Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.12.1963, Page 26

120
TÍMARIT VFl 1963
(t.d. málmar). 1 öðrum efnum láta elektrónurnar ekki
ginnast og eru slík efni nefnd einangrar (t.d. gler, postu-
lín, þurrt loft).
En svo að aftur sé vikið að Edison, þá krafðist lampi
hans allmikils rafmagns. Hann smíðaði þess vegna vél
til að framleiða rafmagn. Var hér um svokallaðan jafn-
straums-,,dynamo“ að ræða, en með jafnstraum (eða
rakstraum) er átt við straum, sem ætíð hefur sömp;
stefnu. Jafnstraumurinn reyndist ekki hentugur til
flutnings. Aðrir menn, einkum Westinghouse, sýndu að
flytja mætti aðra straumtegund, riðstraum, miklu auð-
veldar. 1 riðstraumi er straumstefnan sífellt að breytast,
sveiflufjöldinn (eða rið/sek) getur verið mismunandi,
en mest er nú notað 50 rið í Evrópu, 60 rið i Bandaríkj-
unum. Enda þótt jafnstraumur sé nauðsynlegur á viss-
um stöðum, er þó um 95% allrar raforku nú í riðstraums-
formi.
Eftir þennan tíma er tæpast hægt að nafngreina ein-
staka vísindamenn, heldur hafa þeir í sameiningu fært
okkar vélar eins og riðstraums-rafalann (generator),
spennubreytinn eða spenninn og hreyfilinn (mótorinn).
Stærðfræðin var tekin í þjónustu raforkunnar og veitu-
kerfi voru skipulögð.
3. Raforkulindir.
a. Almennt.
Til þess að knýja leiðarana í segulsviði rafalans þarf
hreyfiorku, þ.e. raforka fæst ekki úr engu. Við getum
ekki btíið til orku, við getum aðeins breytt orku úr einu
formi í annað. Öll sú orka, sem við höfum yfir að ráða
hér á jörðinni, á rót sína að rekja til sólarinnar, enda
þótt hún finnist í ýmsu formi. Hringrás vatnsins, þ.e.
uppgufun úr hafinu, þéttun gufunnar, regn, vötn og ár,
sem aftur renna til sjávar, á sér stað vegna áhrifa sólar.
Olía og kol eru leifar jurta, sem þróuðust fyrir áhrif
sólar.
Helztu orkulindir jarðar, sem til greina koma til raf-
orkuvinnslu, eru:
Geislorka,
Kjarnorka,
Vatnsföll, sjávarföll, vindar,
Olía, kol, jarðgas,
Jarðhiti.
Af þeim hafa vatnsföll, olía og kol verið mest notuð.
Geislorka litið sem ekki, sjávarföll og vindar mjög lítið,
en kjarnorka, jarðgas og jarðhiti lítið eitt.
Vatnsföllum, sjávarföllum og vindum er það sameigin-
legt, að þar er orkan til staðar sem hreyfiorka og má
breyta henni beint í raforku. Hinum orkulindunum þarf
flestum að breyta fyrst í hitaorku (varma) sem millistig,
áður en unnt er að vinna úr þeim raforku. Þar sem
varmi kemur sem milliliður, lækkar nýtnin mikið, eðli-
leg nýtni slíkra stöðva er um 30%, en sambærilegra
vatnsaflstöðva 80%.
Það er hins vegar ókostur við vatnsaflið, að nauðsyn-
legt er að nýta það ,,á staðnum", ef svo má segja, en
mikill hluti vatnsaflsins á jörðinni er á hinum óhentug-
ustu stöðum, t.d. á öræfum og langt inni í frumskógum.
Flutningur raforkunnar svo langar leiðir getur verið
tæknilega erfiður og auk þess mjög dýr. Stofnkostnaður
vatnsorkuvera er tíðum mjög mikill, ekki sízt vegna
nauðsynlegra stíflumannvirkja, jarðgangna o.þ.h. Rekstr-
arkostnaður er hins vegar tiltölulega lítill, enda fæst
orkugjafinn sjálfur, vatnið, gjarnan ókeypis.
Það er kostur við varmaaflstöðvar (þó ekki jarðhita-
stöðvar), að eldsneytið, sem hefur að geyma hráorkuna,
má flytja þangað, sem hagkvæmast er að staðsetja orku-
verið, notkunarinnar vegna. Stofnkostnaður er tiltölu-
lega litill, en rekstrarkostnaður mikill.
1 flestum löndum er vatnsafl tiltölulega lítið. Sem
dæmi má nefna England og Bandaríkin. 1 báðum þessum
löndum er meira en 90% allrar raforku fengin frá kola-
og olíustöðvum.
Sjávarfallastöðvar hafa verið reistar á nokkrum stöð-
um, t.d. við Ermarsund, en ekki munu sjávarföllin vera
mjög mikilvæg orkulind.
Kjarnorkustöðvar hafa verið byggðar í ýmsum lönd-
um, aðallega þó í Englandi og Bandaríkjunum. Margar
þeirra eru fyrst og fremst tilraunastöðvar, en aðeins
fáar til raforkuvinnslu. Framgangur þeirra hefur þó
naumast oiðið eins mikill og búizt var við, enda hafa
þær reynzt dýrar og fremur erfiðar í rekstri. Þó er ekki
að vita, nema þær verði algerlega nauðsynlegar mörgum
þjóðum, sem fátækar eru að kolum, olíu og vatncaíli.
Svo sem kunnugt er fara olíu- og kolabirgðir þverrandi.
Kjamorkan býr í atómkjarnanum, en hann er sam-
settur úr örsmáum eindum, sem haldið er saman af eins
konar samloðunarkröftum, kjarnkröftunum. Krafta
þessa má leysa úr læðingi á tvennan hátt, þ.e. með því
að kljiifa stóra, þunga kjarna, svo sem úraníum- eða
plútóníumkjarna, eða með því að láta litla, létta kjarna
renna saman, t.d. vetniskjarna. 1 báðum tilfellum minnk-
ai' efnismassinn örlítið en fram kemur mikil hitaorka.
Sagt er, að efni hafi þannig breytzt í orku, og er það
samkvæmt kenningu Einsteins um jafngildi efnis og
oi'ku.
Kjarnaklofnun gerist t.d. i hinni upphaflegu atóm-
sprengju, og hún er einnig framkvæmd í kjarnorkuafl-
stöðvum nú á dögum, því að mönnum hefur tekizt að hafa
fullkominn hemil á orkunni sem myndast. Einn af erfið-
leikum slíkra stöðva er geislunin, sem fram kemur við
klofnunina, en hún er allmikil.
Kjarnasamruni gerist t.d. í hinni alræmdu vetnis-
sprengju. Því miður hefur ekki enn tekizt að hafa hemil
á eða beizla þessa vetnisorku og byggja vetnisorku-
stöðvar. Ef það tekst, verður um gerbyltingu að ræða.
Bæði er geislun þar hverfandi og auk þess birgðir jarð-
ar af vetni sem sagt ótæmandi. Birgðir af hinum kjarn-
kleifu efnum, t.d. úraníum, eru mjög takmarkaðar; jafn-
vel þótt hin svokölluð frjóu efni, svo sem þóríum, séu
meðtalin.
I kjarnorkustöðvum er hitaorkan, sem fram kemur
við klofnunina, notuð á sama hátt og í venjulegri gufu-
aflstöð til að knýja gufuhverfil. Þó er gastegund stund-
um notuð og hverfillinn þá gjarnan gashverfill. Hverfill-
inn knýr svo rafvélina, hinn svokallaða rafala (genera-
tor). Nánar verður vikið að þessu hér á eftir.
b. Á Islandi.
Orkulindir hér á landi til raforkuvinnslu eru fyrst og
fremst fallvötn og jarðhiti. Innflutt brennsluefni, einkum
olía, eru að sjálfsögðu notuð til raforkuvinnslu, en fyrst
og fremst eru það fallvötnin, sem þýðingu hafa. Ekki
eru horfur á, að kjarnorkustöð verði reist hér á næstunni,
þó mun tilboð i slíka stöð hafa verið fengið fyrir nokkr-
um árum, þegar verið var að kanna leiðir til að full-
nægja þörfum Vestmannaeyja. Tilboð, sem bárust, munu
hafa reynzt mjög há. Athugunum mun nú senn lokið á
hugsanlegri jarðhitastöð í Hveragerði. Almennt má þó
telja, að jarðhitinn sé hentugri til hitunar og efnaiðn-