Þriðjudagstæknin: Rafhlöður, rafmagnsnotkun og þráðlaust rafmagn

Efni Þriðjudagstækninnar í dag er rafmagnsnotkun og rafhlöður í tölvur og önnur raftæki og draumurinn um þráðlaust rafmagn.

Eitt helsta vandamál stórra vélabúa* nú orðið er rafmagnsnotkun – og ef til vill ekki að undra. Að sögn eru t.d. um 200.000 tölvur í vélabúum Google í Kaliforníu. Hver um sig notar svipaða raforku og venjuleg heimilistölva, líklega um 120W. Allar þessar vélar eru svo saman komnar í þéttum lokuðum rýmum, sem veldur því að þau hitna verulega og þurfa öflug kælikerfi.

Samkvæmt heimildum frá HP fer álíka mikil orka í að kæla niður vélasal og fer í að knýja tölvurnar í honum. Sem sagt: kælingin tvöfaldar orkunotkunina. Gróflega má því áætla að vélasalir Google einir og sér noti stöðugt um 50MW af raforku, eða rúmlega 400 gígawattsstundir á ári. Heildar raforkunotkun heimila á Íslandi á síðasta ári var rétt rúmlega 2.000 gígawattsstundir. Þannig að vélasalir Google einir og sér nota álíka mikið rafmagn og 60.000 Íslendingar.

Augljóslega hefur þetta umtalsverðan kostnað í för með sér í raforkukaupum, en skapar líka önnur vandamál. Raforka í Kalíforníu er ekki ódýr og ekki mjög örugg. Kælivandamálið veldur því líka að húsnæði nýtist ekki eins vel og ella (það þarf að lofta um græjurnar) sem aftur eykur húsnæðiskostnað.

Það er því ekki að ástæðulausu sem Google sér þetta sem stórt vandamál hefur eytt umtalsverðu púðri í verkefni sem snúa að sparneytnari tölvubúnaði og hentugri tölvutækni.

Hmmm – á Íslandi er nóg af orku, nóg af plássi og meira að segja nóg af kulda. Ef snúrurnar okkar væru ekki alltaf að detta í sundur þá væru kannski einhver tækifæri þarna?

– – –

Rafmagnsnotkun tölva og annarra raftækja er líka vandamál á minni skala. Eitt stærsta vandamálið við framleiðslu fartölva og farsíma eru einmitt rafhlöðurnar. Endingargóðar, litlar og léttar rafhlöður eru dýrar og reyndar er þetta hreinlega vandamál sem enn hefur ekki verið leyst að fullu.

Tækjasýningin Cebit stendur nú yfir í Hannover í Þýskalandi og meðal þess sem hefur verið að vekja mesta athygli þar eru rafhlöður sem byggja á “fuel cell” tækni (hafa slíkar sellur ekki verið kallaðar “efnarafalar” á íslensku?). Satt best að segja er þetta tækni sem er skyldust því sem vetnisstrætóarnir okkar keyra á – þó að í tilfelli fartölvu og farsímarafhlaðnanna sé orkugjafinn metan í stað vetnis.

Efnarafalsframleiðandinn Antig, hefur verið að sýna slíkar rafhlöður á Cebit og segir að þær verði komnar á almennan markað þegar á næsta ári. Í sellunum verður til rafmagn við efnahvörf sem ég kann svo sem ekki almennilega skil á, en hægt er að fræðast nánar um hér. Miðað við þá orkunýtingu sem framleiðendur á borð við Antig eru að ná úr sellunum sínum í dag er líftími þeirra tíu sinnum lengri miðað við sömu stærð af rafhlöðum heldur en í hefðbundnum rafhlöðum í dag.

Í stað þess að hlaða rafhlöðuna með því að stinga henni í samband er fyllt á sellurnar með því að bæta á þær metani. Þannig að hægt er að hafa með sér “viðbótarorku” í þrýstibrúsa og fylla á eftir því sem þarf. Vissulega talsvert frábrugðið því sem við þekkjum í dag, en endingartíminn virkilega eftirsóknarverður. Við þyrftum t.d. ekki að hlaða símana okkar nema etv. einu sinni til tvisvar í mánuði og fartölvur án nokkurra rafmagnskapla fara að verða raunhæfur kostur (þarf að fylla kannski tvisvar í viku).

Kannski kemur þetta að stóru leiti í stað draumatækninnar sem ég ætlaði mér alltaf að finna upp (án þess að hafa nokkrar forsendur til) – þráðlausa rafmagnið. Staðreyndin er sú að þessar snúrur fara óskaplega í taugarnar á mér – og ég er engan veginn einn um það. Mig hefur alltaf dreymt um að rafmagnstæki, ekki bara tölvur og símar, heldur líka sjónvörp, hljómflutningstæki og ryksugur (ekki síst ryksugur) yrðu þráðlaus. Vandinn er bara sá að vandamálið er býsna flókið. Jú það er hægt að flytja raforku þráðlaust á milli staða í beina loftlínu með litlu orkutapi (t.d. með leysigeisla) en þá steikir það hvað (eða hvern) sem lendir fyrir geislanum ef um einhverja orku að ráði er að ræða.

Sá sem finnur lausn á þessu verður í öllu falli forríkur. Mér skilst að viðtekinn sannleikur í vísindaheiminum sé að þetta sé óframkvæmanlegt, en það er svo sem ekki í fyrsta skipti 😉

Hvað sem því líður þá er fullt af tækifærum í orkuframleiðslu, -miðlun og dreifingu til upplýsingatæknigeirans bæði í stórum og smáum skömmtum.

– – –

* uppruna orðsins “vélabú” má rekja til samræðna minna og konunnar um helgina – þetta er að sjálfsögðu íslenskum hugtaksins “server farm”. Gegnsætt og fínt.


Þriðjudagstæknin er vikulegt spjall á sjónvarpsstöðinni NFS – á þriðjudögum kl. 11:10.

One comment

  1. Sú pæling er merkilegt nokk eiginlega jafn gömul og hugmyndin um almenna rafmagnsdreyfingu og Nikola Tesla ætlaði sér að framkvæma þetta upp úr aldamótunum 1900. Tesla var auðvitað snillingur og hefði að öllum líkindum getað byggt kerfið en vandamálið var að þá hefði rafmagnið orðið að vera frítt því hvergi hefði verið hægt að koma að rafmagnsmæli. Peningarnir hans kláruðust og enginn sá hagnað í því að fjárfesta í tækninni svo að Tesla fór á hausinn.
    Tesla var auðvitað langt á undan sinni samtíð og ætlaði í raun að hlaða inn á jarðbylgjuna og gera þannig bílum og flugvélum kleyft að vera knúin rafmagni og losna við að bera þungar vélar og eldsneyti.

    http://en.wikipedia.org/wiki/Nikolai_Tesla
    hérna er smá lesning um þráðlausu pælingarnar hans.
    http://en.wikipedia.org/wiki/Wardenclyffe_Tower#Theories_of_operation

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s