Tímarit Verkfræðingafélags Íslands


Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.12.1963, Blaðsíða 27

Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.12.1963, Blaðsíða 27
TlMARIT VFl 1963 121 aðar en til rakorkuvinnslu. Sjávarfallastöð var eitt sinn starfrœkt hér á landi, nánar tiltekið í Brokey nálægt Stykkishólmi, en ekki til raforkuvinnslu, heldur fyrst og fremst til kornmölunar. Sömuleiðis eru vindrafstöðvar nú orðið þýðingarlitlar. Vindar búa að vísu yfir geysi- legri orku, en þeir eru viðast of óstöðugir. Vatnsafl hér á landi er mikið og að mestu ósnert enn. Virðist því augljóst, að raforkuvinnsla hér á landi muni í náinni framtíð byggjast á þessum orkugjafa. Lauslega er talið, að allt vatnsafl Islands sé um 4—5 millj. kW að afli, en hagkvæmt að virkja um helming þess. Ekki hafa enn verið virkjuð nema um 105 þús. kW eða um 3—4% af virkjanlegu vatnsafli. J/. Raforka beint úr frumorku. Orkulindir þær, sem við höfum nú rætt um, eru þannig í eðli sínu, að þeim verður ekki breytt í raforku milli- liðalaust. Vatnsorka og jarðgufa geta að vísu knúið rafalann beint, en í aflstöðvum sem nota brennsluefni verður fyrst að breyta því í varma, síðan í hreyfiorku. Sú spurning vaknar þá, hvort ekki séu til aðrar aðferðir, þar sem raforka er unnin beint úr frumorkunni. Sér- staklega er varminn óæskilegur milliliður, því að nýtni varmaaflvéla er lág af fræðilegum ástæðum, og verður ekki fram hjá þvi komizt. Flestar aðferðir til beinnar raforkuvinnslu eru enn á tilraunastigi og ekki margar þeirra, sem lofa góðu um verulega orkuvinnslu. Ég mun drepa á hinar helztu þeirra. a. Geislorku má breyta beint í raforku með a.m.k. fjór- um aðferðum, en engin þeirra leiðir til verulegrar orkuvinnslu. Sólarhlað breytir geislorku ljóss, t.d. sólarljóss, jafnóðum í raforku með ca. 14% nýtni. Talið er, að ná megi 22% nýtni. Fótónu-rafhlaða breytir geislorku í efnaorku í raf- hlöðu með ca. 5% nýtni. Talið er að ná megi allt að 40% nýtni. Fótónu-lampi vinnur þannig, að rafagnir (elektrón- ur) í öðru skauti lampans fá orku frá geisluninni, sem nægir til að þær geta komizt yfir á hitt skautið. Geislavirka ísótópa, sem senda frá sér jákvæðar og neikvæðar agnir, svonefndar a- og /3-agnir, má nota til að hlaða upp svokallaðan þétti, eða nota má þá eins og í sólarhlaðinu. b. Varmaorku má breyta beint I raforku með a.m.k. fjórum aðferðum. Hitasnerti-rafmagn er fengið úr vissum efnum, einkum svonefndum hálfleiðurum, sé þeim raðað sam- an og ein samskeyti kæld, hin næstu hituð. Náðst hefur 10% nýtni en von er um allt að 50% nýtni. Hitarafsending fer þannig fram, að bil milli tveggja platna er lofttæmt, en önnur platan slðan hituð um nokkur hundruð gráður. Streyma þá rafagnir milli platnanna. Talið er, að fá megi háa nýtni með þessari aðferð, en mjög langt virðist það eiga í land. c. Efnaorku má breyta beint í raforku með ýmsum að- ferðum. Rafhlöð, eða ,,batterí“, könnumst við vel við, t.d. þurr rafhlöð, sem notuð eru í vasaljós, með kol og zink sem skaut. Gashlöð (fuel cells) eru ný af nálinni og hafa vakið athygli. Þau breyta efnaorku eldsneytis í raforku beint og milliliðalaust, og gera menn sér vonir um háa nýtni í þessum tækjum. Líta má á gashlöð þessi sem ker með tveim rafskautum í, og eru þau umlukt raflegi eða vökva. Eldsneyti er tvenns konar, t. d. gastegundir eins og vatnsefni og súrefni. Streymir hvor þeirra um sitt skaut, gefa frá sér eða taka við elektrónum við að fara út í raflöginn og hlaða þann- ig skautin, annað jákvætt, hitt neikvætt. Sérstaklega vænta menn þess, að nota megi gas- hlöð þessi i farartækjum til að knýja rafhreyfla. Yrði eldsneytið þannig betur nýtt en nú er, hávaði yrði lítill og engar eitraðar gastegundir kæmu fram. d. Rafmassatœkni er ný tækni, sem margir telja að valdið geti straumhvörfum í raforkuvinnslu. Aðferð þessi byggist á því, að svokölluðu „plasma" er blásiö með miklum hraða gegnum segulsvið. Plasmað er rafmögnuð gastegund, þ.e. í henni eru atóm, sem glatað hafa einni eða fleiri elektrónum. Nú er það svo samkvæmt lögmálum rafmagnsfræðinnar, að á leið sinni gegnum segulsviðið leita jákvæðar agnir í gasstraumnum til annarrar hliðar, neikvæðar til hinnar. Með því að hafa rafskaut sitt hvorum megin straumsins má hlaða þau upp — og síðan má þá leiða milli þeirra rafstraum í ytri rás. Aðferð þessi er talin sérlega heppileg, ef takast skyldi að framleiða kjarnasamruna undir stjórn. Þó munu þessi rafmassatæki, stundum kölluð MHD- rafalar (MHD=,,magneto-hydrodynamic“) trúlega hafa mikla þýðingu með venjuleg brennsluefni sem eldsneyti. Nýlega hafa t.d. borizt fréttir af 1350 kW MHD-rafala, sem bandarískt fyrirtæki hefur smíð- að. Margar rafveitur þar vestra styðja rannsóknir á þessu sviði, en búizt er við, að með þessum tækjum megi breyta efnaorku kola eða olíu í raforku með allt að 56% nýtni. Mesta nýtni, sem nú fæst í gufu- knúnum rafölum, er 40%. 5. Raforkuver. Vatnsaflstöðvar má byggja með ýmsu móti, en margt er þó öllum slíkum stöðvum sameiginlegt. Nú skulum við hugsa okkur, að við tökumst ferð á hendur og heim- sækjum einhverja vatnsaflstöð til að komast að því hvernig hún starfar. Orkugjafinn er sjálft vatnið, sem með falli sínu nær tilteknum hraða, býr því yfir svo og svo mikilli hreyfi- orku. Fállhœðin og vatnsmagnið ráða því hve mikið afl má virkja. Þar sem vatnsrennsli er misjafnt, svo að mikill munur er á mesta og minnsta rennsli, er svokölluð vatns- miðlun nauðsynleg. Þess vegna er stíflugarður reistur til að safna vatninu saman. 1 stífluveggjum eru inntaks- lokur með ristum til að verjast frumburði árinnar. Oft er nauðsynlegt að geta hitað ristar þessar, t.d. með rafmagni, til að forðast ísmyndun á þeim. I stifluveggj- unura eru einnig yfirfallslokur við hvert yfirfall, en slík yfirföll eru ávallt nokkur til að geta hleypt vatni fram- hjá stöðinni. Vatnið er gjarnan leitt i pipu eða um jarðgöng að vélum stöðvai-innar. Sá hluti vélanna, sem tekur við hreyfiorku vatnsins, nefnist hverfill eða „túrbína". Það er ás með skálum eða spöðum, sem vatnið þrýstir á og snýr þannig ásnum. Við ás hverfilsins er tengd sú vél, sem framleiðir rafmagnið, kölluð rafali eða „generator". Hann breytir snúningsorkunni í raforku og skeður það á eftirfarandi hátt: Segull nefnist járnkjarni, sem er segulmagnaður og hefur því um sig segulsvið. Hann hefur tvo enda eða póla, norður- og suðurpól. Margir slíkir seglar eru á einu og sama hjólinu, svokölluðu

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.