Kapcsolatfelvétel

Zöld Energia

Új fúziós rekord a JET berendezés utolsó trícium üzemanyaggal végzett kísérleteiben

Magyar kutatók és mérnökök a HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpontból, több mint 20 évig vettek részt a JET kísérleteiben.

Létrehozva:

|

A Joint European Torus (JET), a világ egyik legnagyobb fúziós berendezése, fúziós energiát állított elő és megdöntötte az egy plazma kisülésben megtermelt fúziós energia világrekordját. Ezek a kiemelkedő eredmények jelentős állomást jelentenek a békés célú magfúziós kutatásokban mind fizikai, mind mérnöki szempontból.

A JET utolsó deutérium-trícium kísérletei (DTE3) során a rekord kisülésben 5,2 másodpercen keresztül szabadult fel folyamatosan a fúziós energia, ami 69,26 megajoule hőenergiát eredményezett, mindössze 0,21 milligramm üzemanyag felhasználásával. A JET egy tokamak típusú berendezés, amely erős mágneses teret használ egy úszógumi alakú plazma összetartására. Dr. Fernanda Rimini, a JET Senior Exploitation Manager és JET Scientific Operations vezetője elmondta: „Egyedülálló módon képesek vagyunk rutinszerűen létrehozni fúziós plazmákat ugyanazzal az üzemanyagkeverékkel, amelyet a későbbi kereskedelmi erőművek használnak majd. A JET ezzel is bizonyítja a több évtizedes kutatóprogram sikerét.”

A fúziós energiatermelésre irányuló kutatásokban leggyakrabban a két nehéz hidrogénváltozatot, a deutérium és a trícium gázokat használnak üzemanyagként. Amikor a deutérium és a trícium egyesül, hélium és hatalmas mennyiségű energia szabadul fel – ez a reakció a jövőbeli fúziós erőművek alapja.

Advertisement

Ambrogio Fasoli professzor, az EUROfusion programvezetője (vezérigazgató) azt mondta: „A jövőbeli nagy fúziós berendezések, például az ITER és a DEMO alap működésének sikeres demonstrációja növeli a fúziós fejlesztésekbe vetett bizalmat. Ezt az erőfeszítést az új energiarekord elérése is hitelesíti. Az új rekord felállításán túl olyan dolgokat is elértünk, amelyeket korábban soha, és kísérletek mellett elmélyítettük a fúziós plazma viselkedését leíró fizika tudásunkat.”

Dr. Zoletnik Sándor, a HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpont, Fúziós Plazmafizika Laboratóriumának vezetője a magyar hozzájárulást méltatta: A magyar kutatók és mérnökök több mint 20 éve vesznek részt a JET-en végzett tudományos kutatásokban, többek között egy gyorskamera rendszer és egy atomnyaláb diagnosztika fejlesztése, üzemeltetése és adatainak interpretációja volt a feladatunk. Bár decemberben a berendezés 40 év munkaviszony után nyugdíjba vonult, a munka nem állt meg: a JET adatainak kiértékelése még hosszú éveket vesz majd igénybe, öröksége pedig a fúziós reaktorok következő generációin is érezteti majd hatását.

Advertisement

Az EUROfusion(amelynek A HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpont a magyar tagja) több mint 300 tudóst és mérnököt foglalkoztat az Egyesült Királyság Atomenergia Hatóságának (UKAEA) oxfordi telephelyén, akik mind hozzájárultak ezekhez a mérföldkőnek számító kísérletekhez, bizonyítva a JET nemzetközi csapatának páratlan elkötelezettségét és szakértelmét.

Az eredmények megerősítették, hogy a JET kulcsszerepet játszott az utóbbi évtizedek fúziós kutatásaiban, amik majd elvezetnek egy biztonságos, alacsony szén-dioxid-kibocsátású és fenntartható energiaforrás kifejlesztéséhez a jövő számára. Sir Ian Chapman, a UKAEA vezérigazgatója azt mondta: „A JET olyan közel működött az erőművi körülményekhez, amennyire csak lehetséges egy mai berendezéssel, és az öröksége minden jövőbeli erőműre hatással lesz. Kritikus szerepe van abban, hogy közelebb hozzon minket egy biztonságos és fenntartható jövőhöz.”

Advertisement

A JET kutatási eredményei közvetlen következményekkel járnak nemcsak az ITER – a Dél-Franciaországban épülő fúziós reaktor – számára, hanem az Egyesült Királyság STEP prototípus erőművére, az európai demonstrációs erőműre (DEMO), és más globális fúziós projektekre, amelyek mind a biztonságos, alacsony szén-dioxid-kibocsátású és fenntartható energiatermelést célozzák a jövőben.

Pietro Barabaschi, az ITER főigazgatója, azt mondta: „A JET rendkívül hasznos volt az ITER előfutáraként: új anyagok tesztelésében, új komponensek innovatív fejlesztésében, és különösképpen a deutérium-trícium üzemanyaggal végzett fúziós kísérlek mérési adatainak előállításában. Itt elért eredmények közvetlen és jelentős hatással vannak az ITER projektre, igazolják, hogy jó irányba haladunk, és lehetővé teszik, hogy gyorsabban érjük el céljainkat. Személyes megjegyzésként szeretném hozzáfűzni, hogy számomra nagy megtiszteltetés volt néhány évig a JET-nél dolgozni, ahol sok kivételes embertől tanulhattam.”

Advertisement

A JET több mint négy évtizeden át játszott kulcsszerepet a fúziós program előmozdításában, jelképezve a nemzetközi tudományos együttműködést, a mérnöki kiválóságot és az elkötelezettséget a fúziós energiatermelés kiaknázására. A reaktorban lezajló folyamatok hasonlóak ahhoz, mely a Napot és a csillagokat is táplálják. A JET 2021-ben világrekordot állított fel, 2023-ban pedig 5 másodpercen keresztül tartó nagy teljesítményű fúziós energiatermelés lehetőségét demonstrálta. A JET első deutérium-trícium kísérletei 1997-ben zajlottak.

A berendezés átlép életciklusa végső szakaszába, amikor leszerelik és újrahasznosítják az arra alkalmas részeket. 2024 februárjában azonban egy ünnepséggel tisztelegnek majd az alapítók előrelátása és az együttműködés szelleme előtt melyek sikerre vitték a berendezést. A JET által elért eredmények – a jelentős tudományos mérföldkövektől az energetikai rekordok felállításáig – a létesítmény időtálló örökségét bizonyítják a fúziós technológia fejlődésének történetében. Hozzájárulása a fizikai és mérnöki tudományokhoz döntő szerepet játszott a fúziós energia fejlesztésének felgyorsításában, amely biztonságos, alacsony szén-dioxid-kibocsátású és fenntartható része lesz a világ jövőbeli energiaellátásának.

Advertisement

A fúziós energia üzemanyagáról

A deutérium bőségesen rendelkezésre áll, és kinyerhető a vízből. A trícium a hidrogén radioaktív változata, körülbelül 12 éves felezési idővel. A trícium előállítható például lítiumból.

Advertisement

Az utolsó deutérium-trícium kísérletekről (DTE3)

A deutérium és a trícium üzemanyaggal végzett kísérletek harmadik köre 2023 augusztus 31-től október 14-ig tartott hét héten keresztül. Három területre összpontosítottak: plazmafizika, anyagtudomány és neutron méréstechnika. A JET fúziós energia rekordja annak köszönhető, hogy sikerült megfelelő tapasztalatot szerezni a deutérium-trícium plazmák üzemeltetésében. Ezeket a kísérleteket elsősorban arra tervezték, demonstrálják azt az üzemmódot deutérium-trícium környezetben, ami berendezés falát érő hőterhelést minimálisra csökkenti. Ezek az eredmények kulcsfontosságúak lesznek az ITER plazma üzemmódjainak tervezéséhez.

Advertisement

40 év fúziós tudomány

A JET a világ eddigi legnagyobb és legsikeresebb fúziós kísérlete volt, az Európai Fúziós Program központi kutatóintézete. A JET a Culham-i UKAEA kampuszon található, ahol több mint 31 európai laboratórium együttműködése eredményeként üzemelt a EUROfusion konzorcium irányításával – európai szakértők, diákok és tudományos személyzet részvételével -, az Európai Bizottság társfinanszírozásával. 1983-as alapítása óta a JET áttörő eredményeket ért el a biztonságos, alacsony szén-dioxid-kibocsátású és fenntartható fúziós energiatermelés felé vezető úton, mely válasz lehet a világ jövőbeli energiaszükségleteire.

Advertisement

Működése során a JET kulcsfontosságú eredményeket szolgáltatott a fúziós plazma bonyolult viselkedéséről, lehetővé téve a tudósoknak az ITER, a nemzetközi fúziós kísérlet, és a DEMO, az európai fúziós közösség által jelenleg tervezett demonstrációs fúziós erőmű tervezését. Az európai együttműködésben felépített és közösen üzemeltett JET 2021 októberében az UKAEA tulajdonába került. Júniusban ünnepelte fennállásának 40. évfordulóját, és 2023 végén fejezte be tudományos működését.

A fúziós energia potenciálja

Advertisement

A fúzió, amely a csillagok, így a mi Napunk energiaforrása is, tiszta, alaperőművi energiaellátást ígér hosszú távon, kis mennyiségű üzemanyag felhasználásával, mely világszerte egyenletesen elérhető, illetve olcsó anyagokból előállítható.

A deutérium és a trícium az egyszerű hidrogén atom két nehezebb variánsa, azért választjuk ezeket üzemanyagnak, mert ezeknek a legkönnyebben megvalósítható földi körülmények között a egyesülése. A 150 millió Celsius-fokos hőmérsékleten a deutérium és a trícium fúzionál, és egy hélium atommag, illetve egy neutron keletkezik hatalmas energiafelszabadulás mellet, bármilyen üvegházhatású gázkibocsátás nélkül. A fúzió eredendően biztonságos, mivel az energiatermelés nem tud megszaladni, és nem termel hosszú felezési idejű, nagy aktivitású radioaktív hulladékot.

Advertisement

Forrás: Energiatudományi Kutatóközpont

Advertisement

Zöld Energia

Áramszünet, dráguló áram, elektromos autó? Állami támogatással energiatároló!

Mi történik a nappal megtermelt energiával este, amikor a legnagyobb szükség lenne rá? Itt lép képbe az energiatároló, amely új szintre emeli az otthoni energiafelhasználást.

Létrehozva:

|

Szerző:

Még nem késő pályázni a 2,5 millió forintos állami energiatároló támogatásra! Kattintson ide! (x)

A kormány idén februárban elindította a lakossági energiatároló pályázatot, amelynek célja, hogy háztartási méretű energiatároló (akkumulátoros) rendszerek telepítésére ösztönözze főleg napelemes rendszerekkel rendelkező tulajdonosokat – ismertette a pályázat részleteit az alternativenergia.hu. Azok a háztartások sem indulnak hátrányból, amelyeknél jelenleg nincs kiépített napelemes rendszer. Amennyiben a pályázat benyújtásakor vállalják a rendszer telepítését, hasonló esélyekkel pályázhatnak.

Nem csak a számláról szól az egész, az energiatároló többet ad, mint spórolást!

Egy napelemes rendszer és a hozzá kiépített energiatároló látható és érezhető módon csökkenti a villanyszámlát, ennek ellenére egy modern akkumulátoros rendszer sokkal több előnnyel jár, amelyek a mindennapi élet minőségét és biztonságát növelik. Íme öt ok, amiért érdemes elgondolkodni a telepítésén.

Advertisement

De ha már a spórolás a legnagyobb rábeszélő tényező egy napelemes rendszer esetében, akkor vegyünk egy nyári, optimális napot Magyarországon (derült ég, jó tájolás, kb. 5–6 teljes napsütéses óra). Nyáron ideális tájolás és megfelelő dőlésszög esetén nagyjából 5–6 úgynevezett „csúcsteljesítményű” napsütéses órával lehet számolni. Ha például egy 5 kW-os rendszert veszünk alapul és 5,5 órával számolunk, akkor az 5 kW × 5,5 óra alapján körülbelül 27,5 kWh napi termelés adódik. Ez a mennyiség egy átlagos magyar háztartás akár két maximum három napi villamosenergia-fogyasztását is fedezheti. A pontos értéket természetesen befolyásolja sok minden: a földrajzi elhelyezkedés, a panelek tájolása és dőlésszöge, valamint a hőmérséklet és az esetleges árnyékolás is, de ideális nyári körülmények között reálisan ekkora napi hozammal lehet számolni.

1. Az energiafüggetlenség érzése

Advertisement

Amikor saját magad tárolod a napenergiát, kevesebb függőséged van a szolgáltatóktól és a külső körülményektől. Csak egy napelemes rendszer esetében kicsit nagyobb fókuszt kell fektetni arra, hogy az ember mikor indítja be a mosogatógépet, szárítógépet, esetlegesen azokat mikorra érdemes időzíteni. Egy akkumulátorral a háztartás nagyobb kontrollt kap az energiafelhasználás felett, és megnyugtató érzés, hogy a szükséges áram mindig kéznél van, még a dráguló energiaárak, a rosszabb időjárás esetén is.

De ha már a függetlenség és a tudatosság mezein lépkedünk létezik egy úgynevezett HEM rendszer (Home Energy Management) – magyarul otthoni energiamenedzsment rendszer. Ez egy intelligens vezérlőmegoldás, amely összehangolja a napelemes termelést, az energiatárolót és a háztartás fogyasztóit. Valós időben figyeli, hogy mennyi energiát termel a rendszer, mennyi van az akkumulátorban, és mikor érdemes elindítani a nagyobb fogyasztókat. A HEM rendszer képes például automatikusan akkor tölteni az elektromos autót, amikor a napelem éppen többletenergiát termel, vagy akkor indítani a hőszivattyút, amikor az akkumulátor töltöttsége megfelelő. Ezzel nemcsak a hálózatról vételezett áram mennyisége csökkenthető, hanem optimalizálható a saját termelés felhasználása is.

Advertisement

2. Kiszámíthatóság

A villamosenergia ára és a szabályozási környezet változékony lehet. Egy energiatárolóval azonban stabilabbá tehető a háztartás költségstruktúrája: a rendszer segítségével mindig látható, mennyi energia áll rendelkezésre, így kevésbé leszel kitéve az áremelkedéseknek vagy a szaldó elszámolás változásainak.

Advertisement

3. Áramszünet elleni biztonság

Ha a rendszered alkalmas rá, az energiatároló a vészhelyzetekben is segít: áramkimaradáskor a legfontosabb fogyasztókat, például hűtőt, világítást vagy orvosi eszközöket tovább működtetheti. Nem is beszélve arról, hogy manapság sokan dolgoznak home office-ból, és egy hirtelen áramkimaradás ilyenkor nem éppen jelent előnyt a főnöknél.

Advertisement

4. Elektromos autó jövőbeni kiszolgálása

Be kell vallani, manapság a dízel- és benzines autók egyre inkább visszaszorulnak. Kevesebben választják őket, hiszen rengeteg háztartás rendelkezik már napelemmel, így a városban való cirkáláshoz teljesen tökéletes egy elektromos autó. Ha a vásárlás is tervben van a jövőben, a háztartási akkumulátor segítségével könnyen feltölthető saját, tiszta energiával. Számokkal is alátámaszthatjuk ezt!

Advertisement

Egy mai, átlagos elektromos autó akkumulátora általában 50–60 kWh kapacitású. De most vegyünk példának egy 60 kWh-s akkumulátort. Mi van akkor, ha az aksi teljesen lemerül? 100%-ra történő feltöltéshez nagyjából 60 kWh energiára van szükség, de a töltési veszteségek miatt a valóságban inkább 63–66 kWh-tal érdemes számolni. Azt is érdemes megemlíteni, hogy a mindennapi használatból eredendően kevés olyan alkalom van, amikor az autót teljesen tele töltjük. A töltési idő nagyban függ attól is, hogy milyen teljesítményű töltőt használunk otthon. Hagyományos, 230 voltos konnektorról, amely körülbelül 2,3 kW teljesítményt biztosít, egy teljes, 60 kWh-s feltöltés körülbelül 26–30 órát venne igénybe, míg 10 kWh visszatöltése 4–5 órát. Ez inkább lassú, kiegészítő megoldásnak tekinthető. Egy korszerűbb, 11 kW-os otthoni fali töltő (wallbox) esetén a teljes feltöltés nagyjából 5–6 órát vesz igénybe, míg egy átlagos napi fogyasztás pótlása körülbelül 1 órát. Ha ezt összevetjük a korábban már emlegetett 5 kW-os napelemes rendszerrel, amely egy átlagos háztartás esetében ideálisnak mondható, akkor az általa egy nap alatt megtermelt energia nagyjából 150-180 kilométer megtételéhez elegendő.

5. Ingatlanérték-növelő tényező

Advertisement

Az energiatárolóval felszerelt ingatlanok egyre vonzóbbak a piacon. A fiatalok nagy része úgy gondolja, hogy ha már jelentős összegekről van szó egy ingatlanvásárlás során, érdemes olyan otthont választani, amely minden igényt kielégít. Így nemcsak saját kényelmünk és igényeink teljesülnek, hanem a Földünknek is jót tehetünk.

A potenciális vásárlók értékelik a modern, fenntartható és költséghatékony megoldásokat, így a beruházás nemcsak kényelmet és biztonságot nyújt, hanem hosszú távon az ingatlan értékét is növeli.

Advertisement

Összességében az energiatároló nem csupán a villanyszámlát csökkenti. A rendszer nagyobb energiafüggetlenséget, kiszámíthatóbb költségstruktúrát és áramszünetek elleni védelmet biztosít, miközben a jövő elektromos autóinak töltését is könnyedén lehetővé teszi. Emellett hozzájárul az ingatlan értékének növeléséhez, és a modern, fenntartható megoldások iránti igényt is kielégíti. Egy energiatároló tehát egyszerre nyújt kényelmet, biztonságot, gazdasági előnyt és környezettudatosságot, valódi beruházás a jövőbe.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák