Udnyttelse af solenergien

HAR du nogen sinde sat dig ind i en bil som har stået lang tid i den brændende sol? Heden kan være næsten utålelig! Der kan ikke herske tvivl om at solen er en vældig energikilde som det var værd at øse af.

Tænk blot om solens energi kunne bruges til at opvarme vore huse, drive vore husholdningsredskaber, oplyse vore byer, levere drivkraft til vore køretøjer og opfylde ethvert andet kraftbehov! Solen sender så megen energi ned på jorden i løbet af et kvarter at verdens nuværende energibehov ville være dækket i et helt år hvis blot vi kunne opsamle og udnytte den!

Nogle stiller sig imidlertid skeptisk. De tror at solens lys er for spredt til at det kan udnyttes som en praktisk energikilde. På den anden side erklærer J. T. Kane, udgiver af Professional Engineer: „Sådan noget som seks til ti gange den mængde energi der kræves til opvarmning af et gennemsnitshus i De forenede Stater, stråler ned på det fra solen hvert år.“

Men er det realistisk at tale om en udnyttelse af solenergien? Kan private personer i deres hjem i dag opnå en økonomisk udnyttelse af denne utrolige energi?

Lader denne energikilde sig udnytte?

Man vil kunne overraskes over de fremskridt der allerede er blevet gjort i udnyttelsen af solenergien. Den højt ansete geolog dr. M. King Hubbert har sagt: „Solenergi er ude over det teoretiske stadium. Vi taler om noget som allerede eksisterer, noget vi allerede kan gøre.“

Hvad kan vi for eksempel gøre? Kan solenergien for eksempel levere elektricitet til privathjem? I et brev til redaktøren for New York Times erklærede senator James Abourezk: „Den teknik der skal til for at omdanne solenergi til betydelige mængder elektricitet er udviklet.“ Senatorens opfordring lød derfor: „Anstrengelserne burde samle sig om at omdanne solenergi til anvendelig elkraft.“

Dog synes der i øjeblikket ikke at være et tilstrækkeligt økonomisk grundlag. Der er rigtignok ingen tvivl om at solen kunne levere al den energi der behøves i et privathjem. I rumkabiner udnyttes solenergien til det elektriske udstyr. Men det er endnu for dyrt at fremstille elektricitet af solens lys.

Mange eksperter mener at det første skridt til udnyttelse af solenergien ikke er produktion af elektricitet men af varmt vand samt opvarmnings- og kølingsanlæg til huse og bygninger. Visse solenergieksperter hævder at dette ville være praktisk muligt for mange husejere allerede nu. Tanken er at indfange solens varme, opmagasinere den og dernæst lade den cirkulere i bygningen eller at udvikle varme til at drive et luftkonditioneringsanlæg.

D. Elliot Wilbur, administrerende direktør og marketingschef for firmaet Arthur D. Little, et firma der er gået ind i solenergiforskningen, bemærker: „Alle de materialer der skal til for at opstille et solvarmeanlæg i en bygning kan købes på markedet i dag. Alt hvad der behøves er et firma som er villigt til at samle alle de enkelte dele og sende det på markedet.“

Findes der firmaer som vil realisere dette inden for en overskuelig fremtid? Peter E. Glaser, næstformand i firmaet Arthur D. Little, ser optimistisk på det. „Inden der er gået tre til fem år,“ hævder han, „vil man kunne købe et solvarmeanlæg fra et postordrefirma.“

Er der et reelt grundlag for denne optimisme? Er der ved at opstå en industri som i stor stil producerer solvarmeanlæg?

Interessen vokser — hvorfor?

Man sporer en stigende interesse for solenergi. Sidste år i maj indskrev tusinder af mennesker sig til et solenergiseminar arrangeret af Solar Energy Industries Association i Washington. Og da miljøinformationscentret i Winter Park, Florida, udsendte en gratis pjece med titlen „Hvordan man bygger en solvandvarmer“ blev de første 5000 revet væk i løbet af ti dage.

Aviser og ugeblade bringer den ene artikel efter den anden om hvordan solenergi udnyttes til opvarmning af svømmebassiner, privathjem, skoler og andre bygninger. Et lille udpluk:

● En bygherre i Colorado installerer et solvarmeanlæg i et nyt boligkompleks af ejerlejligheder.

● Bystyret i Santa Clara i Californien har projekteret at anvende energi fra solen til opvarmning og køling af et nyt kulturcenter.

● Et solvarmeanlæg skal benyttes i en skole i Georgia i Atlanta; skoler i nærheden af Washington, Baltimore og Boston har fået installeret solvarmeanlæg.

● I Vermont har man planlagt solopvarmning af sommerhuse og skihytter i et nyt rekreativt område.

● Landmænd i de vestlige dele af De forenede Stater søger i deres korntørrerier at erstatte propan som drivmiddel med energi fra solfangere (kollektorer).

Hvad er det der har givet stødet til denne interesse for anvendelse af solenergi? Det skyldes først og fremmest erkendelsen af at et skifte i de nuanvendte metoder til frembringelse af energi er uundgåeligt. Det må komme. Hvorfor? Fordi beholdningerne af olie, naturgas og kul — de vigtigste kilder til vor energi — er begrænsede, ja nogle eksperter påstår endog at beholdningerne er ved at slippe op. Brændstofpriserne er allerede gået stærkt i vejret. Dertil kommer at brugen af fossile brændstoffer har tendens til at forurene omgivelserne mere end ønskeligt er.

Lysere fremtid for solenergi

Der er mange lyse sider ved at udnytte solenergi. Den findes i umådelige mængder og er tilgængelig for alle, den forurener ikke, den er gratis, det er kun metoderne til at udnytte den der koster penge. Man hævder at en massefremstilling af solvarmeanlæg ville gøre dem billigere end de gængse opvarmningssystemer.

Mange videnskabsmænd betoner solenergiens fordele og tilskynder til at den udnyttes i stor stil. Kemikeren dr. Harold I. Zeliger gik ved en international miljøkonference så vidt som til at sige: „Det synes indlysende at den eneste varige løsning på verdens energi- og forureningsproblem er at gå over til solenergi.“

Denne kilde til energi begynder nu også at vinde terræn hos politikerne. I mange år har De forenede Staters regering kun bevilget cirka 100.000 dollars om året til solenergiprojekter. Men i 1973 steg beløbet til 4.000.000 dollars, i 1975 skønsmæssigt til 25.000.000, og kilder med tilknytning til kongressen regner med at der i 1976 vil blive anvendt mere end 100.000.000 dollars til solenergiforskning og udvikling af solenergiprojekter.

I nogle lande er man allerede ved at udnytte solens lys til dækning af varmtvandsforbruget. I Japan solgte man for eksempel i 1974 cirka 160.000 sol-varmtvandsaggregater. Det forlyder at der i Israel er opstillet godt 150.000 sådanne solvarmeanlæg, der producerer varmt vand til hver femte husstand. Man anslår at 10.000 husstande i Australien får varmt vand fra solvarmeanlæg.

Tænkeligt er det også at solvarme snart kan blive en vigtig energikilde i De forenede Stater. Overraskende nok går godt og vel 80 procent af gennemsnitshusejerens energiudgifter til varmt vand og til opvarmning og køling. Og mere end tre fjerdedele af landets energiforbrug ligger på disse tre områder! Dersom energien alene til disse formål kunne hentes fra solen kunne man hver dag spare millioner af tønder olie.

En undersøgelse sidste år viste at to hundrede solopvarmede huse i De forenede Stater står opført, er under opførelse eller endnu er på tegnebrættet. Anlæggene til disse huse er kommet fra en ny industri der har specialiseret sig i fremstillingen af solenergianlæg; og i De forenede Stater mener man at der i dag skulle findes mere end en halv snes af sådanne fabrikker. Men nu kunne De måske godt tænke Dem at vide hvordan et sådant solvarmeanlæg fungerer?

Hvordan solens energi udnyttes

Eftersom den industrielle udnyttelse kun er i sin vorden, har man kun i ringe grad indført standardisering. Men i grundtrækkene består et anlæg af solenergikollektorer (solfangere), et varmemagasin og et fordelingssystem.

Kollektorerne anbringes sædvanligvis på taget i en sådan vinkel at de fanger mest muligt af sollyset. I princippet svarer kollektorerne til drivhuse. De strålingsabsorberende paneler, som er dækket af glas eller plastic, er fremstillet af aluminium som man har givet en speciel varmeabsorberende, sort belægning. En væske, almindeligvis vand, føres i rør gennem de sorte paneler. I et system har man forsynet panelerne med forsænkninger hvori rørene føres, således at panelet har lighed med en radiator.

Sollyset trænger gennem plastic eller glas, og de sorte paneler opsuger den indfangede varme. Vandet i rørene kan nå op på 93 grader Celsius eller mere, og føres ned i lagertanken, som plejer at være anbragt i kælderen. I et varmtvandssystem af enkel konstruktion er det ikke sjældent at lagertanken anbringes på taget sammen med kollektorerne. En lagertank som kan rumme cirka 530 liter vand vil kunne forsyne en familie på fire personer med varmt vand.

Men skulle man tillige opvarme og køle et hus af amerikansk gennemsnitsstørrelse, skulle man have en lagertank der kunne rumme adskillige tusind liter. I et system opvarmes huset på følgende måde: Det varme vand ledes fra lagertanken ind i varmespiraler som er anbragt i en kanal, hvorigennem der blæses luft, luften opvarmes og føres ved hjælp af en ventilator rundt i huset, som derved opvarmes.

Hvor formålet er at køle huset, ledes det varme vand gennem et luftkonditioneringsanlæg der er indrettet på en sådan måde at det varme vand bruges som drivkraft i stedet for gas. Der er den fordel ved luftkonditionering med solenergi at når solvarmen stiger og kølingen skal være tilsvarende kraftigere, tilvejebringes samtidig den større mængde energi der skal til for at drive anlægget.

Men kan driftssikre solvarmeanlæg sættes i masseproduktion? Adskillige videnskabsmænd tror det. To professorer ved Syracuse universitet i staten New York har skrevet: „Teknikken er så langt fremme at man kan begynde at anvende den i stor stil. Nogle forskere, ingeniører og arkitekter, deriblandt medlemmer af energiforskningsrådet ved Syracuse universitet, mener at det på indeværende tidspunkt er muligt at bygge huse, selv på vore breddegrader, der helt og holdent kan opvarmes med solenergi.“

Som tidligere nævnt har nogle solenergieksperter den opfattelse at der inden for tre til fem år vil være sådanne solvarmesystemer på markedet. Professor Roland Winston, der er professor ved Chicagos universitet og i adskillige år har været beskæftiget med udforskning af solenergien, siger imidlertid advarende: „Der er et godt stykke vej fra at indrette en halv snes huse med solopvarmning til at kunne bestille et solvarmeanlæg hjem efter et postordrekatalog.“

Det vil blive interessant at følge udviklingen. Men hvordan vil det gå med at fremstille elektricitet ved hjælp af solenergi?

Solenergi til elproduktion

Der gives to omdiskuterede metoder til fremstilling af elektricitet fra solenergi. Ved den første metode anvendes solens lys til opvarmning af en væske som producerer damp, og den driver så en turbinegenerator. Man anslår at et solfang med et areal på 13-18 kvadratkilometer vil kunne drive et dampkraftværk som kunne producere lige så megen energi som de største atomanlæg. Nogle har kraftigt opfordret til opførelsen af et sådant sol-elkraftværk.

„Det er højst tænkeligt,“ siger dr. R. C. Jordan, lederen af Ingeniørakademiet for Maskinkonstruktion og Luftfartsteknik ved Minnesota-universitetet, „at vi med de nu tilgængelige materialer og metoder kan omdanne 20 procent af den solenergi der rammer jorden på et givet sted, til dampkraft og derfra til anvendelig elkraft. Dette ville give så megen kraft at vort lands [U.S.A.s] energiforbrug ville være dækket mange år frem i tiden, til en overkommelig pris og ved at udnytte de tomme arealer af landet — såsom ørkener — uden at forurene.“

Adskillige hævder at det ikke er nogen farbar vej at fremstille elkraftværker af denne type. Således udtaler dr. Erich A. Farber, lederen af et af verdens største forskningsprojekter inden for solenergi: „Man bygger ikke et kæmpemæssigt kraftværk i Arizona og sender energien til Florida. Solenergien rammer dit tag, din gårdsplads, murene på dit hus. Den kan udnyttes med økonomisk gevinst lige på stedet. Man behøver ikke store solenergi-kraftværker.“

Og det er virkelig rigtigt at man hjemme hos sig selv kan omdanne solens lys til elektricitet. Det kan gøres ved hjælp af solceller, tynde flader af silicium, hvori der opstår en elektrisk strøm når solens lys rammer dem. Det er sådanne fotoelektriske celler der forsyner opsendte rumkabiner med elektricitet. Hvis man på hustaget anbragte 90 kvadratmeter af disse meget bestandige celler, ville de kunne dække familiens elektricitetsbehov. Der er blot det at sige til det at sådanne solceller er alt for dyre til formålet. Men det er ikke givet at de altid vil være det, hævder senator James Abourezk.

„Der findes en mængde laboratorier her i landet der fremstiller fotoelektriske celler,“ siger han. „Hvis de kunne massefremstilles kunne de (efter solenergiingeniørers opfattelse) konkurrere med andre former for elproduktion. . . . Og omdannelsen af solenergi til elektricitet vil have en langt større indvirkning på mange flere mennesker end forsøgene på at installere solvarme- og solkøleanlæg i hvert eneste hjem i De forenede Stater.“

Har solenergi nogen fremtid?

I solens kraft har vi en uudtømmelig, forureningsfri energikilde som ved udnyttelse kunne dække menneskenes behov. Hvordan vil udnyttelsen realiseres? Hvornår? Det er aktuelle spørgsmål.

Det må indrømmes at der er vanskeligheder som skal overvindes. I Machine Design hedder det: „At man i så høj grad har set bort fra solenergien skyldes sandsynligvis nationaløkonomi, kapitalinteresser og regeringens bureaukrati, der stadig holder på fossilbrændstofanlæg.“

Vil man overvinde vanskelighederne? Vil man virkelig gå ind for udviklingen af denne forureningsfri kilde således at man kan spare på jordens hastigt svindende beholdninger af olie, naturgas og kul? Det vil blive interessant at se hvad der sker.