Utnyttelse av solenergien
HAR du noen gang satt deg inn i en bil som har stått lenge i solen? Varmen kjennes nesten uutholdelig! Det er ingen tvil om at solen er en energikilde med kolossale muligheter.
Tenk bare på at solenergien kunne brukes til å varme opp husene våre, drive husholdningsapparatene, lyse opp byene, drive kjøretøyene og dekke et hvilket som helst annet energibehov vi måtte ha. Ja, jorden blir tilført så store mengder solenergi at hvis menneskene kunne utnytte denne energien i bare 15 minutter, ville de ha nok energi til å dekke verdens nåværende behov i et helt år!
Noen stiller seg imidlertid skeptisk til mulighetene for utnyttelse av solenergien. De mener at solskinnet er altfor diffust til at det kan være noen effektiv energikilde. Men J. T. Kane, som har redigert Professional Engineer, sier: «Noe mellom seks og ti ganger så stor energimengde som den som må til for å varme opp et amerikansk hus av vanlig størrelse, stråler ned på huset fra solen hvert år.»
Men er det praktisk gjennomførlig å utnytte solenergien? Vil det være økonomisk lønnsomt å utnytte denne enestående energimengden i moderne hjem?
Praktisk gjennomførlig?
Du vil kanskje bli overrasket over å høre om de framskritt som allerede er gjort når det gjelder å utnytte solenergien. Den kjente geologen dr. M. King Hubbert sa: «Utnyttelsen av solenergien er ikke bare en teori. Vi snakker om noe som allerede eksisterer, noe vi allerede kan gjøre.»
Hva er noe av dette? Kan en for eksempel omforme solenergien slik at en kan forsyne et hus med elektrisitet? I et brev til redaktøren for New York Times skrev den amerikanske senatoren James Abourezk: «Den teknikk som gjør det mulig å omdanne solenergien til tilstrekkelig mengder elektrisitet, er tilgjengelig.» Senatoren anbefalte derfor: «Vi burde nå konsentrere oss om å omdanne solenergi til brukbar elektrisk energi.»
Foreløpig finnes det riktignok ingen økonomisk måte å gjøre dette på. Det er liten tvil om at det ville være mulig å utnytte solenergien til å drive alt elektrisk utstyr i et hjem. Det elektriske utstyret om bord på romfartøyer som kretser rundt jorden, får sin energi fra solen. Men det vil fremdeles være for kostbart å produsere elektrisitet ved hjelp av sollyset til at det er praktisk gjennomførlig.
De fleste autoriteter mener at det første skritt i retning av utnyttelse av solenergien ikke er å produsere elektrisitet, men å varme opp vann og å varme opp og avkjøle bygninger. Noen eksperter sier at dette for mange huseieres vedkommende vil være praktisk gjennomførlig allerede nå. Det som må gjøres, er å fange opp solvarmen, lagre den og så få den til å sirkulere i huset eller å bruke den til å drive et klima-anlegg.
D. Elliot Wilbur, salgssjefen i firmaet Arthur D. Little, som driver en god del forskning på dette området, sier: «Alt det utstyr som trengs til å installere soloppvarmingsanlegg i hus, er på markedet nå. Det eneste som mangler, er et firma som er villig til å sette hele pakken sammen og tilby den til folk i sin alminnelighet.»
Kommer firmaer snart til å begynne å gjøre dette? Peter E. Glaser, en av visedirektørene for firmaet Little, er optimistisk. Han sier: «Innen tre til fem år vil en kunne kjøpe et soloppvarmingssystem gjennom en Sears-katalog.» (Sears er en stor amerikansk forretningskjede.)
Er det noe solid grunnlag for en slik optimisme? Er soloppvarmingsindustrien i ferd med å utvikle seg i stor målestokk?
Forsterket interesse — hvorfor?
Det er ingen tvil om at interessen for utnyttelse av solenergien er stigende. I mai 1975 overvar flere tusen en solenergikonferanse som ble arrangert av foreningen for solenergiindustri i Washington, D.C. Og da et informasjonssenter i Winter Park i Florida averterte en gratis brosjyre med tittelen «Bygg ditt eget soloppvarmingsanlegg», var de første 5000 eksemplarene som blåst bort i løpet av ti dager.
Aviser og tidsskrifter inneholder en mengde beretninger om at solenergi blir utnyttet til å varme opp svømmebassenger og hjem, skoler og andre bygninger. Vi skal ta med noen få eksempler:
◆ En byggherre i Colorado installerer et soloppvarmingsanlegg i et boligkompleks.
◆ I byen Santa Clara i California planlegger en å oppvarme og avkjøle et nytt samfunnshus ved hjelp av energi fra solen.
◆ Soloppvarmingsanlegg blir installert på en skole i Atlanta i Georgia; skoler i nærheten av Washington, D.C., Baltimore og Boston blir allerede oppvarmet ved hjelp av solenergi.
◆ I Vermon er det planlagt å varme opp en ny hyttekoloni ved hjelp av solenergi.
◆ Rancheiere i Midt-Vesten prøver å få skiftet ut korntørkeanlegg som drives med propan, med solvarmemagasiner.
Hva er grunnen til at utnyttelse av solenergien nå blir omfattet med så stor interesse? Først og fremst forståelsen av at det før eller senere blir nødvendig å gå over til nye energikilder. En slik forandring må komme. Hvorfor? Fordi verdens viktigste energikilder — olje, naturgass og kull — er begrenset, og enkelte eksperter mener at reservene snart vil bli oppbrukt. Brensel- og bensinprisene er allerede skyhøye. Bruken av fossile brensler forurenser dessuten miljøet i slik grad at det reises alvorlige innvendinger mot det.
En lysere framtid for solenergien
Det er mye som kunne sies om solenergien. Det finnes rikelig av den, og den er tilgjengelig for alle, den forurenser ikke, og den er helt gratis. Det er utnyttelsen som koster penger. Det er blitt hevdet at hvis soloppvarmingsanlegg ble masseprodusert, ville disse være mer økonomiske enn vanlige varmeanlegg.
Mange vitenskapsmenn som vet hvilke fordeler solenergien har, har gjort seg til talsmenn for at den blir utnyttet i stor målestokk. Dr. Harold I. Zeliger, en kjemiker i New York, gikk så langt som til å si på en internasjonal miljøkonferanse: «Det ser ut til å være innlysende at den eneste langsiktige løsning på verdens energiforurensningsproblem er å utnytte solenergien.»
Denne energikilden begynner også å få sine tilhengere blant politikerne. I mange år brukte amerikanske myndigheter bare cirka 100 000 dollar årlig til soloppvarmingsprosjekter. Men i 1973 steg dette tallet til fire millioner dollar og i 1975 til anslagsvis 25 millioner dollar, og i 1976 regner en med at det vil bli brukt over 100 millioner dollar til forskning og utvikling på dette området.
I noen land blir solenergien allerede utnyttet i stor utstrekning til varmtvannsbereding. I Japan ble det for eksempel i 1974 solgt cirka 160 000 varmtvannsberedere som utnytter solenergien. Israel skal ha cirka 150 000 slike anlegg. Det vil med andre ord si at hver femte familie der i landet får vann som blir oppvarmet ved hjelp av solenergi. Det er anslått at 10 000 australske, husstander har slike varmtvannsberedere.
Sollyset kan også snart komme til å bli en betydelig energikilde i USA. Du blir kanskje overrasket over å høre at over 80 prosent av det en vanlig amerikansk huseier betaler i strøm, går til oppvarming av vann og til oppvarming og avkjøling av huset. Og mer enn fjerdeparten av all den energi som blir brukt i landet, går med til disse tre formål! Hvis sollyset kunne utnyttes bare til ett av disse formålene, kunne det således spares millioner av fat olje hver dag.
En undersøkelse som ble foretatt i fjor, viste at nesten 200 soloppvarmede hus enten var fullført, under oppføring eller planlagt i USA. En helt ny industri er blitt utviklet for å skaffe utstyr til disse husene. Ja, det skal finnes en rekke produsenter av utstyr til soloppvarmingsanlegg. Men du lurer kanskje på hva et moderne soloppvarmingsanlegg består av?
Hvordan solenergien blir utnyttet
Ettersom denne industrien foreløpig befinner seg på barnestadiet, er den ikke særlig standardisert. Men det grunnleggende anlegg består av en solenergioppsamler, en tank hvor solvarmen holdes magasinert, og et fordelingsanlegg.
Solfangeren er vanligvis anbrakt på taket og stilt i en slik vinkel at den fanger opp et maksimum av sollys. Den virker etter omtrent samme prinsipp som et drivhus. Svarte paneler som absorberer sollyset, blir dekket av glass eller plast. Panelene kan bestå av aluminiumsplater som er malt med en spesiell, svart maling som virker varmeabsorberende. En væske, vanligvis vann, sirkulerer gjennom rør i panelene. I ett anlegg er panelene riflete, og i fordypningene er det radiatorlignende rør.
Sollyset trenger gjennom glasset eller plasten, og de svarte panelene absorberer varmen. Det vannet som strømmer gjennom rørene, kan bli oppvarmet til 90 grader celsius og enda mer. Dette varme vannet strømmer til tanken, som vanligvis er plassert i kjelleren. I et enkelt varmtvannsanlegg er imidlertid tanken ofte anbrakt på taket sammen med solfangerne. En 530 liters tank vil forsyne en familie på fire med nok varmt vann.
Men for å kunne varme opp eller avkjøle et amerikansk hus på vanlig størrelse trenger en en tank som kan ta mange tusen liter. Ett anlegg varmer opp huset på denne måten: Det varme vannet blir ledet fra tanken til et spiralformet rør i en luftkanal. Det blir også blåst luft gjennom spiralen, som varmer opp luften, og den varme luften sirkulerer så i huset og varmer det opp.
Når en skal avkjøle et hus, blir det varme vannet ledet gjennom et klima-anlegg som benytter varmt vann som varmekilde i stedet for en gassbrenner. Klima-anlegg som gjør bruk av solenergien, har mange fordeler, for når solen skinner sterkere og det er større behov for luftkondisjonering, vil en da ha all den nødvendige energi til å drive anlegget.
Men lar det seg nå gjøre å masseprodusere et effektivt solvarmeanlegg? Mange vitenskapsmenn mener det. To professorer ved Syracuse universitet i staten New York skrev: «Teknikken er kommet så langt at det er mulig å anvende dette i stor målestokk. Enkelte forskere, ingeniører og arkitekter, deriblant medlemmer av forskningsrådet ved Syracuse universitet, mener at det på dette tidspunkt er mulig å bygge hus, selv på våre breddegrader, hvor det utelukkende benyttes solenergi til oppvarming.»
Som vi var inne på tidligere, mener enkelte eksperter at et solvarmeanlegg vil være på markedet innen mellom tre og fem år. Men professor Roland Winston ved Chicago universitet, som har drevet forskning på dette området i en årrekke, sier: «Det er et langt sprang fra oppførelsen av noen få solhus til en kan få kjøpt solvarmeanlegg hos Sears.»
Det vil bli interessant å følge med i utviklingen. Men hvordan er det så med mulighetene for å produsere elektrisitet ved hjelp av solenergi?
Solenergi omdannes til elektrisitet
Det er to framgangsmåter for produksjon av elektrisitet ved hjelp av solenergi som ofte blir diskutert. Sollys kan for det første brukes til å varme opp en væske som produserer damp, som så igjen driver en turbin. Det er blitt anslått at et solfangerområde på mellom 13 og 18 kvadratkilometer ville framstille damp som kunne produsere like mye elektrisk kraft som de største kjernekraftverk. Noen har ivret sterkt for at det skal bygges et slikt solkraftverk.
Dr. R. C. Jordan, som er leder for avdelingen for maskinteknikk og luftfartsteknikk ved Minnesota universitet, sier: «Det ser ut til å være mulig at vi ved hjelp av vår tids materialer og framgangsmåter kan omdanne 20 prosent av den solenergi som jorden mottar på et gitt punkt, til varmekraft og videre til anvendelig elektrisk kraft. Dette ville være nok kraft til å dekke dette landets behov i mange år framover, og vi ville ha råd til det og kunne gjøre bruk av ubrukte deler av vårt land — for eksempel ørkenene — uten å forurense.»
Andre mener imidlertid at denne typen kraftverk ikke representerer den rette framgangsmåten. Dr. Erich A. Farber, som leder et av verdens største forskningsprosjekter på solenergiens område, sier: «En bygger ikke et stort kraftverk i Arizona og sender energi til Florida. Solenergien faller på ditt tak, på din hage, på veggene på ditt hus. Den kan bli økonomisk utnyttet der hvor du befinner deg. Vi trenger ikke store solkraftverk.»
Dette er sant. Sollys kan omdannes til elektrisitet i folks eget hjem. Dette kan gjøres ved hjelp av solceller. Solcellene er løvtynne elementer av silisium som frambringer en elektrisk strøm når sollyset treffer deres overflate. Disse fotovoltaiske cellene produserer nå elektrisitet i satellitter som går i sine baner ute i rommet. Og 90 kvadratmeter med slike celler anbrakt på taket kunne forsyne et moderne hjem med all den nødvendige elektrisitet. Men solceller er altfor kostbare til at de kan brukes på den måten. Det er imidlertid ikke sikkert at de alltid kommer til å være det, hevder senator James Abourezk.
Han sier: «Det finnes en lang rekke laboratorier rundt om i landet som nå produserer fotovoltaiske celler, som, etter solcelleekspertenes oppfatning, kunne konkurrere med andre former for produksjon av elektrisitet hvis de ble produsert i stor stil. . . . Omforming av solenergi til elektrisitet vil ha en langt større virkning på mange mennesker enn at en prøver å installere anlegg for soloppvarming og solavkjøling i hvert eneste hjem i USA.»
Hvilken framtid har solenergien?
I solen har vi en uuttømmelig, forurensningsfri energikilde som kan utnyttes til å dekke menneskenes behov. Det er imidlertid fremdeles en rekke hindringer som må overvinnes. Machine Design sier: «Det er sannsynligvis sosialøkonomien, kapital- og grunneierinteressene og myndighetenes byråkrati, som baserer seg på fossile brensler, som har skylden for at solenergien så å si er blitt ignorert.»
Kommer hindringene til å bli overvunnet? Kommer menneskene til å gå inn for å utnytte denne forurensningsfrie energikilden og derved spare på reservene av olje, naturgass og kull, som hurtig er i ferd med å bli oppbrukt? Det skal bli interessant å følge med og se hva som skjer.