Orsolya
7 °C
19 °C

Áramot termel az autópálya

2009.03.05. 11:13
A járművek tömegüknél és mozgási energiájuknál fogva folyamatosan hatást gyakorolnak az úttest burkolatára. Ez a hatás elsősorban nyomás és vibráció. Az ilyen formában elnyelődő energia veszendőbe megy. Az izraeli Innowattech cég kutatóinak eljárásával azonban jelentős része árammá alakítható. Az Állami Autópálya Kezelő Zrt. kísérleti jelleggel már idén telepíteni szeretné egy hazai autópálya-szakaszon a rendszert.

A ra’ananai székhelyű Innowattech alternatív energiatermelő rendszerének lelkét a cég által kifejlesztett piezoelektromos generátorok új generációja alkotja (Innowattech Piezo Elektric Generator – IPEG). A piezoelektromosság jelenségét a Curie testvérek fedezték fel 1880-ban: ha bizonyos kristályfajtákat, például kvarcot vagy turmalint, nyomás alá helyeznek és deformálnak, akkor a kristályok felszínén elektromos töltések jelennek meg. Később azt tapasztalták, hogy mindez fordítva is működik, tehát ha a kristályt elektromágneses térbe helyezik, akkor annak alakja deformálódik. A jelenségre számos, ma is használt technológia épül, ezen az elven működnek többek között a kvarckijelzők és a különböző nyomásérzékelők.

AP05

Az izraeli kutatók alapfeltételezése az volt, hogy a piezoelektromosság elvén működő, kis méretű generátorok az úttest burkolata alá helyezve képesek lehetnek felfogni és árammá átalakítani annak a mechanikus energiának a jelentős részét, amelyet a nagy sebességgel közlekedő járművek nyomás és vibráció formájában adnak le. A Haim Abramovich professzor által vezetett csapatnak többéves kutatómunkával sikerült egy olyan készüléket kifejlesztenie, amely állításuk szerint jó hatásfokkal képes erre az energiaátalakításra.

Több autó, több áram

A laboratóriumi kísérletek után 2009 februárjában kezdték a kültéri vizsgálatokat. Miután ezek sikeresnek bizonyultak, hozzáfogtak a technológia első telepítésének előkészítéséhez. A várhatóan idén áprilisban induló beruházást az izraeli állami útépítő vállalattal valósítják meg az ország egyik forgalmas autópálya-szakaszán. A piezoelektromos generátorokat ugyanis elsősorban olyan pályarészeken érdemes elhelyezni, ahol viszonylag sok jármű közlekedik, hiszen a megtermelt energia mennyisége ezzel egyenes arányban növekszik (ez az összefüggés a járművek tömegére is igaz).

A számítások szerint egy viszonylag nagy forgalmat lebonyolító, 1 km hosszú autópálya-szakasz egy óra alatt 500 KWh energiát képes megtermelni, ami nagyjából 600 háztartás átlagos áramfogyasztását fedezi. A kutatók azt is megbecsülték, hogy ha Izrael összes szóba jöhető gyorsforgalmi útszakaszát piezoelektromos generátorokkal szerelnék fel, a megtermelt energia óránként megközelítően 250 MWh lenne, ami nem elhanyagolható mennyiség (a paksi atomerőmű 1970 MWh-ra képes).

Környezetkímélő, és hamar megtérül

A számítások szerint az Innowattech technológiájával megetremelt 1 KWh energia költsége igen kedvező, vetekszik a szél- és geotermikus erőművekével. A beruházás a cég által közölt adatok szerint hat–tizenkét év alatt megtérül, ami a legjobb a ma ismert energiatermelő rendszerek között. A piezogenerátorok alkalmazása környezetbarát, és hatásfokuk lényegében független az időjárási viszonyoktól vagy a földrajzi körülményektől. Mivel a berendezésnek nincs mozgó alkatrésze, működése igen megbízható, élettartalmát huszonöt évre becsülik.

Az aszfalthoz és betonhoz egyformán illeszthető rendszert, új utak építésénél, illetve a régiek burkolatcseréjénél célszerű telepíteni. Fontos tulajdonsága, hogy az útfelület alatt 6-10 cm-re levő generátorok nem termelnek hőt, nem növelik a nyomvályúk kialakulásának veszélyét, és egyáltalán nem befolyásolják a járművek menettulajdonságait.

AP06

Magyarországi felhasználás

Az új technológia iránt természetesen világszerte óriási az érdeklődés. A rendszer hazai felhasználásának feltételeit az elmúlt hetekben az Állami Autópálya Kezelő Zrt. is vizsgálni kezdte, és már fel is vette a kapcsolatot az izraeli cég képviselőivel. Winkler-Virág András, az ÁAK Zrt. szóvivője elmondta, hogy a 2009-ben esedékes burkolatfelújításoknál kísérleti jelleggel akár már a nyáron működésbe léphet az első áramot termelő magyarországi autópálya-szakasz.

Ehhez azonban a felmerülő kérdések és az együttműködés feltételeinek tisztázása mellett a hazai szakembereknek is meg kell bizonyosodniuk a rendszer megbízható működéséről. Bár az egyeztetések még kezdeti stádiumban járnak, a társaság idei fenntartási tervei alapján az 1 km hosszú kísérleti szakasz legvalószínűbb helyszíne az M3-as autópálya Mogyoródhoz közel eső része lehet, ahol várhatóan júliusban kezdődik a burkolat cseréje.

Ha a technológia itthon is beválik, a forgalmasabb autópálya-szakaszok bekapcsolásával jelentős kapacitással bővülhet a hazai energetikai rendszer. Szakmai becslések ugyan még nem ismeretesek, de az így nyerhető elektromos teljesítmény rövid idő múlva akár a 100 megawattos nagyságrendet is elérheti.

AP01

Sok mindenre jó

Az Innowattech eljárásának lehetőségei már most túlmutatnak az autópályákon és a forgalmas gyorsforgalmi utakon. A cég speciális piezoelektromos generátorokat fejlesztett ki a vasúti sínekre és a repülőterek felszállópályájára jutó vibrációs energia átalakításához is.

A generátorok speciális változatai a felettük elhaladó járművek sebességét, súlyát és a forgalom nagyságát is képesek mérni. Az általuk megtermelt áram a téli időszakban az úttest jégmentesítésére fordítható egy speciális hőtermelő modul közbeiktatásával. Az új technológiával kapcsolatban olyan elképzelések is napvilágot láttak már, amelyek szerint a generátorok nem csupán a járművek mozgásának járulékos energiáit hasznosíthatják, hanem a forgalmas bevásárlóközpontokban vagy sétálóutcákban a burkolat alá helyezve a nyüzsgő embertömeget is munkára foghatják.

Szélturbinák az autópályák mentén

Az autópályák környezetében nem csupán a burkolatra jutó nyomás és vibráció formájában találkozhatunk fel nem használt energiatartalékokkal. A nagy sebességgel haladó, méretes járművek keltette széllökések szintén kiaknázásra váró forrást jelentenek. Már most léteznek olyan megoldások (mint például az úttest mentén elhelyezett vertikális és az utak fölött telepített horizontális turbinák), amelyek pontosan ezeket az intenzív légáramlatokat igyekeznek hasznosítani. Angliában, Hollandiában és Kínában már élesben működő rendszerek egész sora igazolja az elgondolás helyességét. A nyilvánosságra hozott adatok szerint egy-egy út mellett felállított szélkerék a forgalom és az időjárás függvényében akár 6-10 000 kWh-ra is képes egy év alatt, ami például elegendő az érintett útszakasz megvilágításához.