Tímarit Verkfræðingafélags Íslands


Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.12.1963, Blaðsíða 26

Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.12.1963, Blaðsíða 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-

x

Tímarit Verkfræðingafélags Íslands

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Tímarit Verkfræðingafélags Íslands
https://timarit.is/publication/860

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.