani a globális felmelegedést is.
A cikk eredete:
http://www.kenerg.hu/projektek.html


Újabb kínai csoda: mágneses szélturbina



POSTED BY VIGH IMRE ON FEBRUÁR - 20 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA

Kína megint első akar lenni. Most épp a világ legnagyobb szélturbináját kezdték el megépíteni, nem is akármilyet. Az első, mágnesesség segítségével lebegő szélgenerátorok már nagyon gyenge szél mellett is áramot termelnek.
A mágneses szélturbina látványterve.A kínaiak szerint a szinte súrlódás nélkül működő, a mágneses vasutakhoz hasonló elvű szélerőművek már 3 m/s-o szél melett is termelnek energiát. Az újfajta szélfarmok a tervek szerint 2008 elejére készülnek el.
A mágneses szélturbina lényege az, hogy a lapátokat nem mechanikai szerkezet tartja, hanem mágneses tér, amit megfelelően elhelyezett mágnesek biztosítanak. Így a mozgás közben fellépő súrlódás és a szerkezet kopása minimálisra csökkenthető. Ezek a hagyományos turbináknál hatékonyabbak, mert már gyenge szél esetén is mozgásba jönnek, nincs meg a nehéz tartószerkezetből eredő tehetetlenségük. Persze kicsit másképp festenek, mint a megszokott szélgenerátorok.
Ha gyenge szél esetén is termelnek áramot, akkor olyan helyre is telepíthetők, ahol kevésbé szeles az időjárás, és a korábbi, hagyományos turbinákat nem volt értelme alkalmazni.
Hogy ez idáig miért nem történt meg? Nos, a mágneses széltubináról csak nagy méretekben van értelme gondolkodni, mert a beüzelemlés költségei nagy teljesítményű erőműnél térülnek csak meg.
A mágneses szélturbina egyébként nem kizárólag kínai találmány. Az amerikai Magwind nevű vállalat már gyárt ilyeneket kis méretben, csak így olyan drága, hogy nem kell senkinek.
Kína persze nem a környezettudatosság miatt akar ílyen módon áramot termelni, hanem azért, mert a rohamosan fejlődő ipar számára lassacskán már nem tudnak elegendő villamos energiát előállítani.
Ádám Rita
vezető meteorológus
Meteo21
2007. november 12.


Víz alatti erőmű Norvégiába



POSTED BY VIGH IMRE ON NOVEMBER - 9 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
A kozmikus eredetű árapály jelenség hatalmas víztömeget mozgat a világóceánban. Ezt a mozgási energiát már a XVIII. századtól használja az emberiség malomkerekek meghajtására. Norvégiában novemberben adtak át egy víz alatti erőművet, amely a dagály és az apály erejét alakítja át villamos energiává.
Tenger alatti árapály-minierőmű biztosítja egy norvég kisváros lakónegyedének energiaellátását – adta hírül az MTI nyomán a Népszabadság. A Hammerfest közelében felépített erőmű évente 700 ezer kilowattóra áramot termel, amivel 30 lakás éves energiaigényét tudja biztosítani. Ez önmagában elhanyagolható mennyiségnek számít, ám hasonló környezetbarát berendezéseket elvileg bárhol lehet telepíteni a tengerparti övezetben, ahol elegendő az apály és a dagály közötti szintkülönbség.
A dagály és az apály vízszintváltozásait a Hold és a Nap együttes vonzásának a világóceánok vizére kifejtett hatása okozza, tehát az árapály eredetét tekintve kozmikus jelenség, akárcsak a nemrég Magyarországon is feltűnő sarki fény. A Hold ugyan jóval kisebb, mint a Nap, de közelsége révén jóval nagyobb vonzerőt fejt ki a Napnál. A Föld forgásából és a Hold keringéséből adódik, hogy csaknem 25 óránként jelenik meg ugyanazon földi pont felett, ami megmagyarázza a dagály idejének naponkénti 50 perces elcsúszását. A Hold keringési ideje 28 nap, ez a periódusa a szökő- és a vakárnak is. A szőkőár a legmagasabb vízszintemelkedés, a vakár pedig a legalacsonyabb. Minthogy a Nap is kifejti vonzó hatását, a két erő segíti egymást együttállás, azaz újhold, illetve szembenállás, telihold idején, ilyenkor a dagály nagyon magas szokott lenni. Az első és az utolsó holdnegyed idején a vonzóerők gyengítik egymást, ezért jön létre a vakár. Naponta két dagály van, ami annak köszönhető, hogy a felduzzadó vízburok árhulláma 24 óra és 50 perc alatt kétszer is körbejár a Földön.
Az árapály-energia megcsapolásának technológiáját Európában már a XVIII. században kidolgozták. Akkor jelentek meg a kontinens partvidékén az első árapálymalmok. Ezeknél a dagálykor érkező hullámokat nyitott zsilipeken keresztül tározókba vezették, majd az ár maximumánál a zsilipkaput bezárták. Apálykor a vizet ráeresztették a malomkerékre. Hasonló elven működik az az erőmű is, amelyet 1960-ban Franciaországban St. Malónál építettek. Itt egy 24 turbinát magában foglaló gátat emeltek a Rance folyó tölcsértorkolatára. A zsilipek üzemeltetői megvárják, amíg a gát tenger felőli oldalán a vízszint 1,5 méterrel a másik oldal fölé emelkedik, majd átengedik a vizet az áramtermelő turbinákon. Amikor az ár visszahúzódik, a turbinák lapátjai ellentétes irányba forognak, így a visszaáramló víz is áramot termel. A 240 megawattos teljesítményű erőmű egy közepes város energiaigényét képes biztosítani. Az ilyen hatalmas létesítmények mégsem terjedtek el, mivel túlságosan sokba kerülnek, csak kevés hely alkalmas rá, hogy viszonylag olcsón építsenek ott árapályerőművet – írja a Népszabadság.
A norvég árapályerőműben több műszaki újítást is bevezettek. Az egyik az volt, hogy az áramló tengervíz egy tengeri csatornában a mederfenékre telepített turbina lapátjait forgatja. A másik újdonság az, hogy a mozgó víz energiáját hálózati áramtermelésre használják. Az új típusú erőmű előnye, hogy csendes, nem zavarja a látványt a tengerparton, és kisebb terepátalakítást igényel. Hátránya, hogy sokba került, és a hagyományos vízierőműveknél háromszor drágábban állítja elő a villamos energiát.
Forrás: sulinet.hu


Meggyújtották a vizet a fizikusok



POSTED BY VIGH IMRE ON OKTÓBER - 28 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
Végy egy kémcsövet, töltsd meg sós vízzel, majd tarts egy égő gyufát a kémcsőhöz. Láng lobban fel, ég a víz! Nem bűvésztrükk és nem csalás, valóban kitartóan ég a láng a víz felszínén. Otthon sajnos nem lehet kipróbálni ezt a fantasztikus jelenséget, jól felszerelt fizikai laboratórium kell hozzá.
J. Kanzius (KC Energy, Erie, USA) véletlenül fedezte fel a jelenséget. Hamarosan bemutatták a clevelandi televízióban, és megindultak a találgatások, hogy mi állhat a hátterében.
A tudományos közösség nagyon kétkedve, kritikusan fogadta a bejelentést. Szerencsére akadt két kutató, R. Roy és M. L. Rao a Pennsylvania Egyetem anyagtudományi intézetében, akik vizsgálatra érdemesnek tartották az égő vizet. Módszeres, alapos kísérletekkel tárták fel a hátteret, és eredményeikről a Materials Research Innovations hasábjain számoltak be.
Ég a sós vízből a rádiófrekvenciás sugárzás hatására kivált hidrogén és oxigén, a láng magassága a sótartalomtól függően változik
A laboratóriumokban új és új megoldásokat keresnek a víz bontására, hidrogénre és oxigénre történő szétválasztására. Katalizátorokkal, fénnyel, kis energiájú sugárzásokkal próbálkoznak. Kanzius a rádiófrekvenciás besugárzásban találta meg a megoldást. Polarizált, 13,56 megahertzes elektromágneses sugárzás hatására a sós víz szobahőmérsékleten disszociált, vagyis a víz szétvált összetevőire.A kutatók módszeresen végigvizsgáltak egy tágabb frekvenciatartományt, de a jelenség csak a 13,56 megahertz környékén lépett fel. Ebből arra következtettek, hogy egyértelműen valamilyen rezonanciajelenség lépett fel: a besugárzással a sós víz valamilyen saját frekvenciáját “találták el”, ez indította el az átalakulást.
A kísérletek során széles határok, 0,1 és 30% között változtatták a sótartalmat. Magasabb sótartalomnál nagyobb, esetenként 10 centiméternél is magasabb volt a láng. A vízbontás teljesen egyértelműen a besugárzáshoz kapcsolódik, a rádiófrekvenciás generátor bekapcsolására azonnal elindul és kikapcsolásra rögtön leáll. A kémcső tetején mindaddig ég a hidrogén-oxigén-levegő keverék, amíg van a vízből.
Forrás: origo.hu



Az emberiség energiakilátásai



POSTED BY VIGH IMRE ON SZEPTEMBER - 10 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
A környezetszennyezés egyidős az emberiséggel. Bár egyes zöld szervezetek hajlamosak megfeledkezni róla, az energiaforrások felhasználása és az abból eredő környezeti terhelés sajnos éppúgy a civilizáció kikerülhetetlen velejárója, mint a bálnák tengerbe való visszatuszkolása. Nem kis részben a zöldeknek köszönhetően az utóbbi években egyre inkább a figyelem középpontjába került az energiaprobléma és a fenntartható fejlődés kérdése. A 80-as években még főként környezetvédelmi téma volt, a 90-es évekre már erőteljesen politikai kérdéssé is vált mindez.









.
Az energiahordozók felhasználásának robbanásszerű növekedését az ipari forradalom hozta el. Ez a környezetszennyezés forradalma is volt. Igazán sikeresen attól kezdve romboljuk környezetünket és éljük fel a rendelkezésünkre álló energiahordozókat. Az emberiség energiaigénye azóta folyamatosan növekszik. Ha megvizsgáljuk, hogyan változott a világ energiafelhasználása az 1970-es évektől, a bal oldali ábrát kapjuk eredményül (az energiaértékek terrawatt (TW) egységben értendők)


1970 és 2002 között mintegy 90 %-al nőtt a felhasznált energia mennyisége. Gazdaságkutató szakemberek egyetértenek abban, hogy ez a tendencia a XXI. században is tovább tart majd. Az ábrán az Amerikai Energia Hivatal egyik szervének, az Energy Information Administration-nek (EIA) a prognózisa látható, mely szerint 2020-ig további 60 %-os növekedés várható. Miért? Egyrészt a világ népessége folyamatosan nő. 2050-re az ENSZ előrejelzése szerint a mostani 6-ról 10 milliárdra. Másrészt egyes fejlődő országok (főleg a távol-keleti, valamint a közép-, és dél-amerikai régióban) gazdasága igen gyorsan növekszik. Jelenleg a fejlett országok (OECD) a világ energiaforrásainak több, mint felét használják, pedig népességük a világ népességének csak alig 20 %-a. A fejlődő országokban az egy főre jutó átlagos energiafogyasztás hatoda a fejlett országokéinak. Ez a jövőben biztosan megváltozik.
Mi lesz, ha a világ népességének 80 %-át kitevő fejlődő országok lakói akár csak megközelítően olyan szinten fognak élni, mint a fejlett országok polgárai? Ha a következő 50 évben akár csak kétszeresére nő az egy főre jutó energiafelhasználás a fejlődő országokban (ami biztos), a várható népességnövekedéssel együtt ez legalább kétszeres energiafelhasználást eredményez a világon.
Ahhoz, hogy ennek következményeit le tudjuk mérni, most megvizsgáljuk azoknak az energiaforrásoknak a tulajdonságait, melyekből ma energiát termelünk. Szándékosan rosszindulatúak leszünk, és azokra a problémákra világítunk rá, amelyek a különböző energiaforrásokkal kapcsolatban felmerülnek.

Energiaforrások és készletek
A világon ma használt energiaforrásokat az alábbi 3 csoportba oszthatjuk:
Fosszilis tüzelőanyagok
Nukleáris hasadóanyagok
Megújuló energiaforrások
- olaj
- szén
- földgáz
- urán
- tórium
- vízenergia
- szélenergia
- napenergia
- árapály energia
- hullámenergia
- geotermikus energia
- óceánok hőáramlási energiája
- biomassza





Az alábbi torta azt mutatja, hogy az egyes energiahordozók milyen mértékben veszik ki részüket energiaigényeink fedezéséből (EIA adatok):
Fosszilis tüzelőanyagok
Jelenleg az emberiség energiaszükségletének túlnyomó részét, majdnem 80%-át olaj, szén és földgáz elégetéséből nyeri. Ezek a források természetesen egyszer elfogynak, kérdés csak az, mikor.
Olaj
Legfőbb energiaforrásunk közel 35 %-al az olaj, főként azért, mert a közlekedés és szállítás túlnyomó része erre az energiaforrásra épül és ez a közeljövőben biztosan így is marad. A felhasznált napi 80 millió hordós mennyiség évi 2-3 %-al nőni fog a következő 20 évben. Becslések szerint a jelenlegi felhasználási ütem mellett körülbelül 30 – 40 évre elegendő az úgynevezett hagyományos olajkészlet, vagyis amit a mai olajkutakkal termelünk ki (jegyezzük meg, hogy ez a szám azért valószínűleg nagyobb. Az előbbi érték csak az, amit ma becsülnek a szakemberek, és ami a feltárások folytatásával valamelyest nőhet). A Föld mélye még ennek 2-3 szorosát rejti magában olyan formában, melyet csak nagyobb energiabefektetéssel és drágább technológiák alkalmazásával lehet a felszínre hozni. Az úgynevezett nehéz olaj, a kátrányhomok, és az olajpala azokat a készleteket alkotják, melyeket ma ugyan még nem hasznosítanak az alacsony piaci árak miatt, de amint a hagyományos készletek fogyása miatt jelentősen megnőnek az olajárak, gazdaságossá válik kitermelésük.
Földgáz
A földgáz az a tüzelőanyag, amelynek felhasználása gazdasági és környezetvédelmi okokból kifolyólag is a legerőteljesebben növekszik. A gázturbinás erőművek világszerte terjedőben vannak. 1999 óta több energiát termel földgázzal az emberiség, mint szénnel, és az elkövetkező 20 évben előreláthatólag kétszeresére nő az elégetett éves mennyisége. A mai felhasználás mellett a készletek 60 – 70 évre elegendőek.
Szén
A szénnek, amely a XIX. században még a gazdasági fejlődés motorja volt, egyre csökkenő részesedése van az energiatermelésben. Bár éves felhasznált mennyisége- főleg India és Kína “jóvoltából” – 2020-ra mintegy 40 %-al növekszik, a összenergiafelhasználás ennél gyorsabban nő, ezért a szén részaránya egyre alacsonyabb lesz. A Föld készletei a mai fogyasztás mellett még mintegy 230 évre elegendőek.
Az a tény, hogy az emberiség ma a fosszilis tüzelőanyagokra építi civilizációját, két fő problémát vet fel:
1. Az előbbi számokból látszik, hogy a jelenlegi energiastruktúra a készletek fogyása miatt már a század végéig sem tartható fenn. Ma úgy számolhatunk, hogy legkésőbb a 2050-es években mindenképpen hiány jelentkezik. Ez persze még nem holnap lesz, de a most fiatal generációkat már érinteni fogja.
2. Az energiahordozók kimerülésénél is nagyobb problémát jelent azonban az az óriási környezetszennyezés, amit a fosszilis tüzelőanyagok használata okoz. Ez egyrészt azoknak a kén és nitrogén oxidoknak köszönhető, amelyek a levegőbe kerülve közvetlenül felelősek a légzőszervi megbetegedések számának növekedéséért, a savas esőkért, a talaj és az édesvizek savasodásáért, a nagyvárosi szmogért. A Föld jövője szempontjából azonban van még egy ennél jóval jelentősebb környezetszennyező hatás: az üvegházhatást okozó gázok keletkezése. Legjelentősebb ezek közül a CO2 (emellett még a metán és a salétrom oxid játszik fontos szerepet). A legtöbb üvegházhatást okozó gázt a szén elégetése termeli. Ha a különböző típusú erőművekben ugyanannyi energiát akarunk termelni, az ehhez szükséges szén elégetésével 80 %-al több CO2 kerül a levegőbe, mintha gázt használnánk, és 20 %-al több, mintha olajszármazékot. Ma a CO2 kibocsátás 50 %-áért az olaj, 30%-áért a szén, 20%-áért pedig a földgáz a felelős (és 100 %-áért az ember).
A CO2 kibocsátás az ipari forradalom kezdetétől folyamatosan nő. Mérések azt mutatják, hogy az elmúlt 160 000 évben az atmoszféra CO2 koncentrációja közel állandó volt, majd az 1800-as évek elején rohamosan növekedni kezdett. Mára sikerült elérni, hogy a kezdeti értéknél 25 %-al nagyobb legyen. (Persze felmerül a kérdés, hogy honnan tudjuk, mennyi volt a CO2 mennyisége 160 000 évvel ezelőtt. Nos, az antarkriszi jégpáncélban megőrződtek a különböző időszakokból származó légbuborékok, melyek korát és összetételét nagy pontossággal meg lehet állapítani)
Ezen az ábrán nyomon követhetjük a CO2kibocsátás alakulását 1990 – től kezdődően. Jelenleg a fejlett országok felelősek a CO2 kibocsátás 50 %-áért, ennek felét egyedül az Egyesült Államok okozza. Sajnos a fejlődő országok iparosodása azt eredményezi, hogy CO2kibocsátásuk a jövőben jelentősen megnő és 2020-ra átvehetik a vezető szerepet. ( itt jelenleg Kína viszi a prímet 11%-al).
Kérdés, hogy milyen hatásai vannak az üvegház gázoknak. Az üvegházhatás lényege, hogy a Napból jövő, és a Földről visszaverődő hősugarak ezekben a gázokban részlegesen elnyelődnek, emelve ezzel a légkör hőmérsékletét, és globális felmelegedést okozva az egész Földön. Bolygónk és a rajta lévő bioszféra túl bonyolult ahhoz, hogy ennek következményeit egyelőre pontosan meg tudjuk jósolni. Jelenleg nincs egyértelmű tudományos bizonyíték arra, hogy az üvegházhatást okozó gázok miatti globális felmelegedés megkezdődött. A globális felmelegedés mellett érvelők az utóbbi évtizedekben tapasztalt, kissé aggasztó jelenségekre hívják fel a figyelmet:
- a múlt század 10 legmelegebb évéből 4 a 90-es években volt, az utóbbi 1000 év legmelegebb éve 1998 volt
- a világ számos gleccsere folyamatosan olvad
- az óceánok vízszintje évente 2 mm-el emelkedik
- az El Niňo anomália gyakoribbá vált
- szokatlanul gyakoriak a heves áradások
- hatalmas jégtáblák szakadnak le a sarkokról
Azok a szakemberek, akik nem fogadják el, hogy ezek az események az emberi tevékenység következményei, arra hivatkoznak, hogy ilyen extrém jelenségek korábban is előfordultak. Egy biztos: ha a felmelegedés elkezdődött, akkor 100 évig még mindenképpen érezni fogjuk a hatásait, még akkor is, ha holnap minden erőművet leállítunk. Ennyi idő ugyanis, amíg a légkörből természetes folyamatok által kivonódik a felhalmozott CO2 (feltéve persze, hogy nem indítottunk el visszafordíthatalan folyamatokat).
A tudományos vita a globális felmelegedésről tehát még tart. Igazából az a helyzet, hogy a mai tudásunk tükrében csak annyira merhetünk jóslatokba bocsátkozni, mint azt az asztrológusok teszik: lehet, hogy egyáltalán nem okoztunk komoly problémát, de az is, lehet, hogy már most meggyilkoltuk magunkat.
Nukleáris hasadóanyagok
Az atomreaktorok a II Világháború után kapcsolódtak be az energiatermelésbe. Részesedésük azóta folyamatosan növekedett, ma a világ energiafelhasználásának közel 7 %-át biztosítják atomenergia termeléssel (az atomenergia az elektromos energia termelésből 17%-al veszi ki a részét). A folyamat az 1990-es években megfordult, 2020-ig az atomenergia részesedése csökkenni fog. Ez azért van, mert a 70-es, 80-as évek atomerőmű építési hulláma alatt több jelentős reaktorbaleset is bekövetkezett, ami meglehetősen rontotta az atomenergetika imidzsét. Sok országban erős társadalmi ellenszenv bontakozott ki az atomerőművekkel szemben. Japán kivételével ma egyetlen fejlett országban sem épül atomerőmű. Az atomenergia részesedése mégsem fog jelentősen csökkenni. Egyrészt azért, mert a fejlett országok legtöbbjében az atomerőművek tervezett élettartamát meghosszabbítják, másrészt mert a fejlődő ázsiai országokban jelentős atomerőmű építkezések vannak és lesznek is, ami miatt a térség 2020-ra megduplázza nukleáris kapacitását.
Az atomreaktorok üzemanyagát uránércből nyerik. A benne lévő uránnak csak 0,7%- a hasadóanyagnak alkalmas 235U, amelyet aztán mesterségesen feldúsítanak és ebből készül az erőműben használt fűtőelem.
A jelenlegi felhasználási ütem mellett (mely ma úgy tűnik, többé-kevésbé állandó marad) a Föld mélye 40-50-évre elegendő uránt rejt magában. Nukleáris szakemberek azonban kidolgoztak egy olyan technológiát, amely segítségével a földben hatalmas mennyiségben megtalálható tóriumot – mely eredetileg nem alkalmas hasadóanyagnak – át lehet alakítani üzemanyaggá. Az eljáráshoz úgynevezett tenyésztő reaktorokat kell építeni. Ha ez a ciklus megvalósul, akkor a tórium készletek még további 2-3000 évre (!) elegendő energiaforrást biztosítanak, ami megnyugtatóan sok.A nukleáris energia felhasználása a fosszilis tüzelőanyagokhoz képest minimális környezeti terheléssel jár. Az atomerőművek nem bocsátanak ki káros anyagokat, és normál körülmények között a környezet radioaktív anyagokkal való terhelése is elhanyagolható. Sajnos azonban két ellenérv is felhozható az atomenergia alkalmazása ellen. Ha súlyos reaktorbaleset következik be, nagy mennyiségű radioaktív anyag juthat a környezetbe, ami beláthatatlan következményekkel járhat. Erre a lehetőségre legyinthetnénk, ha Csernobillal az élen nem szolgálhatnánk ellenpéldákkal. Bár a nukleáris ipar biztonsági előírásai ma már összehasonlíthatatlanul szigorúbbak, mint Csernobil előtt voltak, egy ilyen baleset lehetőségét sohasem lehet majd teljesen kizárni.
A másik gond, hogy az elhasznált, de erősen radioaktív fűtőelemeket, valamint a működés során, és az atomerőmű lebontásakor keletkező, szintén radioaktív hulladékokat biztonságosan tárolni kell. A tárolás időtartama a hulladék lebomlási idejétől és aktivitásától függően lehet néhány száz év (kis-, és közepes aktivitású hulladékok), de akár több ezer év is (nagy aktivitású hulladékok). Bár ennek biztosítására ma már megvannak a technológiák, a túl nagy időtávlatok gondolkodóba ejtik az embert: a zöldek szívesen elbeszélgetnének azzal, aki kijelenti nekik, hogy olyan tárolót képes építeni, amely 10 ezer évre garantálni tudja a radioaktív anyagok izolációját.
Az atomenergia tehát egy olyan ellentmondásos energiatermelési forma, mely bár képes lenne biztosítani az emberiség energiaszükségletét, számos veszéllyel is jár.
Megújuló energiaforrások
A megújuló energiaforrásokról az utóbbi két évtizedben a környezetvédelem és a fenntartható fejlődés kapcsán nagyon sokat lehetett hallani. Megújuló energiaforrásoknak nevezzük mindazokat az energiafajtákat, melyek az emberi felhasználás eredményeként nem csökkennek, vagy a felhasználás ütemében újratermelődnek. A zöld szervezetektől mást sem hallani, mint hogy az emberiségnek a környezetszennyezés csökkentése és a fenntartható fejlődés biztosítása érdekében a fosszilis tüzelőanyagok és az atomenergia használata helyett a megújuló energiaforrásokra kellene áttérnie. A korábban látott diagrammból kiderül, hogy (ha a vizienergiát és a biomassza energiát nem számítjuk), az emberiség összes energiaszükségletének csak 0,5 %-át fedezi a zöldek által sokat emlegetett nap-, szél-, és egyéb megújuló energiaforrásokból. Ez rendkívül csekély mennyiség. Vajon miért van ez? Miért nem használjuk a környezetbarátnak mondott megújuló energiaforrásokat? És valóban olyan környezetbarátak? Valóban képesek biztosítani az emberiség növekvő energiaigényeit? Amint mindjárt kiderül, sajnos ezekkel az energiatermelési módokkal is számos energetikai és környezetvédelmi probléma párosul.
Vízenergia
A vízenergiának a megújuló energiaforrások között kitüntetett szerepe van, mert a biomassza hasznosítás kivételével jelenleg az egyetlen, amely számottevő szerepet játszik a világ energiaigényének kielégítésében (2,3 %). Az elektromos energiatermelés hőskorában, a XX. század első felében sokáig úgy tűnt, a vízenergia lehet az elektromos áramtermelés legfőbb forrása, és a ma fejlett országokban sorra épültek a vízerőművek. A vízenergia részaránya azonban néhány évtizede mégis folyamatosan csökken. Előállítási költsége ugyanis nagyban függ attól, hogy milyen adottságú helyre telepítik az erőműveket. Először természetesen a legjobb helyekre kerültek. Miután azonban ezeket már felhasználták, a rosszabb adottságú területek már egyre kevésbé voltak versenyképesek az olcsó kőolajjal és földgázzal szemben.
A fejlett országokban a vízenergia termelés az elmúlt 30 évben nem nőtt jelentősen és várhatóan már nem is fog. Más a helyzet a fejlődő országokban, ahol még nem használták ki az összes kedvező földrajzi helyzetű területet (például jelenleg is építik a világ majdan legnagyobb energiatermelő mammutját Kínában a Jangce folyón, mely 2009-re készül el és 18,2 GW teljesítményű lesz). Ha számításba vesszük az összes olyan helyet a Földön, ahol egyáltalán érdemes vízerőművet építeni (ezt energiagazdálkodási szakemberek megtették), akkor kiderül, hogy ezek összesen mintegy 3 TW teljesítménnyel tudnának üzemelni.
Az emberiség jelenleg mintegy 14 TW-ot használ, tehát, ha ma minden szóba jöhető helyen lenne vízerőmű, akkor is alig több, mint 20 %-át tudná fedezni a mai szükségleteknek, amely arány a jövőben tovább romlik. Ma még a 3 TW-nak csak mintegy 12 %-át használják ki, tehát elvileg mód van a vízenergia felhasználásának bővítésére, de a további építkezéseket akadályozza az a tény is, hogy a vízerőmű építés jelentős környezeti károkat okoz. A gátak, víztározók, csatornák, zsilipek építése a környezet nagymértékű átalakításával jár. Embereket kell lakóhelyükről elköltöztetni, területeket elárasztani, ami az ökoszisztéma megváltozását eredményezi. Fajok tűnhetnek el a területről, vagy pusztulhatnak ki (na jó, azért legyünk igazságosak: az árvízveszély megszüntetése, az öntöző és ivóvízellátás biztosítása a vízierőművek jótékony hatásai közé tartozik, igaz, ez nem a környezetnek, hanem csak az embernek segít). Mindezek miatt Kanada kivételével egyetlen fejlett ország sem tervezi nagyobb vízerőmű üzembe helyezését. A zöldek is több fantáziát látnak a kisebb, helyi igényeket kielégítő vízerőművekben, melyek jobban képesek beilleszkedni a környezetbe, ezek azonban soha nem fognak jelentős mennyiségű energiát termelni.A vízenergiatermelés tehát még növelhető, de semmiképpen nem képes az emberiség növekvő energiagondjait megoldani, használata pedig jelentős környezetrombolással jár együtt.
Napenergia
Az emberiség által kiaknázható napenergia készlet megdöbbentően nagy. Ha azt mondtuk, hogy jelenleg évente 14 TW év energiát használunk, akkor a Földre évente érkező kb. 90 000 TW évből (!) a mai becslések szerint kiaknázható 1000 TW év energia valóban hatalmas mennyiség. A napenergia hasznosításának számos módja van, ezek technikailag két főbb csoportba sorolhatók. Az egyik esetben a napsugárzást hővé alakítják. Ehhez olyan felületre van szükség, amely jól nyeli el a sugárzást, felmelegszik és hőjét átadja pl: a vele érintkező víznek. Ezt a vizet közvetlenül is fel lehet használni, de akár villamos energia is termelhető vele. Az ilyen berendezéseket napkollektoroknak nevezzük.
A másik csoportba a napelemek tartoznak, melyek a fotoelektromos hatás segítségével a rájuk eső napsugárzásból közvetlenül elektromos áramot állítanak elő. Az első csoportba tartozó rendszerek technológiája ma már érettnek tekinthető, olyannyira, hogy egyes melegebb éghajlatú országokban – ilyen például Görögország és Izrael – az egy-egy ház melegvíz ellátására szolgáló napkollektorok rendkívül elterjedtek. A napelemek ma is folyamatos fejlesztés alatt állnak.
Adott tehát egy kimeríthetetlen, hatalmas mennyiségben rendelkezésre álló energiaforrás, amelynek kihasználása ráadásul nem szennyezi a környezetet. A napsugárzás hasznosítása ma a fő energiaforrásokhoz képest mégis elenyésző. Ennek magyarázata a napenergia tulajdonságaiban és a napenergia hasznosítás jelenlegi fejlettségében keresendő. A napsugárzás nem egyenletesen érkezik a Földre, intenzitása az évszak, a napszak és az időjárás változásával jelentősen módosul. Ez a megbízhatatlanság rendkívül megnehezíti a napenergia ipari méretű hasznosítását, ugyanis az általa termelt energia mennyisége a Föld jelentős részén nem tervezhető előre. Nehéz lenne egy olyan gazdaságot működtetni, amely leáll, ha felhős az idő. Erre a problémára megoldást jelentene, ha a villamos energiát ipari méretekben lehetne tárolni, mert így a megtermelt energiát egyenletesen lehetne a hálózatba juttatni. Sajnos ez ésszerű költségekkel jelenleg nem megoldható.
A megbízhatatlanság mellett a napenergia hasznosítás másik akadálya az, hogy az energiát óriási területről kell összegyűjteni. Egy naperőmű telep körülbelül 50-100-szor akkora helyet foglal el, mint egy ugyanannyi energiát előállító atom, vagy hőerőmű. Ahhoz például, hogy a Magyarország számára ma szükséges energiát napelemekből elő tudjuk állítani, az ország területéből nagyságrendileg 100 km2-t kellene lefedni.
A napenergia termelés elterjedésének harmadik gátja az ára. A napelemek és napkollektorok jelenleg még túlságosan drágák ahhoz, hogy versenyezni tudjanak a nem megújuló energiaforrásokkal (az a néhány naperőműtelep a világon, amely a hálózatba áramot termel, mind jelentős állami támogatással épült). Ez a napelemek esetében a jövőben valószínűleg változni fog. A napelemek előállításához ugyanis félvezetőket használnak, és a félvezetőipar mögött olyan hatalmas kutató-fejlesztő apparátus áll, hogy azok előállítási költsége jelentősen csökkenhet. Ezzel párhuzamosan hatásfokuk is nőni fog, ami kisebb területeken való megépítésüket teszi lehetővé. A napenergia hasznosítás előtt mindent összevetve szép jövő áll – leginkább más energiaforrásoktól távoli helyeken, vagy kisebb közösségek igényeinek kielégítésére – de kiszámíthatatlan jellege és hatalmas területigénye miatt ma úgy látszik, nem válhat elsődleges energiaforrássá.
Szélenergia
Energetikai szakemberek ma a szélenergiát tartják a legígéretesebb megújuló energiaforrásnak. Bár becsült kiaknázható éves mennyisége lényegesen kisebb a napenergiáénál – mintegy 10 TW év – ez bőven elegendő arra, hogy meghatározó szerepet játszhasson az energiatermelésben. Az emberiség már évszázadok óta használja ezt az energiaforrást. A szélenergia hasznosítására szolgáló gépek lényegében ma is ugyanazon az elven működnek, mint a régi szélmalmok, legfeljebb alakjuk változott kissé, na meg az, hogy ma elektromos energia termelésére használják őket és nem őrlésre. Technológiájukból adódóan a szélgépek turbinái nemcsak szélcsendben, hanem kis szélsebesség (9 – 18 km/óra) mellett sem tudnak üzemelni, túl nagy sebesség ( a szélturbina fajtájától függően 50 – 100 km/óra körül) mellett pedig a berendezések biztonsága érdekében kell őket leállítani, vagyis csak viszonylag állandó, közepes szélsebességű helyeken használhatók gazdaságosan. A legalkalmasabb ilyen helyek a tengerpartok, de szélerőművek a kontinensek belsejében is találhatók.
A szélenergia a fejlett országokban ma a leggyorsabban növekvő megújuló energiaforrás. Európa ebben élen jár a világon: Németország a világ legnagyobb szélenergia termelője, Dánia elektromos energiájának 12 %-át szélerőművek termelik.
A szélenergia hasznosítás sem mentes azonban a problémáktól. A napenergiához hasonlóan ez is nagyságrendileg 100-szor nagyobb területet igényel egy fosszilis tüzelőanyagot használó erőműnél, mivel a szélturbinák között az optimális hatásfokhoz megfelelő távolságot kell tartani. Sokan támadják amiatt a szélerőműveket, hogy a nagy sík területen álló magas szélturbinák hatalmas részt vesznek el a természettől, ráadásul képtelenek beilleszkedni abba, rontva ezzel a tájképet. Kompromisszumos megoldásként már épültek szélerőművek tengerpart közeli vízekben.
Bár az esztétika némileg megítélés kérdése, az viszont már nem, hogy a turbinák rendkívül veszélyesek a madarakra. 1991-ben az akkor 1731 MW-os amerikai szélerőmű park becslés szerint egy év alatt mintegy 10 ezer szárnyast kaszabolt le. A szélerőművek ráadásul zajosak is, ezért lakott településektől megfelelő távolságba kell őket építeni, és ezzel még nem oldódott meg a természet zajterhelésének kérdése. A költségekkel is probléma van: bár az utóbbi 30 évben jelentősen csökkent, a szélenergia termelés fajlagos költsége még mindig többszöröse a fosszilis tüzelőanyagokénak. Emiatt a legtöbb országban állami támogatásra szorulnak a szélerőműveket üzemeltető vállalkozások. Bár a szélenergia termelés minden bizonnyal növelni fogja részesedését a világ energiatermeléséből, a hatalmas területigény miatt valószínűtlen, hogy valaha is meghatározó szerephez jutna.
Biomassza
A biomassza gyűjtőfogalom, az élő szervezetekből származó, folyamatosan termelődő, energiatermelésre felhasználható anyagokat jelenti. Ez az emberiség legősibb energiaforrása. Máig legelterjedtebb ezek közül a fa, de ide tartoznak a mezőgazdasági termelésből visszamaradt növényi hulladékok, állati termékek, az ipari és kommunális szemét, de azok a növények is, melyek magvaiból üzemanyagot lehet gyártani. A biomasszát többféleképpen használhatják fel. Egyrészt közvetlenül elégethetik, ez a hagyományos biomassza hasznosítás. A biomasszából származó energia túlnyomó részét így termelik, a fa ma is a világ energiaszükségletének több, mintegy 11 %-át fedezi. Másrészt később felhasználható energiaforrást, például belsőégésű motorok üzemanyagát (ebben Brazília jár élen a világon, ahol cukornádból biztosítják az ország üzmanyagszükségletének 60 %-át), vagy biogázt állíthatnak elő belőle, ezek a módszerek a modern biomassza hasznosítást képviselik.
A biomassza erősen kilóg a megújuló energiaforrások sorából amiatt, hogy használata a fosszilis tüzelőanyagokhoz hasonlóan környezetszennyezéssel jár. Annyiból jobb a helyzet, hogy ha az elégetett biomassza mennyisége ugyanannyi, mint a megtermelté, akkor a CO2 gáz kibocsátása a fenntartható fejlődéssel összeegyeztethető, mert a felszabaduló CO2 mennyisége pontosan annyi, amennyit az adott növény korábban megkötött. A Világ éves biomassza potenciálját a Világ mai éves energiafelhasználásának mintegy kétszeresére becsülik. A biomassza versenyképessége a felhasznált alapanyagtól és az adott lejárás technológiai fejlettségétől függően nagyon változó. Ha arra kérdésre keressük a választ, lehet-e primer energiaforrás az emberiség számára, nemmel kell felelnünk. Ekkor ugyanis csak az energiaültetvények (vagyis a kifejezetten energiatermelés céljára termesztett növények) jönnek szóba. Ugyanannyi energiát a növények közül a cukornádból lehet legkisebb területen “termeszteni”, de egy 1000 MW-os átlagos hőerőmű teljesítményének eléréséhez így is 1300 km2 kell felhasználni.
A megújuló energiaforrásokkal kapcsolatos kutatás fejlesztési tevékenység az 1973-as olajárrobbanást követően kapott nagy lendületet. Azóta minden megújuló energiaforrás fajlagos költsége jelentősen csökkent. A vízenergia és a biomasszából származó energia kivételével azonban ezek az energiaforrások még mindig nem versenyképesek, emiatt az erre épülő vállalkozások ma még túlnyomórészt állami támogatással működnek. A megújuló energiaforrások felhasználása az előrejelzések szerint mintegy 50 %-al nőni fog az elkövetkező 20 évben (Európában ez még nagyobb növekedést jelent, az Európa Parlament által 2001-ben elfogadott irányelv szerint 2012-re duplájára kell emelni a megújuló energiaforrások részarányát az Európai Unióban).
A megújuló energiaforrások ritkán hangoztatott jellegzetessége a decentralizáltság. A szinte minden országban monopolhelyzetben levő energiatermelő vállalatok által képviselt centralizáltság helyett a helyi közösségek önellátásának kialakulását segíti elő. Bár a megújuló energiaforrások részesedése az energiatermelésből a jövőben örvendetesen nőni fog, sajnos nem képesek környezeti terhelés nélkül energiát biztosítani, sokuk egyelőre nem versenyképes, és jelentős mértékben nem fogják tudni enyhíteni az emberiség növekvő energiagondjait.
Az előbbiekben áttekintettük az emberiség által hasznosított energiaforrásokat. Kötekedők voltunk és a túlélés érdekében próbáltunk minél több hibát találni. Kiderült, hogy valahogy mindegyik energiatermelési formával sántít valami. A fosszilis tüzelőanyagok pusztítják a környezetet és el is fogynak. Az atomenergia veszélyes lehet. A megújuló energiaforrások vagy nem elég hatékonyak, vagy nagy terület kell hozzájuk, vagy megbízhatatlanok, vagy drágák.
Vonatkoztassunk most el egy kicsit a valóságtól és tapasztalataink alapján fogalmazzuk meg, milyen lenne az ideális energiaforrás:
- Legyen kímeríthetetlen
- Kis területen biztosítsa nagy mennyiségű energia előállítását
- Ne károsítsa a környezetet semmilyen formában: se a kiaknázására szolgáló berendezés építése alatt, se működés közben, se akkor, ha baleset történik
- Legyen olcsó.
- Tetszőleges mennyiségben és időbeli ingadozások nélkül szolgáltasson energiát.
Összegezve: legyen képes az egész emberiség energiaigényét folyamatosan, a fenntartható fejlődéssel összeegyeztethető módon kielégíteni. A ma használt energiaforrások egyike sem ideális energiaforrás.
Kapcsolódó anyagok:
Climate Change Science: Adapt, Mitigate, or Ignore?
David A. King, az angol kormány tudományos főtanácsadója


Íme a Norvégok ozmotikus erőműve



POSTED BY VIGH IMRE ON AUGUSZTUS - 31 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
Ha még nem hallottál az ozmotikus energiáról, megbocsátjuk. Bár Norvégiában 1997 óta kutatják a technológiát, csak most nyílik meg a világ első ozmotikus erőműve.
Az ozmotikus energia lényege, hogy kihasználják azt a hidrosztatikai nyomást, amely akkor keletkezik, mikor a friss víz egy speciális membránon halad át a sós vízbe – ez pedig energiát generál.
A Statkraft -mely Európa egyik legnagyobb megújuló energiával foglalkozó vállalata-, sajtóközleményében közli, a Tofte városában felállított üzem „korlátozott kapacitással” működik majd, a kezdeti 2-4 kilowattos teljesítményt a tervek szerint 10 kW-ra emelik. Céljuk, hogy az erőmű néhány éven belül kereskedelmi célokra is használható legyen.
Jelenleg a membrán hatékonysága kevesebb, mint 1 watt négyzetméterenként, de ezt a hatékonyságot 2-3 wattra fogják emelni. A cél az, hogy elérjék az 5 watt / négyzetméter szintet.
Amennyiben ez működni fog, a Statkraft lelki szemei előtt máris vizualizálja a 25 MW-os kereskedelmi ozmotikus erőművet, egy focistadion területének megfelelő telepen. Valójában 5 millió négyzetméternyi membránra lenne szükség – ez elegendő 30000 otthon ellátására.
A Statkraft becslése szerint Európa ozmotikus energia potenciálja 180 TWh évente, azaz mintegy 50 százaléka az EU jelenlegi villamosenergia-termelésének. Ez az adat évente 1600-1700 terrawatt / órával emelkedik világszerte, de őszintén szólva talán nagyobb hangsúlyt kellene fektetni a technológia költség-hatékonnyá tételére, mielőtt globális potenciálra hajtunk.
Forrás: altenergia.hu

Kettős szerkezet a víz rejtélyének kulcsa?



POSTED BY VIGH IMRE ON NOVEMBER - 5 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
A természet számos megoldatlan rejtélyt tartogat, ezek közül az egyik legmeglepőbb a szinte mindenhol jelenlévő víz.
Már az a tény is különös, hogy a jégkocka lebeg a vízen, ami csak fokozódik, ha előveszünk egy hőmérőt és megmérjük a különböző rétegek hőmérsékletét. A felszín közelében 0 Celsius-fok körüli hőmérsékletet észlelünk, míg az alján 4 fok körülit. Ez azért van, mert a víz sűrűbb 4 fokon, mint bármely más hőmérsékleten, ami ugyancsak egyedivé teszi a vizet más folyadékokhoz képest.
A víz különös tulajdonságai ezzel azonban még koránt sem érnek véget és közülük nem egy létfontosságú az élet számára. Mivel a jég nem olyan sűrű, mint a víz, és mivel a víz nem olyan sűrű fagypont körül, mint valamivel magasabb hőmérsékleten, ezért felülről lefelé megy végbe a fagyása. Ennek köszönhető, hogy az élet még a jégkorszakokban is folytathatta fejlődését a tavak vagy az óceánok mélyén. A víz emellett rendkívüli hőelnyelési képességgel is rendelkezik, ami a klímaváltozások elsimításában játszott szerepet, meggátolva számos ökorendszer pusztulását.
Víz nélkül a földi élet gyakorlatilag elképzelhetetlen, ám rendkívüli szerepe ellenére sem létezett egyetlen elmélet sem, ami kielégítő magyarázatot adott volna ezekre a tulajdonságokra – egészen mostanáig. Ha hihetünk a Stanfordi Egyetemen dolgozó Anders Nilssonnak, valamint a Stockholmi Egyetemen tevékenykedő honfitársának, Lars Petterssonnak, akkor végre pontot tehetünk az anomáliák végére.
Elméletük, ami egyébként meglehetősen sok támadás céltáblája, egy több mint 100 éves teórián alapul, amit a röntgensugarak felfedezője, Wilhelm Röntgen vázolt fel. Röntgen azt állította, hogy a vízmolekulák nem csupán egyféleképpen állnak össze, ahogy az a mai tankönyvekben szerepel, hanem két alapjaiban különböző módon. A víz rejtélyeinek kulcsa a két hidrogén- és egy oxigénatomból felépülő molekulák egymás közötti kölcsönhatásaiban keresendő.
Az oxigénatomnak van egy enyhe negatív töltése, míg a hidrogénatomok egy kiegyenlítő pozitív töltése. Ennek köszönhetően a szomszédos molekulák hidrogén- és oxigénatomjai vonzzák egymást, hidrogénkötést hozva létre. A hidrogénkötések sokkal gyengébbek, mint a molekulákon belüli, az atomokat egymáshoz fűző kötések, ezért folyamatosan bomlanak fel és formálódnak újra, azonban akkor a legerősebbek, amikor a molekulák úgy rendeződnek, hogy minden hidrogénkötés egy molekuláris kötéssel sorakozik fel. Ilyenkor minden egyes H2O molekulát négy szomszéd fog körbe, egy háromoldalú piramis, vagyis egy tetraéder alakzatot véve fel; legalábbis a jégben így rendeződnek a molekulák.
A hagyományos nézet szerint a folyékony víznek is hasonló, bár kevésbé merev a szerkezete, amiben plusz molekulák zsúfolódnak a tetraéderes elrendezés nyitott réseibe. Ez megmagyarázza miért sűrűbb a folyékony víz a jégnél, és alátámasztani látszik azokat a kísérleteket, melyekben röntgensugárral, infravörös fénnyel és neutronokkal bombázták a vízmolekulákat. Bár egyes fizikusok szerint, ha a vizet szélsőséges körülményeknek tesszük ki, elkülönülhet két különböző szerkezet, a legtöbben azonban azt tartják, hogy normál körülmények között újra egyszeres szerkezetet vesznek fel.
10 évvel ezelőtt Pettersson és Nilsson egy véletlen felfedezése megkérdőjelezte a fentieket. Röntgensugár elnyelődési spektroszkópiát alkalmaztak a glicin aminosav vizsgálatához. A röntgensugár-elnyelődés csúcsai fényt deríthetnek a célanyag kémiai kötéseinek pontos természetére, ezáltal a szerkezetére is. A kutatóknak egy új, nagyteljesítményű röntgensugár-forrás állt a rendelkezésükre, amivel minden korábbinál pontosabb és érzékenyebb méréseket végezhettek. Hamar észrevették azonban, hogy a glicin közegéül szolgáló víz sokkal érdekesebb színképeket produkál, mint a vizsgálat tárgyát képező aminosav. “Amit láttunk szenzációs volt, így elhatároztuk, hogy a végére járunk” – mondta Nilsson.
Az érdeklődésüket konkrétan egy olyan csúcs megjelenése keltette fel az elnyelődési spektrumban, amit a folyékony víz hagyományos modellje nem indokolt. Egy 2004-es publikációjukban megállapították, hogy bármely adott pillanatban a víz hidrogénkötéseinek 85 százalékának meg kell gyengülnie, vagy fel kell bomlania, ami jóval magasabb arány, mint a hagyományos modell szerinti potom 10 százalék.
A víz két arca. Balra a rendezett tetraéderes szerkezet, jobbra a szabálytalan, sűrű struktúra
A felfedezés hatásai döbbenetesnek tűntek, gyakorlatilag a víz szerkezetének teljes átgondolását sugallták, ezért Nilsson és Pettersson egy másik röntgensugár kísérlethez fordult állításuk megerősítése érdekében. Első lépésként megnyerték maguknak a röntgensugár emissziós színképelemzés szakértőjét, a Tokiói Egyetemen dolgozó Shik Shint. A japán tudós által alkalmazott technika lényege, hogy minél rövidebb a röntgensugarak hullámhossza egy anyag emissziós spektrumában, annál lazábbnak kell lennie a hidrogénkötésének.
Úgy tűnik, a svédek beletrafáltak: a röntgensugarak által kibocsátott spektrumban két csúcs volt, ami két elkülönülő szerkezetre utalt. A hosszabb hullámhosszú röntgensugarak csúcsa a tetraéderesen rendeződött molekulákat jelzi, míg az alacsonyabb hullámhosszú csúcs a rendezetlen molekulák hányadát tükrözi, bizonygatták a kutatók. A lényeg, hogy az alacsonyabb hullámhosszú csúcs volt az intenzívebb a kettő közül, ami arra utalt, hogy a lazán kötődő molekulák gyakoribbak a mintában, megerősítve a csapat korábbi modelljét.
Ami azonban talán még ennél is fontosabb volt, megállapították, hogy a víz hevítésével az intenzívebb csúcs egy még rövidebb hullámhossz felé tolódik, míg a másik csúcs többé-kevésbé állandó marad. Ez arra utal, hogy az összevissza rendeződött molekulákat összetartó hidrogénkötések nagyobb valószínűséggel bomlanak fel melegítés hatására, mint a szabályosan rendeződött molekulák kötései, ami ugyancsak egybehangzik a svédek elméletével. Ezt követően újra elemezték a vízről alkotott hagyományos képet alátámasztó régebbi kísérleti adataikat, és most már ezek az eredmények is megegyeztek az új modellel.
A csapat azt is megvizsgálta, mekkorák a különböző szerkezetek a folyadékon belül, amihez a kaliforniai Stanford Szinkrotron Sugárlaboratórium nagy energiájú röntgensugarait vették igénybe. Ezekkel ezúttal azt mérték, hogyan szórja szét a víz a különböző szögekből beérkező sugarakat. Az eredmény szerint a víz tele van a tetraéderes szerkezetbe rendezett molekulák apró, 1-2 nanométer átmérőjű területeivel. Az eredményekhez hozzátették Uwe Bergmann a Stanford Egyetemen végzett méréseit, amiből kikövetkeztették, hogy a rendezett szerkezetek átlagosan nagyjából 50-100 molekulából állnak, melyeket gyengébb kötésű molekulák tömege vesz körül. Ezek a területek nem fixek, a vízmolekulák egyetlen nanoszekundum töredéke alatt váltogatják a két állapotot a hidrogénkötések felbomlásával és újjáalakulásával.
Nilsson és Pettersson a két szerkezettípus közötti váltakozó egyensúllyal magyarázatot ad arra, miért 4 Celsius-fokon a legsűrűbb a víz. A rendezetlen területeken a vízmolekulák sokkal jobban összezsúfolódnak, nagyobb sűrűséget érve el, mint a tetraéderes szerkezetekbe rendeződött molekulákat magukba foglaló területeken. A jég rendezett szerkezetéből kiindulva nulla fokon ezek a rendezetlen területek viszonylag ritkák lehetnek, azonban ahogy a víz melegszik, a hőenergia többlet hajlamos szétrázni a rendezettebb szerkezeteket, így a molekulák kevesebb időt töltenek a tetraéderes szerkezetben, míg a rendezetlen területeken többet, ezzel átlagosan sűrűbbé teszik a vizet. Ezt kiegyenlítendő a lazán kötődő molekulák a hőmérséklet emelkedésével egyre energikusabban kezdenek mozogni, fokozatosan távolodva egymástól. Amikor elegendő molekula válik laza kötésűvé – 4 Celsius-fokon -, ez a tágulási hatás dominánssá válik, és onnantól a hőmérséklet növekedésével a sűrűség csökkenni kezd.
Pettersson szerint elméletük ugyanilyen tiszta magyarázattal szolgál a vízzel kapcsolatos korábbi anomáliákra, amit más elméletekkel mindeddig nem sikerült elérniük. Ezzel Martin Chaplin, a londoni South Bank Egyetem kémikusa is egyetért. A hagyományos egy komponensű rendszeren alapuló magyarázatok igen nyakatekertekké válnak, mire alkalmazkodnak a víz hőmérséklet okozta változásaihoz. “A kettős szerkezet elméletet szilárdan alátámasztják a kísérletek, és sokkal könnyebben képes magyarázatot adni a víz anomáliáira, mint a hagyományos kép” – tette hozzá.
Nilsson és Pettersson 2004-es publikációját több mint 350 alkalommal idézték más kutatók, ennek ellenére igen nagy a kétkedők tábora. Az egyik kritika, ami Science-ben megjelent tanulmányt éri, hogy a csapat röntgensugarú spektroszkópiás eredményei legalább 50 kölcsönhatásban lévő vízmolekula szimulációján alapultak, ami rendkívül összetett modell ahhoz, hogy pontos eredményeket lehessen leszűrni belőle. “Sokkal pontosabb elméletre van szükség, ahhoz hogy ilyen drasztikus kijelentéseket tegyünk” – kardoskodik Richard Saykally, a Berkeley Egyetem tanára. Szerinte a hagyományos szerkezet hidrogénkötéseinek elrendezésének kisebb változtatásai is elegendők Nilsson és Pettersson röntgensugarú eredményeinek megmagyarázásához. A svéd csoport egyik tagja, Michael Odelius ki is lépett az együttműködésből, mivel nem értett egyet az emissziós adatok értelmezésével.
Az egyik részlet, amit a szkeptikusok igyekeznek meglovagolni a Science publikációban, hogy a lazábban kötődő molekulák gyűrűket és láncokat alkotnak – és valóban, Nilsson és kollégái egyre kevésbé határozottak a rendezetlen molekulák szerkezetét illetően. Eugene Stanley, a Boston Egyetem kutatója szerint azonban ez nem befolyásolja lényegesen az új modell létjogosultságát, az azonban kétségtelen, hogy Nilsson és Pettersson még ma is kemény ellenállásba ütközik, pedig a folyékony víz szerkezetének átfogó ismerete tekintélyes előrelépés lenne. Például érthetőbbé válna a gyógyszerek és proteinek kölcsönhatása a testben található vízmolekulákkal, így hatékonyabb gyógyszerekhez juthatnánk, vagy ha sikerülne megismernünk, hogyan viselkedik a víz a szűk pórusok körül, azzal fokozhatnánk a víz sótalanítására irányuló kísérletek hatékonyságát, amivel növelhetnénk a tiszta, iható vízhez való hozzáférést.
Forrás: sg.hu




Tengernyi energia – megoldások az óceán erejének kiaknázására



POSTED BY VIGH IMRE ON OKTÓBER - 12 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
A világ áramszükségletének 15 százalékát lehetne fedezni a tengerek és óceánok hullámzásának energiájából. Ez kétszer annyi energia, mint amennyit jelenleg a világ összes atomerőműve termel. Az egymás után megjelenő érdekes technológiai ötletek közül néhány még fejlesztés alatt álló, illetve mostanában üzembe helyezett megoldást, berendezést mutatunk be.
A SeaGen rotorjai 180 fokban képesek elfordulni a tengely mentén
“Az óceánok energiáját hasznosító technológiák mindössze öt évvel vannak lemaradva a szélerőművek mögött” – nyilatkozta nemrég a Reutersnek Matthew Clayton, az angol Triodos Renewables cég beruházási igazgatója. A cég, amely mögött a hasonló nevű holland Triodos Bank áll, arra kínál lehetőséget ügyfeleinek, hogy pénzüket alternatív energiaforrások fejlesztésébe fordíthassák. Szélenergia-programokat már húsz éve, a csernobili atomerőmű-baleset óta támogatnak. Legújabb célkitűzésük szerint ezentúl az óceánokban rejlő energiák megcsapolására összpontosítanak.
Ennek első lépéseként idén júliusban elindították SeaGen fantázianevű árapály erőművüket (Marine Current Turbines), amelybe 1,8 millió fontot fektettek. Pénzügyi várakozásaik korántsem alaptalanok, mivel az angol kormány nemrég ígéretet tett arra, hogy 2009-től fokozott állami támogatásban részesíti az energiaszektor eme részterületét. A Triodos Renewables az elmúlt években alaposan megvizsgálta az óceánok megújuló energiaforrásainak kiaknázására kiötölt technológiai lehetőségeket. “Úgy látjuk, hogy a jelenleg versengő 30-40 érdekes és változatos megoldás közül 3-6 olyan van, amely hosszú távon is életképes” – mondja Clayton.
A tengerek és az óceánok valóban hihetetlen mennyiségű energiát rejtenek magukban, ám a mai napig igen csekély mértékben használják ki ezt a kézenfekvőnek tűnő lehetőséget. Bár az utóbbi időben világszerte egyre több cég foglalkozik a kérdéssel, a kezdeti bizonytalanságot jól mutatja, hogy az évről-évre feltűnő, sziporkázóan érdekes technológiai ötletek nagy része rendre megragad a kísérleti stádium szintjén.
A klasszikus megoldásokon át a meghökkentően fura elképzelésekig az óceánok energiáját hasznosító berendezések alapvetően négy alaptípusra vezethetők vissza, úgymint árapály-, hullám-, tengeráram- és az óceánok vertikális hőmérsékletére épülő erőművek. Híveik szerint előnyük nemcsak környezetbarát mivoltukban rejlik. Többnyire egyszerű elven működő szerkezetekről van szó, amelyek megépítéséhez nincs szükség drága anyagtechnológiai fejlesztésekre (ellentétben például a fotovillamos energiaátalakítókkal), és működésük minden más megújuló energiafajtánál megbízhatóbban előrejelezhető. Az alábbiakban bemutatunk néhány mostanában üzembe helyezett, vagy éppen fejlesztés alatt álló megoldást. A példák többsége Nagy-Britanniából való, ami nem véletlen - az angol kutatók és mérnökök igen  fogékonyak a megújuló technológiák fejlesztésére. Valószínűleg ösztönző hatással van rájuk, hogy a brit parlament várhatóan még az idén ősszel elfogadja a világ első klímavédelmi törvényét, amelyhez pénzügyi forrásokat is rendel. (Mint arról június elején értesülhettünk, az USA-ban ennek pont az ellenkezője történt: az amerikai felsőház elutasította a klímavédelmi törvénytervezetet.)
SeaGen
Idén április elején egy Belgiumból hozott különleges daru emelte a helyére a fenti képen látható, 1000 tonnás szerkezetet, amely azóta próbaüzemét végzi. Az 1,2 MW-os (tehát körülbelül 1000 háztartás energiaigényét kielégítő) kis erőmű a nagy-britanniai Strangford és Portaferry között félúton, 400 méterre a parttól található. A szerkezet a szélerőművekkel megegyező elven működik, ám az energiatermelést itt nem a légáramlat, hanem az elkeskenyedő tengerárokban keletkező gyors és egyenletes vízáramlás teszi lehetővé.
A 16 méter átmérőjű ikerrotorok naponta 18-20 órán keresztül forognak és működtetik szakadatlanul a rendszerhez kapcsolt generátorokat. Az ikerrotorok különlegessége, hogy a tengely mentén felemelhetők, így a szükséges karbantartást a tenger felszínén is el lehet végezni. Komoly előkészületet jelentett a szerkezet tengerfenékhez rögzítése: hogy az erős áramlás el se sodorja, 9 méter mélyen az aljzatba fúrt cölöpökhöz erősítették. A tervek szerint a későbbiekben az első mellé újabb turbinákat állítanak, hasonló “farmot” kialakítva, mint a szélkerekeknél esetén szokás. A SeaGen tervezői szerint az ő konstrukciójuk több szempontból is kedvezőbb, hiszen a széllel ellentétben a tengeráramlás sokkal kiszámíthatóbb, kisebb méretű rotorok tervezhetők (hiszen a víz sűrűbb, mint a levegő) és látványukkal sem csúfítják el a környezetet. A tenger élővilágára gyakorolt hatását pontosan még nem ismerik, ennek megfigyelésére több egyetem és kutatóintézet munkatársait kérték fel.
Manchester Bobber
A Manchesteri Egyetem kutatói által fejlesztett díjnyertes konstrukció a hullámzás mozgási energiáját hasznosítja. A fejlesztés négy éve kezdődött, egyelőre még csak néhány, különböző mértékben kicsinyített prototípust készítettek és próbáltak ki a gyakorlatban. Az elképzelések szerint 60 méternél nagyobb vízmélységű helyre telepítve szabadon lebegne a szerkezet, ennél sekélyebb részeken a tengerfenékhez rögzítenék.
Forrás: manchesterbobber.com
A Manchester Bobber vízen lebegő szerkezete
bármely irányból érkező hullám energiáját képes hasznosítani
Az úszó sziget platformjához 25 darab üreges henger kapcsolódik függőlegesen, melyek mindegyike egy-egy 500 kW névleges teljesítményű önálló egység. A henger belsejében, rugalmas szálra rögzítve, félgömb alakú test lóg lefelé. A szálat a henger tetején lévő csigakeréken vezetik át. A hullámzás következtében a hibbálózó test hol emelkedik, hol süllyed, ezáltal mozgásra késztetve a csiga tengelyét és a hozzá kapcsolódó lendkereket. Az energiaátalakítást az ehhez kapcsolt generátorok végzik, a megtermelt áramot pedig a tengerfenéken kígyózó távvezeték szállíta el. A kutatók a Bobber előnyei között emítik az egyszerű, hagyományos energiaátalakítási módot, és azt, hogy a szerkezet bármely irányból érkező hullámzás és extrém időjárási körülmények esetén is kiválóan működőképes. Animáció a Manchester Bobber működéséről.
Archimedes Wave Swing
Szintén a hullámerőművekhez sorolható az Archimedes Wave Swing, amely első pillantásra úgy néz ki, mint egy tengerfenéken növő hatalmas moszat. Az AWS Ocean Power cég által fejlesztett szerkezet két részből áll. Az alsó hengeres részt, amelynek belsejében levegő van, stabilan a tengerfenékhez rögzítik. A kúpos tetejű, szintén hengeres felső rész úgy illeszkedik erre, mint egy sapka. A kettőt rugalmas membrán és hidraulikus szerkezetek kötik össze, oly módon, hogy a felső rész szabadon elmozdulhat. Amikor az óceán nyugodt, a szerkezet mozdulatlanul áll, ám hullámzáskor a felső része föl-le mozog. A hullámfront közeledtével (amint a víznyomás nő) lefelé, a hullám távoztával (amint a víznyomás csökken) felfelé. Eközben a szerkezetben lévő levegő úgy viselkedik, mint egy rugó: hol összenyomódik, hol kitágul. A keletkező mozgási energiát ebben az esetben is hagyományos energiaátalakító rendszer konvertálja árammá.
Forrás: awsocean.com
A szerkezet legfeljebb a búvárokat és a halakat zavarná látványával: teljes egészében a víz alá süllyesztenék
A szerkezet meglehetősen robosztus, átmérője 8-12 méter, teljes hossza egyes források szerint 50-60, más források szerint nagyjából száz méter. Teljes mértékben víz alá süllyesztik, legmagasabb pontja is minimum 6 méterrel a felszín alatt van. Teljesítménye függ a méretétől is, tervezői szerint a jelenlegi 500 kW-os egységek akár 1 MW-ra is felfejleszthetők. Az Archimedes Wave Swing teljes méretű prototípusát még 2004-ben próbálták ki először Portugália partjainál. A kísérletet annyira sikeresnek ítélték, hogy a fejlesztő cég azóta egy nagyobb telep létrehozásán dolgozik. A tervek szerint a nagy-britanniai Orkney partjaitól nyugatra létrehozott farm idén vagy jövőre kezdi meg működését, 2010-ig száz egységet telepítenének ide.
Gátrendszer a Swansea-öbölben
Az árapály erőművek hagyományos és egyszerű rendszerét egészen újszerű felfogásban közelíti meg a dél-wales-i Swansea-öbölben most épülő gátrendszer. A feljegyzések szerint már az időszámításunk előtti évszázadokban is építettek tengeröblökbe, folyótorkolatokba gátakat, hogy az árapály jelenséget kihasználva az elrekesztett vízzel malomkerekeket hajtsanak. Mára a kerekeket felváltották a korszerű vízturbinák, és sok helyen a geográfiai lehetőség is adott - az árapály erőművek mégsem terjedtek el a világban tömegesen.
Gátrendszer a Swansea-öbölben
Az árapály erőművek hagyományos és egyszerű rendszerét egészen újszerű felfogásban közelíti meg a dél-wales-i Swansea-öbölben most épülő gátrendszer. A feljegyzések szerint már az időszámításunk előtti évszázadokban is építettek tengeröblökbe, folyótorkolatokba gátakat, hogy az árapály jelenséget kihasználva az elrekesztett vízzel malomkerekeket hajtsanak. Mára a kerekeket felváltották a korszerű vízturbinák, és sok helyen a geográfiai lehetőség is adott - az árapály erőművek mégsem terjedtek el a világban tömegesen.
Ennek nemcsak a gátak horribilis építési és karbantartási költsége az oka, hanem a környezetre gyakorolt negatív hatás is (hajózási útvonal elzárása, halak vándorlásának ellehetlenülése, dagálykor elöntött terület méretének megváltozása). Új koncepciójával ezen kíván változtatni a Tidal Electric. A cég szakemberei az öböl eltorlaszolása helyett egy észrevétlenül meghúzódó, mesterséges lagúnát álmodtak meg. Az elgondolás lényege, hogy a Swansea-öböl sekélyebb részén elhatárolnak egy kör alakú medencét. Falát kőből, homokból, sóderból, vagyis csupa természetes anyagból emelnék, és a kerülete mentén bizonyos távolságokban vízturbinákat építenének be. Dagálykor az emelkedő víz feltölti az öblöt, és a turbinalapátokat megforgatva beömlene a mesterségesen kialakított medencébe is. Apálykor ennek fordítottja játszódna le, és a visszahúzódó víz ismét beindítaná a vízturbinákat.
Forrás: tidalelectric.com
Fantáziakép a Swansea-öbölbe tervezett árapály erőmű három részre osztott medencéjéről
A Tidal Electric által tervezett medence öt négyzetkilométernyi területű lenne, a gát falában 24 vízturbina hajtaná a generátorokat, amelyek összességében 60 MW teljesítményt produkálnának. Számítások szerint 25-30 olyan hely van a világon, ahol az árapály erőművek e típusát meg lehetne valósítani.
OTEC (Ocean Thermal Energy)
Az óceánok vertikális (függőleges) hőmérsékletkülönbségét kihasználó energiatermelés a legnehezebben megvalósítható ötletek közé tartozik, és számítások szerint az ily módon üzemelő erőművek maximális elméleti hatásfoka mindössze 6-7 százalék. Elsőként Jacques-Arsene d’Arsonval francia fizikus vetette fel a 19. században, hogy az óceánok felszíni és mélységi vízrétegei közötti hőmérsékletkülönbségre alapozva hőerőgépet lehetne létrehozni. Mivel ehhez legalább 20 °C hőfokkülönbség szükséges, megvalósítása csak a trópusokon lehetséges, ahol a tengerek felszíne 24-33 °C -ra is melegedhet, míg 500-1000 méterrel mélyebben a sarkokról érkező hideg áramlatok mindössze 5-9 fokosak.
A közvetlenül a tengerpartra vagy úszó szigetekre telepített erőművek jól ismert termodinamikai körfolyamatok alapján működtethetők. Az egyik megoldás szerint a felszíni vízzel folyékony ammóniát melegítenek, amely gőzzé alakul és meghajt egy turbinát. A turbinából kilépő ammóniát a tenger mélyéről felszivattyúzott vízzel lehűtik, és visszavezetik a folyamat elejére, hogy ismét felmelegíthessék és gőzzé alakíthassák. A rendszerben keletkező mechanikai munkát generátorok alakítják villamos energiává.
Forrás: wikipedia.org
A zárt ciklusú OTEC erőmű működési elve
Az OTEC technológián alapuló első komolyabb kísérletek az 1970-es években kezdődtek Hawaii mellett. A Keahole Point-i kutatóközpont ma is a legtapasztaltabb kutatóhelynek számít a témában. Az elmúlt harminc évben több alkalommal is beindítottak itt néhány tíz, majd néhány száz kW-os egységeket, de mindössze pár hónapig üzemeltették őket. Az utolsó kísérletet még az1990-es évek végén végezték, és jelenleg csak az adminisztrációs épületek és a laboratóriumok légkondicionló berendezéseinek működtetéséhez használják a felszivattyúzott hideg tengervizet. Terveik szerint következő lépésben már 1 MW-os erőművet építenének, amelyet jelenleg a rendkívüli költségek nehézkes előteremtése és a pénzügyi befektetők hiánya gátol. Pedig ha elsők szeretnének lenni, jó lesz sietniük, hiszen nemrégiben India is bejelentette szándékát egy hasonló nagyságú OTEC-erőmű felállítására.
Forrás: origo.hu



A grafén válthatja a szilíciumot az elektronikai eszközökben



POSTED BY VIGH IMRE ON NOVEMBER - 6 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA
“Ezt egyelőre csak mi tudjuk megcsinálni a világon” – jegyezte meg a magyar professzor.
Az egyedülálló fizikai tulajdonságokkal rendelkező kétdimenziós grafén (egyetlen atom vastagságú grafitréteg) válthatja fel a szilíciumalapú félvezetőket az elektronikában – hangsúlyozta Bíró László Péter professzor, az MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézete nanoszerkezetek osztályának vezetője azzal kapcsolatban, hogy Andre Geim és Konstantin Novoselov Nagy-Britanniában dolgozó orosz származású tudósoknak ítélték oda megosztva az idei fizikai Nobel-díjat.
A professzor, aki személyesen ismeri a két Nobel-díjast, kifejtette, hogy a grafén tulajdonképpen egy régi-új anyag, hiszen a grafitot már régóta használja az emberiség, a grafén pedig nem más, mint egyetlen atom vastagságú grafitréteg. Elmondása szerint Andre Geim és Konstantin Novoselov egy szellemes ötlettel könnyen hozzáférhetővé tette ezt az anyagot az alapkutatók számára, és az utóbbi években ez a szénalapú nanoszerkezet az anyagtudományok érdeklődésének homlokterébe került. Ezt szemléletesen jelzi, hogy a friss fizikai Nobel-díjasok első cikküket e témában 2004-ben publikálták, tavaly pedig már 2900 tanulmány jelent meg a világban a grafénnel kapcsolatos kutatásokról.
“Ez az anyag unikális tulajdonságokkal rendelkezik annak köszönhetően, hogy egyetlen atom vastagságú. A grafén különleges elektronszerkezete miatt a legesélyesebb arra, hogy kiváltsa az integrált áramkörök gyártásában jelenleg egyeduralkodó szilíciumot. A félvezetőipar már évek óta azzal a problémával küzd, hogy a szilícium félvezetők kezdik elérni a fizikai méretcsökkentés határait, olyan határokat, amelyeket nem lehet technológiai bűvészkedéssel túllépni. A grafén az egyik legesélyesebb anyag, hogy a szilíciumot lecseréljük a telefonokban, a számítógépekben, a tévében és minden más elektronikai eszközben, ezért is kapott rá ennyire a tudományos közösség” – magyarázta a tudós.
Ahhoz azonban, hogy a grafén alkalmazható legyen a nanoelektronikában, meg kell oldani annak precíziós megmunkálását.
“Ezt a célt szolgálja a „nanoolló”, amelyet 2008-ban a világon elsőként mi készítettünk el az MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézetében, mi publikáltuk elsőként” – húzta alá Bíró László Péter, akinek fiatal munkatársát, Tapasztó Leventét Junior Príma-díjjal ismertek el ezért a munkáért.
A professzor közlése szerint az MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézetének nanoszerkezetek osztálya idén januárban publikálta újabb tanulmányát, amelyben a grafénszabászat második módszerét ismertetik. “Olyan kémiai reakciókat tudunk alkalmazni, amelyekkel az atomi irányok mentén vagyunk képesek megmunkálni ezt az egyetlen atomi vastagságú lemezt” – mondta, hozzátéve: ez év szeptemberétől az MTA és dél-koreai partnerintézete közötti szerződés alapján működik az intézetben a magyar-koreai nanotudományi laboratórium, amely a grafén atomi pontosságú megmunkálására van kihegyezve.
“Ezt egyelőre csak mi tudjuk megcsinálni a világon” – jegyezte meg a professzor.
Forrás: dunatv.hu




Fizikai Nobel-díj 2010-ben a világ legerősebb anyagáért



POSTED BY VIGH IMRE ON OKTÓBER - 12 - 2010 HOZZÁSZÓLÁSOK KIKAPCSOLVA




Grafénlap atomi szerkezetének modellje. A szénatomok egy méhsejt-szerű, hatszöges rács csomópontjain helyezkednek el, 0,14 nanométer távolságra egymástól
A 2010-es fizikai Nobel-díjat Andrej Geim és Konsztantyin Novoszelov orosz származású fizikusok kapták, a grafénnel kapcsolatos kutatási eredményeikért. A grafén az utóbbi évek sztárja az anyagtudományokban: egy teljesen új matéria, amelynél vékonyabbat és erősebbet eddig nem ismertünk. A grafént műanyaggal keverve kiváló tulajdonságú anyagok állíthatók elő, amelyek vezetik az áramot, erősek, könnyűek és a hőnek jobban ellenállnak: a jövőben űreszközök, repülőgépek, sőt autók anyagában találkozhatunk velük. 
A grafén az utóbbi évek sztárja az anyagtudományokban: egy teljesen új matéria, amelynél vékonyabbat és erősebbet eddig nem ismertünk. Ha egy kávéscsészét fólia helyett grafénréteggel fednénk be, és megpróbálnánk egy ceruzával átlyukasztani, egy autót is rátehetnénk a ceruza végére, mégsem szakadna át. Elektromos vezetőképessége a rézéhez hasonló, hővezetése pedig minden más anyagénál jobb. Bár majdnem teljesen áttetsző, olyan sűrű, hogy egy héliumatom sem jut át rajta.
Geim és Novoszelov a ceruzákban is használt, közönséges grafitból állította elő ezt a különleges anyagot, amely nem más, mint egy egyetlen atom vastagságú szénréteg. A legtöbben azt gondolták, hogy egy ilyen vékony kristályrács egyszerűen nem maradhat stabil.
A grafén alkalmazása először az elektronikát forradalmasíthatja (részletesen lásd lent). Műanyaggal keverve pedig egészen kiváló tulajdonságú anyagok állíthatók elő, amelyek vezetik az áramot, erősek, könnyűek és a hőnek jobban ellenállnak. A jövőben űreszközök, repülőgépek, sőt autók anyagában találkozhatunk velük.
Andrej Geim holland állampolgár, 1958-ban született Oroszországban. Konsztantyin Novoszelov brit-orosz állampolgár, és szintén Oroszországban született, 1974-ben. Jelenleg mindketten a University of Manchester kutatói.
A nanocső-probléma
A szénvegyületek a legsokoldalúbb anyagcsaládot alkotják, hogy egyebet ne említsünk: maga az élő anyag is szénvegyületeken alapul. Ennek ellenére a XX. század második felében a tisztán szénből felépülő, jól ismert szerkezetek (grafit és gyémánt) nem voltak a tudomány figyelmének középpontjában, mígnem 1985-ben Kroto, Smalley és Curl felfedezték a fullerént, a 60 szénatomból álló (C60), 1 nanométer (0,000000001 m) átmérőjű “focilabdát”. Munkájukért szokatlanul gyorsan, már 1996-ban kémiai Nobel-díjat kaptak. Meglepő, de a felfedezők nem valamely “földi” kérdésre keresték a választ a fullerén felfedéséhez vezető kísérletek során. Egy úgynevezett széncsillag körüli térben zajló folyamatokat próbáltak modellezni. Az keltette fel a figyelmüket, hogy kísérleteikben makacsul olyan atomfürtök keletkeztek, amelyekben 60 szénatom volt.
A forrásba jött kutatási terület a fullerén felfedezése után sem csendesedett el. 1991-ben Sumio Iijima japán kutató felfedezte a szén-nanocsöveket. Ezek lényegében egyik irányban nagyon hosszúra nyúlt fullerénmolekulák, tökéletes “hengerré” tekert, egyetlen atom vastagságú grafitrétegek, amelyek végeit egy-egy fél fulleréngömb zárja le. A valóságban természetesen senki sem képes “feltekerni” egy egyetlen atom vastagságú réteget, az atomokat kell “rákényszeríteni” arra, hogy a szokásostól eltérő módón kapcsolódjanak össze.
Bár a szén-nanocsövek üstökösként robbantak be a tudomány világába, és az elmúlt tizenöt évben sokan fűztek hozzájuk nagyratörő reményeket, mégsem valósult meg tömeges elektronikai alkalmazásuk. Ennek több akadálya is van. Az egyik gond az, hogy mindmáig nem sikerült megoldani az előre meghatározott típusú szén-nanocsövek növesztését. A szén-nanocső nem más, mint egy tökéletes hengerré csavart, egyetlen atom vastagságú grafitréteg. Ám nagyon sokféle, eltérő tulajdonságú szén-nanocső létezik. A feltekerés módjától függően előállhatnak például fémes vagy félvezető viselkedésűek, sőt ezen típusokon belül is más és más elektronszerkezettel kell számolnunk a különböző átmérőjű darabok esetében. Ahhoz azonban, hogy valamilyen technikai eszközt gyártsunk, nagyon jól definiált technikai tulajdonságokkal kell rendelkeznie annak az anyagnak, amit fel kívánunk hozzá használni.
Megoldást jelenthetne, ha a tömegesen előállított, sokféle nanocső közül az azonos típusúakat hatékonyan ki tudnánk válogatni. Valóban léteznek is ilyen irányú és az utóbbi időben egyre eredményesebbnek tűnő kutatások, ám még ha sikerülne is ezen a gondon túllépni, egyből ott tornyosulna a következő probléma. Tegyük fel, hogy könnyedén előállítottunk, majd kiválogattunk azonos tulajdonságú szén-nanocsöveket, és felhalmoztuk őket egy edényben. Ez szabad szemmel úgy nézne ki, mint valamely közönséges fekete por. Ahhoz azonban, hogy ezeket a nanométer átmérőjű elemeket fel tudjuk használni, valamilyen módon egyesével meg kellene azokat “fogni”, kiemelni az edényből, és nanométeres pontossággal odahelyezni a kívánt helyre. Ez ma még rendkívül bonyolult feladat. Laboratóriumi körülmények között megoldható, de tömeges ipari felhasználásra nincs megfelelő módszer.
A grafén születése
Itt jön a képbe az egyetlen atom vastagságú grafitréteg, vagyis a grafén, amely nem más, mint egy kitekert szén-nanocső. Tulajdonságaiban sokban hasonlít a szén-nanocsövekre, ám van egy nagy előnye: használatával egy csapásra megszabadulnánk az előbbiekben vázolt “kiválogatom-odateszem” problémától. Egy nanoelektronikai eszköz megépítésénél nem kellene egyesével bíbelődni a nanocsövecskékkel, hanem a grafénlapból – akárcsak egy vég selyemből – megfelelő eszközzel könnyen kiszabható lenne a felhasználni kívánt mintázat. Képletesen szólva, míg az első eset ahhoz hasonlítható, mint amikor valaki gyufaszálakból próbálja fáradságos munkával felépíteni a Parlament makettjét, addig a második ahhoz, amikor a szabó néhány nyisszantással kivágja a készülő szoknya darabjait a ruhaanyagból. Nem beszélve arról, hogy ha ismerjük a grafénlap orientáltságát (kristálytani irányítottságát), akkor tulajdonságai is pontosan meghatározottakká válnak.
A tudományos közösség 2003-2004 körül kezdett el intenzíven foglalkozni a grafénnal. P. R. Wallace amerikai elméleti fizikus ugyan már az 1940-es évek végén kiszámolta az elektronszerkezetét, de igen hosszú ideig az volt a hiedelem, hogy ilyen anyag a valóságban nem létezhet. Sokan azt gondolták, hogy nem lehet stabil egy mindössze egyetlen atomréteg vastagságú lemez. Azután a kilencvenes évek elején katalízissel foglalkozó szakemberek figyeltek fel először arra, hogy ultranagy vákuumú berendezéseikben, sajátos körülmények között kiválik egy monoréteg grafit. Ez a jelenség őket igencsak bosszantotta, hiszen tönkretette a katalizátoraikat, ám más kutatók előtt hihetetlen lehetőségeket villantott fel.
A grafén legígéretesebb felhasználási területe a nanoelektronika. Optimista felmérések szerint a szilícium-alapú elektronika még maximum tíz évig tud előrehaladni. Addigra a tranzisztorok olyan kicsire zsugorodnak, hogy a fizikai hatások megváltoznak, és olyan jelenségek lépnek fel, amelyek a jelenlegi tranzisztoroknál még nem jelentkeznek. A hagyományos módszerrel bizonyos méretek alá a fizika alaptörvényei miatt nem lehet lemenni. A félvezetőipar már régóta kétségbeesetten keres valamilyen kiutat ebből a zsákutcából. Az egyik potenciális út a szén-nanocső volt, ám ez elbukott a fent említett problémák miatt. A grafén azonban új reményt adott a nanocsövekből kiábrándult kutatóknak. Még nem ismerjük kellően ezt az új anyagot, még sok mindent meg kell tanulnunk róla, de ha bebizonyosodna az alkalmassága, akkor akár új típusú tranzisztorként is működhetne. A hardvert át kellene alakítani, de ugyanazok a szoftverek futnának rajta, mint amit a szilíciumalapú elektronikára már kidolgoztak.
Az összeállítás a grafén kolozsvári születésű szakértőjével, Biró László Péterrel korábban készített interjúnkon alapul. A kutató az MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézete Nanoszerkezetek Osztályának vezetője.
Egy autót is elbírna egy kávéscsészén a világ legerősebb anyaga
A mai szilícium-alapú tranzisztoroknál százszor gyorsabb tranzisztorokat építenek hamarosan a világ legerősebb anyagából. Ez a csodálatos anyag a grafén, a mindössze egyetlen atom vastagságú szénréteg.
Az amerikai Columbia Egyetemen megmérték a grafén szilárdságát, vagyis azt az erőt keresték meg, amelynél a grafén eltörik. Az újabban a nanotechnológiai kutatások élvonalába került grafén nem más, mint egy egyetlen atom vastagságú grafitréteg, vagyis olyan, mint egy kitekert szén-nanocső.
A méréshez szilíciumlapkába egy mikrométer (a milliméter ezredrésze) átmérőjű lyukakat fúrtak, majd a lyukakat egyenként lefedték grafénnal. A grafén átlyukasztásához gyémántvégű, éles próbatestet használtak. Hétköznapi hasonlattal élve ez a mérés ahhoz hasonlít, mintha egy kávésbögrét műanyag fóliával vonnánk be, majd egy ceruzával próbálnánk meg azt kilyukasztani.
Autó a kávésbögrén




A világ legerősebb anyaga az egyetlen atom vastagságú szénrétegből álló grafén. Az ábra a szilárdsági tesztet érzékelteti: a grafénlepelbe egy éles gyémánttűt szúrtak, amíg a lepel el nem hasadt
James Hone professzor, a kísérletek egyik vezetője elmondta: ha a kávésbögrét fólia helyett grafénnal fednénk be, akkor még egy a ceruza végére állított autó súlyát is elbírná a grafénborítás. Ez a feladat azonban megoldhatatlan, mivel a makroszkopikus méretű anyagok tele vannak repedésekkel, anyaghibákkal. Szupererős anyagokat csak parányi méretekben lehet létrehozni. A mérés eredménye: a grafén a legerősebb az eddig vizsgált anyagok között! 
Korábban elsősorban a nanoanyagok elektromos, optikai és kémiai tulajdonságait vizsgálták, nincsenek azonban kimérve a mechanikai tulajdonságaik. A legerősebb anyag megtalálása bizonyára további vizsgálatok sorát indítja el, megpróbálják majd megdönteni a grafénnal felállított csúcseredményt.
A grafén kivételes erőssége jó hír a félvezetőipar számára. A mai anyagoknál az egyik legnagyobb gondot a tranzisztorokat a gyártási folyamatok során érő feszültségek sora, majd a működés során fellépő, váltakozó hőhatások jelentik. Graféneszközöknél ezek a gondok nem, vagy jóval kisebb mértékben jelentkeznek.
Százszor gyorsabb tranzisztorok
Tavaly decemberben mutatták be az első graféntranzisztort, amelyet az amerikai Georgia Műegyetemen alkottak meg. Graféntranzisztorok százait építették egyetlen csipre. Elméleti számítások szerint a graféntranzisztor százszor gyorsabb lehet a szilíciumtranzisztoroknál, de a gyakorlatban még nem tartanak itt. A grafénben kevesebb hő keletkezik az elektronok mozgása során, és hővezetőnek is jobb ez az anyag.
Ha a hőterhelés nem okoz gondot, akkor gyorsabban, nagyobb frekvencián lehet működ

Bejegyezte: dátum:

Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése

Feliratkozás: Megjegyzések küldése (Atom)