Egyrészt folyamatosan figyelemmel kell kísérni a legújabb energetikai eszközöket, az elérhető leghatékonyabb berendezéseket, amelyek a megújuló energiaforrások legokosabb kihasználását biztosítják. A beérkező információk, valamint a hazai ismert megújuló energiapotenciál-értékek (nap-, szél-, földhő- és vízenergia) összevetése alapján ki kell alakítani a megfelelő koncepciót, meg kell kezdeni a tervezést. Másrészt el kell kezdeni kinevelni a rendszerek kifejlesztésében, telepítésében és üzemeltetésében jártas szakembergárdát. Végül - de nem utolsósorban(!) - pedig a társadalmi fogadókészséget is ki kell alakítani az új típusú eszközök és gondolkodásmód megismertetésével, legalább "általános műveltség" szintjén, óvodától az egyetemig.
A megújuló energiás fejlesztések nagyobb része várhatóan ipari, ill. közületi területen fog történni. E területeken a napenergiás fejlesztések hatékonysága jobb, többek között azért is, mert akkor használjuk fel a keletkező energiát, amikor azt éppen termeljük. Így nincs szükség költséges és veszteséges tárolásra (vagy csak jóval kisebb mértékben).
A háztartásoknál más a helyzet. Az átlagos család délután/este, illetve reggel fogyasztja a legtöbb energiát, vagyis éppen nem akkor, amikor a napenergia "befogására" a legnagyobb esély van. Bár a statisztikákat tekintve valamelyest érvényesül, hogy a napenergia és a szélenergia felváltva vételezhető, ám hazánk szélviszonyait és lakókörnyezeteinek kialakítását tekintve a "háztartási szélgenerátor" komolyabb elterjedése nem igazán várható. Mindebből az következik, hogy a háztartások számára a napközben termelt energiát tárolni szükséges.
Az elektromos energia tárolása nem egyszerű dolog. Tudni kell, hogy egy villamosenergia-felhasználó szempontjából jelenleg a legolcsóbb "tároló" maga a közcélú villamos hálózat, a villamosenergia-elosztó rendszer. A visszatápláló fotovoltaikus rendszer invertere nappal, napsütéskor az utcai villamos hálózatba "pumpálja bele" az energiát, "amit" aztán a család az otthonlét idején felhasznál. A rendszernek van viszont egy hátránya: ún. szigetüzemben nem működik. Ha az áramszolgáltatás leáll (pl. karbantartás, hibaesemény, természeti csapás következtében), a családi ház villamosenergia-ellátása ilyen rendszerről nem biztosítható, sajnos még akkor sem, ha éppen "hétágra" süt a nap...
Ha tehát szigetüzemű (önálló) működésre van igény, s nem akarunk robbanómotoros generátorral vesződni, akkor akkumulátoros rendszerben kell gondolkodni. Az akkumulátor azonban drága, súlyos, környezetszennyező, néha robbanásveszélyes, s ráadásul rövid élettartamú...
Látható tehát, hogy mindkét, jelenleg leginkább elterjedt tárolási forma rendelkezik komoly hátrányokkal. Ezért kutatják az alternatív megoldásokat, melyek egyike az ún. tüzelőanyag-cella (angolul: fuel cell). A fejlesztések már ott tartanak, hogy - nem túlságosan olcsó, de már megfizethető áron - kifejezetten "lakossági fogyasztásra" is kaphatók kisebb teljesítményű tüzelő-anyagcellák, különösen a PEM (protoncserélő membrános, "hidrogénes") és DMFC (közvetlen metanolos) típusok. Sőt, tüzelőanyag-cellás oktató-készletek és -modellek is kaphatók már - méghozzá iskolák számára is elfogadható árszínvonalon.
A "PEM", vagyis protoncserélő membrános tüzelőanyag-cella hidrogénnel és oxigénnel működik. Működése környezetbarát, gázellátása megújulóenergia-felhasználásával egyszerűen megoldható. A családi házas példához visszatérve: napközben a napenergia (továbbá esetleg víz-, vagy szélenergia) segítségével egyenáramot keltünk, azzal vizet bontunk, s így hidrogénhez jutunk, amelyet tartályban tárolunk. (Az oxigénnel nem foglalkozunk, hiszen a cella a légkörből is felveheti.) Délután/este a hidrogén oxidációjával ismét villamos energiát tudunk nyerni a PEM tüzelőanyag-cella segítségével. A "melléktermék" pedig víz (vízpára).
Némi technológia beépítésével az tüzelőanyag, azaz a hidrogén sűrítése és palackban történő tárolása is megoldható, s ezzel megjelenik a "tankolás" lehetősége, amit a már jelenleg is futó, tesztelés alatt álló villanymotoros busz- és személyautó-prototípusok ki is használnak. E járművek "kipufogójának" a végén csak egy kis párapamacs látható - még a legrosszabb motorbeállítás (sic!) mellett is. Kicsit távolabbi jövőbe nézve pedig: a családi háznál télire (amikor ugye jóval kevesebb a napsütés) nem csak fát fognak tartalékolni, hanem pár palack hidrogéngázt is "a szűkösebb napokra".
Már bevezetőnkben említettük, hogy a fenti eszközöket és a hozzájuk tartozó szemléletet és gondolkodásmódot mihamarabb meg kell jeleníteni az oktatásban is. Néhai dr. Öveges József professzor példaadó munkáját követve gondoskodni kell arról, hogy már a kisebb, akár 5 éves, értelmes és érdeklődő gyermekek is szemléletes példákon és működő modellek, egyszerű kísérletek és barátságos makettek segítségével megismerkedhessenek a fizika és a kémia lenyűgöző működésével, a mérés és adatgyűjtés legegyszerűbb fogalmaival.
Ezt a célt szolgálják azok a demonstrációs és oktatókészletek, melyek a tüzelőanyag-cellás (PEM és DMFC) rendszereknek, és az - akár a velük kapcsolatos, akár másféle természettudományos kísérletek jellemzőinek bemutatására alkalmas - mérő-adatgyűjtő rendszereknek a működését teszik érthetővé, "megfoghatóvá".
A h-tec Teacher set a hidrogénes (PEM) és metanolos (DMFC) technológiát a megújuló energiás kapcsolattal együtt mutatja be, így a napelemek mellett szélgenerátor-modell is csatlakoztatható az elektrolizáló-cellához. A készletben van szétszerelhető PEM tüzelőanyag-cella, és található kisautó is, mely vagy hidrogént "tankol", vagy a rászerelt napelemmel önállóan gyártja azt. A mérőkészlet (két multiméter, forgókapcsolós karakterisztikafelvevő panel, plusz összekötő vezetékek) az összes fő egység (napelem, szélgenerátor, elektrolizáló, tüzelőanyag-cella-fajták) jellemző működési karakterisztikája meghatározható. A legszemléletesebb fogyasztó persze a kis ventilátor, mely azonnal felpörög, miután a kis napelem az elektrolizálócellával "legyártja" a hidrogént, s abból a tüzelőanyag-cella már fejleszt egy kis "villanyt".
Max. 4 csatorna akár 50000 minta per mp VGA kimenet USB memória fogadás - Data Harvest VISION
Napenergiás vízbontás - ventilátorhajtás hidrogénes tüzelőanyag-cellával
Bár a cikk végére kicsit elkanyarodtam a megújulós témától, de nem bánom, mert így talán több lesz a hangsúly a műszaki nevelés/oktatás fontosságán, a gyerekek eredendő kíváncsiságának és kísérletező kedvének kihasználásán, melyet megoldhatunk a fentebb leírt és a számos többi demonstrációs eszköz bevezetésével az oktatásba. És persze gyakori és kreatív használatukkal - a la prof. Dr. Öveges...
