Wednesday, March 2, 2016

Saateeton sekä ilmainen energia on loputon resurssi

Kuva I

 Saasteeton sekä ilmainen energia on loputon resurssi Maapallolle. Maalämpöä pidetään yleisesti erittäin hyvänä sekä stabiilina vaihtoehtona Maailman energiansaannin turvaamisessa. Mutta ollakseen tehokas energian tuotantotapa, tarvitse maalämpöä käyttävä voimala vulkaanista lämpöä kehittääkseen turbogeneraattorien vaatiman painetehon. Tämän lisäksi tietenkin on suunniteltu esimerkiksi tuulivoimaloita, ja muita saasteettomia ja käyttäjilleen periaatteessa ilmaisia ratkaisuja kuten vesivoima, joista osaa on käytetty kautta aikojen energian tuotannossa esimerkiksi pumppujärjestelmiä varten.

Mutta vesivoiman ongelma on se, että yleensä tuo joki pitää padota, ja padon avulla luodaan tekojärvi, millä lisätään turbiineihin syöksyvän veden painetta. Ja vesivoiman ongelma on juuri tuon tekojärven sekä joen patoamisen aiheuttamat paikalliset ympäristövaikutukset, eli esimerkiksi lohikalat katoavat joesta, mikä sitten aiheuttaa painetta matkailuyrittäjiä kohtaan sekä lisää tekojärven rakentamisen vastustusta. Samoin mikäli pato sattuu murtumaan, niin silloin voi alajuoksulla seurauksena olla todella suuri syöksytulva, mikä voi tappaa jopa tuhansia ihmisiä. Ja nykyään pitää ottaa huomioon terrori-iskujen mahdollisuus, eli patoa vastaan voidaan iskeä vaikka räjähteellä lastatulla lentokoneella.

Aurinkovoiman ongelmat

Aurinkovoiman ongelmana on se, että tämä energiantuottotapa tietenkin vaatii aurinkoisia päiviä ollakseen tehokas. Tietenkin aurinkovoimala voidaan sijoittaa esimerkiksi pilvien yläpuolelle, jotta se saa jatkuvasti tarpeeksi auringonvaloa piipaneeleihinsa, jotka voidaan tietenkin suunnata kohti Aurinkoa, jotta ne kehittävät maksimaalisen sähkötehon. Tuollainen piipaneeli voidaan tietenkin varustaa kiehutusvesiputkistolla, millä voidaan käyttää turbogenraattoria, mikä tuottaa tietenkin lisävoimaa. Mutta ollakseen tehokas energiantuotantotapa, vaatii aurinkovoimala tietenkin aurinkoisia päiviä, ja tämän takia sen toiminta esimerkiksi Napa-alueilla sekä kaamoksessa ei ole kovin tehokasta. Mutta kesällä Aurinkovoimaa voidaan hyödyntää tasausvirtalähteenä. Mutta me käytämme tietenkin aurinkovoimaa välillisesti esimerkiksi fossiilisten polttoaineiden sekä hakkeen ja turpeen muodossa jatkuvasti polttoaineena. Samoin halkoja sekä sahajätettä voidaan syöttää myös isojen voimaloiden uuneihin koneellisesti, ja myös alkoholi jota saadaan käyttämällä tärkkelystä viinaksi on myös sellainen polttoaine, että se voidaan suoraan ottaa käyttöön polttomoottoreissa, ja yhdyskuntajätteen hajoamisessa syntyvä metaani on myös vakavasti otettava lisuke perinteiseen maakaasuun.

Ja tämä rajoittaa Aurinkovoiman käyttöä monissa maissa kuten Suomessa. Kyseistä ongelmaa on ajateltu kiertää asettamalla Maapallon kiertoradalle valtavia voimalasateliitteja, jotka lähettävät tuottamansa sähkövirran maan pinnalle erittäin voimakkaan radiosäteilyn muodossa, ja tuollaisella tavalla voidaan tuo satelliitin tuottama energia toimittaa Maahan erittäin huokealla tavalla. Mikroaaltojen käyttö olisi hiukan vaarallista, koska ne grillaisivat linnut lennosta, ja samalla myös lentokoneet ja muut välineet sulaisivat lentäessään tuon mirkaaltosäteen lävitse.  Mutta se että energia kuljetetaan ilman läpi sähkömagneettisen säteilyn, eli supervoimakkaan EMP-pulssin avulla tietenkin aiheuttaa vastustusta. Ja tuo laitteisto on kuitenkin mahdollista rakentaa modulaarisesti. Eli suuri joukko tavallisen kokoisia EMP-sateliitteja kohdistaa lähettimensä samaan pisteeseen.


Tuossa pisteessä olevan antennin kautta ohjataan tuon satelliittiryhmän antama säteilyteho valtakunnan verkkoon. Jos säteily annetaan radiotaajuudella, niin silloin se ei vahingoita ihmisiä tai eläimiä, mutta jos tuo radiolähetys kohdentuu vaikka tavalliseen sähkökaapeliin, niin seurauksena on elektroniikan tuhoutuminen, joten tämän takia tuo tekniikka kiehtoo myös sotilaita. EMP-aseet ovat käyttökelpoisia välineitä, kun tuhotaan vihollisen tietoliikenne- sekä taistelunjohtovälineitä sekä lennokkeja ja muita robotteja. Mutta yöllä voi normaalikin aurinkovoimala tuottaa sähköenergiaa sekä varastoimalla piipaneeleiden tuottamaa sähköä akkuihin, joiden avulla voidaan virtaa syöttää verkkoon myös yöllä, tai sitten kerätä lämpöä suuntaamalla Auringon säteilyä tuon voimalan keskellä oleviaan torniin, jonka avulla voimala voi varata energiaa yöksi, ja Andalusiassa Espanjassa (Kuva I) kykenee toimittamaan saasteetonta energiaa 25 000 kotiin Andalusiassa, joten tuo tekniikka tietenkin on hyvin houkuttelevaa, ja tuo laitos on siitä vaarallinen, että jos se kohdistaa kaikki peilinsä satelliittiin, niin se voi silloin tuhoutua, ja tuota auringonsädettä voidaan ohjata myös kiertoradalla olevan peilin avulla, joten kyseessä on vaarallinen väline väärissä käsissä. Näet se voi tuhota kokonaisia kaupunkeja.

Porakaivot sekä geoterminen lämpö.
Kuva II

Porakaivot ovat lähteitä, joista vesi syöksyy suurella paineella ylöspäin, joten niitä voidaan myös hyödyntää energian tuotannossa. Niitä voi olla sekä vulkaanisiin kerrostumiin porattuja keinotekoisia Geysirejä että normaaleja vedenottamoja, joissa syviin sedimentteihin porattua reikää käytetään ilman maalämpöä. Eli esimerkiksi öljyä tai kaasua porattaessa voidaan porausreikään asentaa turbogeneraattori, joka ottaa tehoa ylöspäin syöksyvästä kaasusta, vedestä sekä öljystä.Maalämpövoimalassa tietenkin voidaan tehoa kasvattaa lämmittämällä ultrasyvään reikään upotettua lämmönvaihdinta vulkaanisella lämmöllä. Mutta toki järjestelmä voi myös olla avoin, eli tuohon reikään voidaan ohjata läheisen vesistön vettä kourun tai putken avulla, mutta tuo lämmittäminen on tarpeetonta, jos tuohon reikään johdetaan vettä, joka sitten kapillaari-ilmiön johdosta syöksyy turbiinin kehän kautta taivaalle. Eli maalämpövoimala on oikeastaan vain pora- tai arseenisen voimalan yksi muoto. Toimiakseen tehokkaasti tuo laitoksen vaatima reikä pitää porata niin syväksi, että syntyy tarpeeksi painetta, jotta turbiinin pyörä voi pyöriä tehokkaasti.

Ja toki myös kapillaarimenetelmää voidaan käyttää vesivoimaloissa, eli vuorten paine-ero voisi vetää vettä vaikkapa riisipelloille, mutta samalla siihen voidaan liittää generaattoreita, jotka tuottavat osan paikan energiasta, joten tämä voisi pienentää noiden seutujen energiantuotantokustannoksia jonkin verran, ja pitää muistaa että nuo seudut ovat kuitenkin maailman köyhimpiä, joten he varmaan iloitsisivat sähkölaskun pienenemisestä.  Mutta tuollaisen kapillaarivoiman hyödyntämistä esimerkiksi merenkulussa on mietitty, kun tuo laite toimii jokaisessa maailman aluksessa myös jälkiasennettuna. Eli syvyyksiin lasketaan putki, jonka kautta imetään vettä turbiininpyörälle, joka pyörittää laivan potkurin akselia. Mutta kuten sanoin niin paine tuossa imuputkessa pitää olla sen verran kova, että laiva kulkee tuon imupaineen avulla eteenpäin, ja ainakin pienemmissä aluksissa se on verraten tehokas tapa, mutta suurten laivojen eteenpäin kuljettamisessa voi eteen tulla ongelmia, koska imuputken pitää olla tarpeeksi pitkä, jotta tarvittava työpaine saadaan aikaan aluksen siirtämiseksi eteenpäin.

Tuulivoima
Kuva III

Tuulivoiman ongelma Suomessa on se, että kyseinen energiantuottotapa ei ole stabiili. Eli suuren osan ajasta tuulivoimala on siivet paikallaan, eikä tuota mitään sähkön tapaistakaan, mutta jos tuo tuulimylly sijoitetaan kauas ulkosaaristoon tai merenpohjaan pystytetyn pylvään päähän, niin silloin se pyörii lähes koko ajan, koska merellä on jatkuvasti tuulta. Ja sijoituspaikaksi voidaan valita matalikot, missä laivat muuten eivät aja, ja rakenteet voidaan täyttää rei-illä, jotta ontot tukijalat kestäävät paremmin, ja tämä myös tarjoaa suojaa erilaisille merieläimille kuten ravuille.. Ja oikeastaan tuulivoima on kaikkein huonoimpia ajateltavissa olevista vaihtoehdoista, jos puhutaan uusiutuvista polttoaineista, niin tuulivoiman ongelma tietenkin on noiden generaattoreiden siipien pyöriminen sekä lintujen osuminen niihin, mutta itseäni hiukan ihmetyttää, että eikö noiden siipien päälle voi mitään verkkoa asentaa, ja tietenkin myös tuulivoimaloita voi olla erilaisia. Yksi uusimmista malleista on suoraan maasta ylöspäin oleva putki, jota kutsutaan kapillaarivoimaksi. Siinä ilmaa johdetaan oikeastaan tavallisen savupiipun läpi, ja matkalla se pyörittää generaattoria.
Kuva IV

Mutta tuulivoimaa on ajateltu käyttää myös laivojen kuljettamiseen eteenpäin. Eli sekä perinteinen purje, joka ainoastaan valmistetaan mylar- tai kevlar-kankaasta voi vetää laivaa pitkin merenpintaa, ja tuo purje voisi olla hyvin yksinkertainen laskuvarjo, joka päästetään laivan keulasta ilmaan , mistä se sitten kiskoo laivaa eteenpäin (Kuva IV). Tai sitten perinteinen raakatakila (Kuva V) muutetaan sellaiseksi, että se muistuttaa oikeastaan luokkahuoneiden sisään vedettävää valkokangasta, joka voidaan sitten tarpeen tullen kelata vinsseilla ylös, ja sitten tuo vinssillä varustettu raakatakila voidaan laskea kannelle, kun sitä ei enää käytetä. Ja tuon purjeen optimaalisen asennon säätää nykyaikaisissa purjelaivoissa tietokone, joka myös suorittaa tarvittavan kurssimuutoksen, jos aluksen pitää luovia tuulen suunnan ollessa epäsuotuisa.

Tietenkin myös laivoissa voi olla myös pystytuuligeneraattori, joka pyörittää generaattoreita, joilla tuo laiva voi sitten ajaa myös suoraan vastatuuleen. Tai sitten sen viereen pudotetaan kapillaariputki, josta vettä siirretään turbiinille. Mutta tuollainen hybridivoimaa käyttävä sota-alus olisi sikäli jäätävä ratkaisu, koska siinä voi olla kaikki tässä mainitut voimantuottojärjestelmät normaalien dieselien lisäksi, ja kulkiessaan purjeilla se olisi äänetön, ja pystyisi STEALTH-muodon ja aktiivisen pinnoitteen avulla hiipimään sukellusveneen tai pinta-aluksen kimppuun huomaamatta, ja se omaisi myös erittäin suuren toimintasäteen, joten ekologia voisi olla myös sotilaallisten laitteiden perustana. Muita uusiutuvia voimalaitteita voidaan toki käyttää tuottamaan vetyä elektrolyysillä, missä vettä hajotetaan hapeksi ja vedyksi sekä johdetaan maakaasuputkella asiakkaiden luokse.
Kuva V

No comments:

Post a Comment

Note: Only a member of this blog may post a comment.

The new scanners make a revolution in semiconductors and other systems.

"Using single-atom-resolved microscopy, ultracold quantum gases composed of two types of atoms reveal distinctly different spatial corr...