Óriási kémények, szén-dioxid kibocsátás nélkül

A spanyol Colonel Isidoro Cabanyes vízióját először egy német professzor, Jörg Schlaich 1982-ben öntötte prototípusba. A szolártermikus erőmű működési elve meglehetősen egyszerű: A nagy üvegfelülettel rendelkező kollektorokba oldalról beáramló levegő a napsugarak hatására, az üvegtető alatt fokozatosan felmelegszik így a csökkenő sűrűsége miatt fokozatosan felfelé áramlik. Az üvegtető egy kürtőben végződik, amelyben a felszálló meleg levegő egy turbinán keresztül generátort hajt meg. A kilépő levegő helyére alulról folyamatosan friss, hűvös levegő érkezik.

A működési elv

Schlaich úr prototípusát hat teljes éven keresztül tesztelte, ám utána is még sokáig állt. Aztán egyszer csak elszakadt az egyike a 200 méter magas kéményt tartó feszítőköteleknek, így hatalmas robajlás kíséretében összedőlt az építmény. Úgy tudjuk személyi sérülés nem történt, így Schlaich úr szabadlábon maradt, ám hírneve kétségtelenül csorbát szenvedett az eset hatására. Ráadásul erőműve a beígért 100 kW-os teljesítménynek csak felére volt képes.

Az időközben Kínában, Namíbiában és Ausztráliában folyó projektek megcélzott teljesítménye nagyjából 50 megawatt illetve annál is több.

Napjaink szolártermikus erőműve (Kép: Schlaich Bergermann und Partner, www.sbp.de)

Most egy nemzetközi kutatócsoport vette kezébe a szolártermikus erőmű ötletét. Számításaik szerint, ahhoz, hogy megérje energetikai szempontból a beruházás, 3-4 km-es sugarú körben kell kollektort telepíteni,és 700-1500 méter magasba kell emelni a kürtőt. A kémény tömege így 30-szor haladná meg a napjaink legnagyobb természetes huzatú hűtőtornyát, mely szintén Németországban, Niederaußem-ben található. Ezt az iszonyatos tornyot, korszerű vasbetonból szeretné megépíteni a csapat. Az úttörő Schlaich úrnak, több mint 25 évvel ezelőtt ez még lehetetlen vállalkozás lett volna, az akkori betonok nem rendelkeztek kellő szilárdsággal.

A legtöbben persze még 3-4 évvel ezelőtt is kinevették a kilométer magas tornyok megálmodóit és nyugdíjba vonulást tanácsoltak nekik. Aztán látva, hogy a világ számos pontján építenek hasonlóan magas épületeket, lassacskán elhitték, hogy a kívánt magasság elérése nem irreális vállalkozás.

A szolártermikus erőművek Schlaich óta sokat változtak. A legszembetűnőbb módosítás talán az, hogy a turbinák már nem a kéményben helyezkednek el, függőleges tengellyel, hanem még a kürtő előtt vízszintesen helyezik el őket, így telepítésük és karbantartásuk is könnyebb. A levegő kéménybe lépése előtt 100 Celsius fok körüli hőmérsékletre emelkedik, mely új anyagok alkalmazását teszi szükségessé a turbinában.

Az üvegtető alatti rész sem marad kihasználatlanul: üvegházként lehet hasznosítani, de a tengervíz sótlanítására is felhasználható a kollektor.

Az erőmű megépítésénél a kihívást továbbra is a magas torony jelenti, hiszen annak a szélterhelést éppúgy el kell viselnie, mint a saját tömegének a súlyát. A feszítőkötelek alkalmazásának rizikóját pedig Schlaich úr már bemutatta.

A nemzetközi kutatócsoport mérnökei Wilfried Krätzig professzor vezetésével, véges elemes szoftvereket (FEM) felhasználva, olyan héjformát igyekeznek találni, amely jelentős súlycsökkentést tesz lehetővé és emellett megfelelő szilárdsággal rendelkezik. Problémát jelent a méretezés során, hogy nehéz meghatározni, hogy pontosan mekkora szélterhelésre kell méretezni a tornyot, mivel az előírások csak 300 méterig adnak útmutatást.

A mérnököknek természetesen szem előtt kell tartani a befektetői érdekeket is: 10 éven belül meg kell hogy térüljön egy ilyen beruházás, és további évtizedekig zavartalanul kell működnie a szolártermikus erőműnek, ahhoz hogy piacképes legyen.

Érdeklődés van az erőműtípusra, Bochumba terveznek egyet felhúzni, 750 méteres toronymagassággal és 50 MW teljesítménnyel.

Forrás: www.scinexx.de
www.sbp.de (képek)

Ivicsics Miklós