Die mens se fantastiese planne om die groot liggewer in die hemelruim te gebruik om hitte en elektrisiteit op te wek
Ons sonnigste toekomsdroom
Geweet dat ’n mens eiers kan kook en selfs "a very respectable stew of meat" kan berei in ’n eenvoudige boks met ’n glasdeksel wat in die son staangemaak is? Daar was in die afgelope tyd verbeeldingryke projekte om sulke goedkoop sonkrag-oondjies aan brandarm mense in die ontwikkelende wêreld te verskaf. Maar ewe interessant is die maniere waarop die son ingespan kan word om elektrisiteit op te wek in ’n toekomstige wêreld wat hopelik veel skoner sal wees as vandag s'n …
TEL jou dit voor: ’n Karoo-landskap vol spieëls soos op die gedokterde foto HIERBO. Van horison tot horison blikker die sonlig op die silwer oppervlakke van die spieëls, wat kol-kol saamwerk deur hul weerkaatste lig op verskillende enorme metaalketels te konsentreer.
Die ketels word elke nou en dan met water gevul wat uit ’n rivierdam hoër op hierheen vloei. Die spieëls se gekonsentreerde lig vorm verblindende brandpunte op die ketels. Die water in die ketels kook… verander in stoom. Die stoom word vanuit die ketels met pype na ’n aantal groot turbines gelei.
Dit laat die turbines draai. Elektrisiteit word opgewek Daar is genoeg daarvan vir ’n groot deel van die land.
’n Groot hoeveelheid van die krag word ook in batterye geberg vir die nagte of vir daardie skaars Karoo-dae wanneer die son deur donderwolke versluier is.
Vaarwel aan Koeberg met sy kernkrag. Vaarwel ook aan die baie verskillende kragsentrales in Suid-Afrika wat met lugbesoedelende steenkool aan die gang gehou is. Dis die nuwe era van silwerskoon sonkrag!
Volgens baie wetenskaplikes is die tem van sonkrag op die een of ander manier ons voorland wanneer die aarde se fossielbrandstowwe (olie en steenkool) eendag uitgeput is en bewaringsbewustes miskien hul jarelange stryd teen die potensieel baie gevaarlike kernkrag gewen het.
Baie moet weliswaar nog gedoen word as ons sonkrag werklik optimaal wil benut, maar belangrike aanvoorwerk is reeds gedoen en verbeeldingryke toekomsdrome soos die een wat hierbo beskryf is, is legio.
AAR wat is sonkrag werklik? Dit klink miskien na ’n onsinnige vraag, want ons weet almal wat sonlig is, dog ons dink selde aan die verbysterende klomp energie wat in daardie strale voorkom.
Sonkrag is die uitstralingsenergie van die son wat deur sogenaamde kernfusie diep in die son se kern opgewek word. Dit beweeg deur die ruimte na die aarde in pakkies energie wat fotone genoem word. Dit sorg vir lig en hitte, asook vir stukrag deurdat dit ons weerstelsels en seestrome genereer. Sonder die son sou die aarde ’n ysige, dooie sfeer gewees het wat vir tyd en ewigheid deur die ruimte tol.
Dis absoluut verstommend dat ’n enkele vierkante sentimeter op die son se oppervlak volgens een berekening met die helderheid van 232 500 kerse brand! En selfs al bereik slegs ’n breukdeeltjie van daardie energie die aarde, versamel daar nog elke minuut 1400 megawatt sonkrag per vierkante kilometer op die kant van die aarde wat na son gedraai is. Dit bly steeds ’n yslike klomp sonkrag in ’n kort tydjie. Maar slegs die helfte van daardie hoeveelheid bereik die aardoppervlak -- die atmosfeer en wolke absorbeer die ander helfte.
Tog skyn daar nog soveel sonlig op die oppervlak dat, as net minuskule deeltjie daarvan ingespan kan word op elektrisiteit teen ’n kompeterende koste op te wek, ons vrywel van ander maniere van kragopwekking kan vergeet. En, soos gesê, kan dit nog maklik in die toekoms gebeur.
IE verhaal van die benutting van sonkrag begin ver in die verlede. Die Grieke het dit so vroeg as 400 vC reeds hul huise só georiënteer dat die son in die winter benut kon word, terwyl die sonstrale in die somer gedemp is. Hele stede is op dié manier gebou.
Die Romeine het op die Griekse "son-argitektuur" verbeter deur vensterglas te ontwikkel. Vensterglas laat sonlig binnekom, maar keer die hitte aan die binnekant vas, baie soos wat met ’n toe motor gebeur wanneer dit in die son geparkeer staan.
In die agttiende eeu het ’n Frans-Switserse wetenskaplike, Horace de Saussure, begin eksperimenteer om uit te vind hoeveel hitte vensterglas in der waarheid kan vaskeer. Hy het ’n houtboks met ’n glasbedekking geprakseer, een met 'n swart bodem en kurk-isolasie om die son se hitte vas te vang. Hy het sy boks in die sonlig staangemaak en dit het binne-in so warm geword dat water daarin gekook kon word.
De Saussure se "hitteboks" was ’n model vir negentiende-eeuse wetenskaplikes, wat die ooreenkoms daarvan besef het met die uitwerking van sonlig op die aarde en sy atmosfeer. Net soos die glasdeksels van die hittebokse, laat ons atmosfeer die meeste van die sonstrale toe om die aarde te tref. Die aarde, soos die binnekant van die hitteboks, asorbeer sonlig en stel hitte vry. Maar hierdie hitte kan nie so maklik deur die atmosferiese kombers ontsnap nie, net soos die son se hitte deur die glas van die hitteboks vasgekeer word.
Só het sir John Herschel (1792-1871), die gevierde Britse sterrekundige, hittebokse gemaak tydens ’n ekspedisie na Suid-Afrika in die 1830’s. Een daarvan het onder meer bestaan uit ’n klein mahoniehout-houer wat aan die binnekant swart gemaak en met glas bedek is. Sir John het later beskryf hoe eiers en vleis daarin gekook en selfs "a very respectable stew of meat" berei is... alles danksy die warm son van Afrika!
Dit was hierdie einste hittebokse van weleer wat die prototipes geword het vir die sonkrag-opgaarders van die laat negentiende eeu en die twintigste eeu tot vandag toe -- toestelle wat warm water en hitte aan huise kan verskaf en elektrisiteit kan opwek. Daar was die afgelope tyd ook verbeeldingryke projekte om goedkoop sonkrag-oondjies aan brandarm mense in die ontwikkelende wêreld te verskaf. Sulke oondjies gebruik niks anders as sonlig om kos te kook nie en help gevolglik om kosbare bome te bewaar wat andersins eenvoudig as vuurmaakhout verbrand sou gewees het.
LINKS: ’n Eenvoudige "hitteboks", onder meer gemaak van twee kartonbokse.
Foto met dank oorgeneem uit the Solar Cooking Archive Wiki. Besoek gerus dié interessante webblad met sy aanwysings oor hoe om self hittebokse te bou om jou kos met die son gaar te maak. Desnoods kan ’n mens selfs só ’n son-oondjie maak met ’n motorbinneband, ’n groterige stuk plank en ’n glasblad!
Daar is dus steeds twee hoofmaniere waarop sonkrag ingespan word. Die een manier is om die lig en hitte regstreeks te gebruik, soos in die sonkrag-oondjies. Die ander is om sonlig in elektrisiteit om te skakel. En dit word nie slegs gedoen deur water met die son se hitte in stoom te verander nie.
PESIALE toestelle genaamd sonselle, of fotovoltaïese selle, kan gebruik word om sonstrale op te vang en hulle regstreeks in elektrisiteit te verander. Sonselle word reeds op groot skaal aangewend om energie te verskaf aan satelliete wat om die aarde wentel. Danksy sonselle het ons dus satelliet-TV en betroubare weervoorspellings, om net ’n paar dinge te noem.
’n Sonsel bestaan uit twee dun plate van ’n semi-geleidende stof soos silikon, met chemikalieë op die oppervlak. Sodra sonlig op die sel val, word elektrone uit die silikon vrygestel wat oor die chemikalieë beweeg en 'n elektriese stroom opwek.
Fotovoltaïese selle (FV-selle) bring tans ook krag na huise in dele van Afrika en Suid-Amerika. ’n FV-module is ’n klomp FV-selle bymekaar. FV-selle word ál meer in gebiede in die wêreld gebruik waar daar geen kragnetwerk vir beligting, yskaste, waterpompe en kommunikasietoestelle is nie.
In ’n sonsel, ook genoem fotovoltaïese sel, word elektrone deur lig geprikkel om deur halfgeleidende silikonstowwe van die een laag na die ander te beweeg. Sodoende word ’n elektriese stroom opgewek. ’n Enkele sonsel (LINKS BO) wek nie veel krag op nie, daarom word hul saamgevoeg om ’n sonpaneel of fotovoltaïese module te vorm. Sonpanele kan een-een of saam-saam gebruik word soos op die foto REGS BO.
Die woord fotovoltaïes kom die Griekse woord vir lig ("photos") en volt, wat na die Italiaanse fisikus graaf Alessandro Volta genoem is.
Dit lyk of die toekoms van kraglewering in ’n groot mate by fotovoltaïese opwekking kan lê. Daar is geen bewegende dele nie en die opwekkers is betreklik eenvoudig om te ontwerp. Boonop is weinig herstelwerk nodig, terwyl lugbesoedeling uitgeskakel word. Elektrisiteit word eenvoudig en stilweg gelewer sodra hulle buite aan die sonlig blootgestel word.
Maar ongelukkig het dit tans nog veral twee nadele. Die een probleem is dat die son nie altyd skyn soos hy "moet" nie en die ander is dat die toerusting op die oomblik nog baie duur is. Die hoeveelheid sonlig wat ’n gegewe plek ontvang, hang af van die ligging, tyd van die dag, seisoene en die weer. In die tye wanneer ons juis die meeste elektrisiteit nodig het, is dit donker en koud.
En hoewel die koste onder meer danksy verskerpte bewusmaking reeds baie gedaal het, is fotovoltaïese kragopwekking steeds omtrent tien keer duurder as dié uit konvensionele kragbronne. Mettertyd kan dit egter baie goedkoper word.
Soos die groot Amerikaanse uitvinder Thomas Edison (1847-1931) op ’n keer gesê het: "Nie slegs sal atoomkrag beskikbaar gestel word nie, maar eendag sal ons die styging en daling van die getye inspan en die strale van die son inkerker."
Wat ’n sonnige vooruitsig!
Inligting en foto: MediaClubsouthafrica.com .
’N NUWE ooreenkoms is deur die Suid-Afrikaanse regering en die Clinton Climate Initiative (CCI) onderteken om die weg te baan vir die oprigting van ’n sonkragsentrale in die Noordwes-provinsie.
Die CCI is ’n tak van die William J Clinton Foundation (’n stigting van die gewese Amerikaanse president Bill Clinton) wat ondersoek instel na en oplossings wil bewerk vir die wêreldwye probleem van klimaatsverandering.
Die Suid-Afrikaanse Minister van Energie, Dipuo Peters, en Ira Magaziner van die CCI het in November 2009 ’n memorandum van verstandhouding onderteken wat ’n studie sal inisieer om die beste plek te vind waar só ’n sonkragsentrale opgerig kan word.
Met nagenoeg driehonderd sonskyndae in ’n jaar is Noordwes die aanloklikste deel van Suid-Afrika vir só ’n onderneming, wat hopelik in die begin reeds 5000 megawatt krag tot die nasionale kragrooster sal kan toevoeg.
Indien die opname en studie positiewe resultate lewer, kan daar al teen die einde van 2010 met die oprigting begin word en die sonkragsentrale in 2012 krag begin lewer.
• Lees by hierdie skakel meer oor die sonkragsentrale wat vir Noordwes ondersoek word.