Environment, energy and the need for new technology

THOMAS R. SCHNEIDER, National Center for Energy Management and Power, University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania 19104, U.S.A. Eflieiencyof photosynthesis as a solar energy converter: Energy Conversion 13, 77-84 (1973). Zusammenfassong--Der Umwandltmgswirkungsgrad von Sonnenenergie in chemische Energie in der Form yon Pflanzenmaterial mittels Photosynthese wird er6rtert. Es wird eine theoretische obere Grenze yon 11 prozent erhalten. Bertieksichtigung yon Verlusten, die von anderen Aspekten der Pflanzenphysiologie herrfihren, vermindert den Umwandlungswirkungsgrad praktisch auf 5--6 prozent. Aufzeichnungen der t/iglichen Pflanzenwachstumsgesehwindigkeiten bestiitigen diese Ziffer. Dieses ist die Umwandlungsleistungsziffer des Sonnenliehtes, das die Pflanze erreicht; Wirkungsgrade, die auf monochromatisehem Light von optimalen Wellenl/ingen beruhen, ktinnen htihere Wirkungsgrade ergeben, aber deren Benutzung ist beziiglich des erfrterten Problems nicht angemessen. Wenn diese gespeicherte Energie einmal in die Bildung von organischem Pflanzenmaterial umgewandelt ist, kann sie weider ausgenutzt werden entweder als thermische Energie oder sie kann in einen anderen Brennstoff wie beispielsweise ein nattirliehes Gas umgewandelt werden. VIKRAM DALAL, RCA Laboratories, Princeton, New Jersey, U.S.A. Environment, energy and the need for new technology: Energy Conversion 13, 85-94 (1973). Zusammenfassung--Dieser Aufsatz untersucht des Problem der Energietechnologie veto Standpunkt der Umwelt. Die Dadegung beginnt mit einer kurzen Obersight tiber das Problem der Energievorr~ite und zeigt die Notwendigkeit einer sehr schnellen Entwicklung neuer Technologien ftir fossile Brennstoffe, wie z. B. Kohlevergasung. Anschliessend examiniert der Autor kritisch die verschiedenen Energie-Technologien, die heute popul/ir sind wie z. B. die Kern-Wasserreaktoren und die modifizierten Benzinautos und neue Technologien in einem frtihen Entwicklungsstadium wie z. B. Sonnenenergie, Elektromobile trod Kohlengas-angetriebene fortschrittliehe Turbinen. Es wird dargelegt, dass mehrere dieser neueren Technologien signifikante Vorteile gegentiber den gegenw~irtig popul~iren Methoden haben. Ein Modell der wahrscheinliehen Energieverbrauchs-Ziffern ftir 1990 zeigt an, dass die neureren Technologien, falls entwickelt, zu merklich geringerer Ersch6pfung der Vorr~ite, geringerer Luftverschmutzung und thermischer Pollution fiir 1990 ftihren k6nnen im Vergleich zu einer Ausdehnung der gegenw~irtig popul~en Technologien. Das Energieproblem wird auch von der Nachfrage-Seite her beleuchtet. Es wird gezeigt, dass der Anstieg der Nachfrage nicht mit der gegenw/irtigen Geschwindigkeit weitergehen kazan ohne ein ernstes thermisches Ungleichgewicht tiber relativ grosse Gebiete einer entwickelten Gesellschaft (z. B. die nordwestliehen U.S.A. oder Westeuropa) zu verursachen. Einige der mtiglichen ~,nderungen in unseren Gewohnheiten (z. B. mehr Massentransport und bessere nattidiche Entwicklung), die notwendig sein k6nnen, um ein besseres Gleichgewicht zwischen Mensch und Natur zustandezubringen, werden diskutiert.

P. GAY and V. ZAMPAGLIONE, C.N.E.N., Laboratorio Conversione Diretta, C.P. 65, 00044 Frascati, Rome, Italy. Electrical conductivity of turbulent non-equilibrium plasma in MIID generators: Energy Conversion 13, 95-101 (1973). Zusammenfassung--Ein12berblickund eine Diskussion werden dargestellt von neuzeitlichen theoretischen Modellen, welche den Einfluss der Ionisations-Turbulenzauf die elektrische Leitf[ihigkeit eines Plasmas im Innern eines Nightgleichgewichts-MHD-Wandlers erkl~iren. Leifiihigkeits-Berechnungen, die auf diesen Modellen beruhen, werden mitgeteilt und verglichen mit zug~inglichenexperimentellen Daten tiber solche Generatoren, was erlaubt, die gegenw/irtige Genauigkeit theoretischer Vorhersagen tiber diese Generator-Ausgangsleistung zu bewerten. Die haupts~ichliche Schlussfolgerung dieser Arbeit ist, dass laufende Berechnungen auf der Grundlage eines angen~iherten mittleren Elektronen-Energie-Gleichgewichtes im Innern zu einer starken Obersch~itzung der MHD-Wandler-Ausgangsleistung fiihren k6nnen. Der Berechnungsweg, der aur der Gleichung laminarer ElektronenTemperaturen beruht (wie er ktirzlich yon einem dieser Autoren vorgeschlagen wurde), gestattet sehr viel zuverlassiger die Generator-Charakteristik vorherzusagen. Ftir m~sige Werte der mikroskopischen Hall-Parameter tiber der Schwelle der Ionisations-Instabilit~it (80 < 4 -- 5 ~o), gibt es keine ad~iquate Beschreibung des Verhaltens der turbulentenelektrischen Parameter; insofern kann nur eine grebe Vorhersage (innerhalb eines Faktors 2 -- 3) tiber die Ausgangsleistung des Generators gemacht werden. Ftir gr6ssere #o-Werte wird das Verhalten der effektiven elektrischen Leitf~ihigkeit trod Hall-Parameter, wie sie im Laboratorium beobaehtet werden, gut wiedergegeben durch geeignete analytisehe Formeln. Die Genauigkeit der theoretischen Vorhersagen tiber die Ausgangsleistung des Generators wird dann besser als 50 prozent. vi