Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 14. 7 april 1951 - Energi från solen, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
276
TEKNISK TIDSKRIFT
liten utsträckning återvinnas i form av energi, emedan den
balanseras av kondensation under natten. Blott 0,001 % av
den av jorden absorberade solenergin kan användas som
vattenkraft, vilken nu utnyttjas till 10 %.
Med radiovågor kan man överföra energi. Man lär nu
kunna framställa sådana med en våglängd, som blott
obetydligt överstiger de längsta värmevågornas. Vid försök att
hantera strålning med liten våglängd med av människor
konstruerad apparatur möter man dock till synes
oöverstigliga svårigheter. Elektriska kretsar och radiorör måste vara
ganska stora, för att nämnvärda energimängder skall
kunna hanteras, men vissa delar av utrustningen måste vara
mycket små för att kunna reagera för kortvågig strålning.
Apparaturen skall alltså samtidigt ha små och stora
dimensioner, och en kompromisslösning torde ej vara
genomförbar. Under det elektromagnetisk strålning med 2 cm
våglängd kan hanteras med den nuvarande teknikens
svängningskretsar, fordrar hanterandet av värmestrålning med
våglängder på 0,02—0,00007 cm fysikaliska dimensioner,
som närmar sig molekylernas.
Vidare utskickas radiovågor, även de allra kortaste, av
en enda sändare eller av ett litet antal synkroniserade.
På detta sätt kan en relativt stor energimängd utsändas
från en enda antenn. Ljus alstras däremot av enstaka
atomer och utsänds därför av ett stort antal icke
synkroniserade sändare. Vid utnyttjande av solenergin gäller
det alltså ej blott att hantera en strålning med liten
våglängd utan dessutom att samordna en icke synkroniserad.
Det senare problemet synes åtminstone nu olösligt.
Man har hittills icke funnit något, som visar, att det finns
möjligheter att omvandla icke synkroniserad strålning till
radiovågor. Allt som för närvarande kan göras på detta
område är att definiera problemen. Om emellertid något
geni skulle finna ett sätt att utnyttja elektromagnetisk
strålnings vågnatur, skulle detta vara av långt större
betydelse än utvecklingen av kärnfysiken.
Om ljus betraktas som en ström av mycket små
partiklar, fotoner eller kvanta, finns det fyra tänkbara utvägar
att erhålla energi ur solstrålningen, nämligen fotosyntes,
andra fotokemiska reaktioner, fotoelektriska fenomen och
anordningar för omvandling av solstrålning till värme.
Varje fotons energi är proportionell mot strålningens
frekvens. Därför måste en mottagare kunna reagera för
energinivåer jämförliga med en enda fotons energi; vid
absorption av strålningen summeras oräkneliga fotoners.
På detta sätt utnyttjas solljuset i naturen, och det är
grunden för alla hittills gjorda, lyckade försök att använda
det på konstlad väg. Utnyttjande av fotosyntesen kan
lättast ske med hjälp av alger (Tekn. T. 1950 s. 781).
R L Meier beräknar, att om Chlorella odlas och sedan
får jäsa till alkohol, skulle denna kosta 11 c/1; bensin
framställd enligt Fischer-Tropsch-processen borde kunna
säljas för 6 c/1. För att täcka sin nuvarande förbrukning
av petroleum skulle USA behöva odla alger på en yta av
Louisianas storlek. Som sammanfattning anges, att man
vid odling av Chlorella beräknar att årligen kunna få
87,5 t/ha torrsubstans i en solrik trakt, t.ex. Arizona.
Det har konstaterats, att alger kan utnyttja ca 65 % av
den strålning som kan absorberas av klorofyll. Så hög
effekt har man nätt och jämt lyckats uppnå med några
syntetiska färgämnen och oorganiska kemikalier.
Fotosyntes är en livsbetingad fotokemisk reaktion, men många
icke livsbetingade sådana är exotermiska kedjereaktioner,
vid vilka resultatet naturligtvis icke kommer att stå i
rimlig proportion till den absorberade energimängden. Vid
nästan alla endotermiska, fotokemiska reaktioner är vidare
verkningsgraden mycket låg, men det finns undanlag.
L J Heidt och M E Smith vid MIT har gjort ett mycket
intressant arbete med fotokemisk sönderdelning av vatten
i närvaro av ceriperklorat och perklorsyra. Under optimala
förhållanden förblir mängderna cero- och cerisalt
oförändrade, under det väte och syre utvecklas, när lösningen
bestrålas med ultraviolett ljus. Energiutbytet blir icke fullt
så högt som vid fotosyntes men av samma
storleksordning. Det är tänkbart, att fortsatt forskning kan ge
praktiska metoder att framställa vätgas ur vatten. Om den
totala verkningsgraden kan göras tillräckligt hög, kan
denna typ av reaktion bli av fundamental betydelse.
E I Rabinowitch har arbetat med ett fotokemiskt system
bestående av järn och tionin. Redoxjämvikten mellan dessa
ämnen är ljuskänslig, och en potentialdifferens kan
därför upprätthållas mellan en belyst och en mörk cell
innehållande dem. Det är tydligen tänkbart att enligt denna
metod uppnå en direkt omvandling av solljus till
elenergi, men för att den skall kunna konkurrera med
fotosyntesen, måste dess verkningsgrad tiodubblas.
Det enklaste sättet att utnyttja strålningsenergi är att
omvandla den till värme (Tekn. T. 1949 s. 487). Vanligt
fönsterglas släpper igenom 90 % av solljusets synliga och
infraröda delar, men det är samtidigt nästan
ogenomskinligt för långvågig infraröd strålning, som avges av en
kropp med god absorptionsförmåga. Glas kan därför
användas för framställning av plana uppsamlare av solenergi.
Vidare kan det användas till speglar, som koncentrerar
strålningsenergin.
Mycket arbete har utförts på konstruktion av både plana
energisamlare och paraboliska speglar. H C Hotten, MIT,
beräknar, att en effekt på i medeltal 90 kW/ha kan
utvinnas i form av elenergi i Arizona på detta sätt.
Motsvarande årliga energimängd blir 800 000 kWh/ha, under det
87,5 t torrsubstans av alger direkt använda som bränsle
skulle ge 400 000 kWh/ha och omvandlad till elenergi blott
110 000 kWh/ha. Den enkla omvandlingen av solenergi till
värme och användning av detta för att driva en maskin
skulle alltså vara omkring sju gånger effektivare än de
gynnsammaste agrikulturella metoderna, och fotosyntes är
bättre än andra hittills kända fotokemiska reaktioner.
För att täcka USA:s totala, nuvarande energibehov på
optisk väg skulle man behöva utnyttja en yta på 1 300 000
km2, dvs. ca 40 % av New Mexicos yta.
Under optimala betingelser kan över 100°C uppnås med
solljus utan optiska hjälpmedel, men i allmänhet har man
föreslagit användning av speglar. I USSR lär en
forskargrupp arbeta med i stort sett paraboliska speglar
sammansatta av plana bitar. Den först byggda var 10 m i
diameter, men man torde planera konstruktion av mycket
större. I USA och Schweiz har man försökt använda
solenergi för uppvärmning av boningshus och i Frankrike
finns en ugn för optisk smältning av metaller och
högeldfasta material (Tekn. T. 1949 s. 487). En tillämpning av
den sistnämnda tekniken är direkt omvandling av värme
till elenergi med termoelement, men man har funnit, att
verkningsgraden faller med stigande temperatur. Hottel
har dock rapporterat 5 % användbar omvandling, vilket
innebär ett verkligt framsteg, och undersökningarna
fortsätts därför.
Ungefär 25 % av den förbrukade elenergin används till
belysning, och ingenjörer hos Westinghouse har sagt, att
lysämnen (Tekn. T. 1949 s. 171) i framtiden kommer att
användas vid färgning av tapeter. De skulle absorbera
ljus under dagen och avge det under natten. Med de
framsteg, som gjorts på detta område under senare år, synes
projektet icke orimligt. Verkningsgraden behöver ej vara
stor, då man utan dyrbar apparatur skulle utnyttja ljus,
som annars går förlorat, och ljusbehovet under dygnets
mörka timmar är blott några få procent av den ljusmängd,
som instrålar under dagen.
I framtiden kommer troligen några av de nämnda
projekten att realiseras. Även en klumpig tillämpning av det
bristfälliga vetande, som mänskligheten nu besitter, skulle
säkerställa en riklig energitillförsel — till ett visst pris.
Med en bättre förståelse av strålningens natur, som väl
måste uppnås förr eller senare, blir priset lägre. Solen
kommer ånyo att erkännas som det viktigaste av alla
fysikaliska fenomen — samma sol, som dyrkats av alla gamla
folk (E Ayres i Sci. Amer. aug. 1950). SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
