Hagyományos és megújuló energiák

Szerző: Dr. Sembery Péter - Dr. Tóth László (szerk.)

Leírás: A könyv a megújuló energiaforrásokat és felhasználási lehetőségeiket tárgyalja, különös tekintettel a vidéki kisfogyasztók igényeire.Sorra veszi a biomassza, a napenergia, a szélenergia, a geotermikus energia és a vízenergia műszaki és gazdasági kérdéseit.

Terjedelem: 529 oldal

ISBN: 9789639736764

Méret: B5

Súly: 975 gramm

Kiadó: Szaktudás Kiadó Ház

Eredeti ár: 6 800 Ft
Kedvezményes ár: 5 440 Ft
Megtakarítás: 20 %

Érdeklődjön email-ben!

Olvasson bele: 6.3. A napenergia-hasznosítás lehetőségei és fő módjai A napenergia közvetlen hasznosításának legelterjedtebb módjait két fő csoportba szokás sorolni. Ezek egyike az ún. aktív haszno... Bővebben »

A könyv tartalomjegyzéke: 1. Általános ismeretek (Dr. Sembery Péter) 1.1. Jelen és jövõ az energiaellátásban 1.1.1. Az ember és az energia 1.1.2. A fejlesztés irányai 1.1.3. Tendenciák az energiahord... Bővebben »

Megosztás másokkal:

Idézet a könyvből:

6.3. A napenergia-hasznosítás lehetőségei és fő módjai

A napenergia közvetlen hasznosításának legelterjedtebb módjait két fő csoportba szokás sorolni. Ezek egyike az ún. aktív hasznosítás, amikor valamilyen külön erre a célra készített eszköz (kollektor, napelem) segítségével alakítjuk át a napsugárzási energiát hővé vagy villamos energiává. A napenergia aktív hasznosítása alapvetően fototermikus vagy fotovillamos módon mehet végbe.
A másik megoldás a passzív hasznosítás, amikor külön kiegészítő eszköz, berendezés nélkül tudjuk a napenergiát hasznosítani. Ez lényegében az épületek kialakításával, tájolásával kapcsolatos.
Ebben a pontban a hasznosítás alapvető módjairól, annak elvi megoldásáról csak röviden szólunk, hiszen a továbbiakban egy-egy alfejezet részletesen foglalkozik az említett területekkel.

6.3.1. Termikus hasznosítás

A fototermikus megoldás azt jelenti, hogy a napenergiát folyadék vagy levegő közeget áramoltató átalakító eszköz (napkollektor) révén közvetlenül hővé alakítjuk. Ebben az esetben a közeg áramoltatása külön energiát igényel. A felmelegített folyadékot leggyakrabban meleg víz előállítására használjuk fel, de egyéb más technológiai célok is szóba jöhetnek úgymint épületek, uszodák, növényházak fűtése; gyümölcsök, növények szárítása, aszalása; intenzív akvakultúrák vízellátása, tehenészeti telepek vízellátása, borjúnevelők tejelőkészítése, biogáz rendszerek melegvíz-ellátása, istállóépületek padlófűtése stb. Egy folyadék munkaközegű szoláris termikus rendszer elvi működési vázlatát a

6.10. ábra mutatja be.

6.10. ábra. A termikus napenergia-hasznosítás sémája

A fototermikus alkalmazások esetében problémát jelent a begyűjtött hőenergia tárolása. Ennek oka az, hogy az energiát sokszor akkor szeretnénk felhasználni, amikor a napenergia éppen nem – vagy nem a szükséges mennyiségben – áll rendelkezésre, vagy fordítva, akkor van energiahozam, amikor nincs felhasználási igény. A kollektor révén begyűjtött hőenergiát a munkaközegtől függően tárolhatjuk. Folyadék esetén a leggyakoribb megoldás egy megfelelő méretű szigetelt tartály alkalmazása.
A mezőgazdasági célú termikus napenergia-hasznosítást három fő területen lehet számításba venni, nevezetesen a technológiai- ill. használati melegvíz-készítést, a növényházak fűtését, valamint a szoláris szárítást.

Technológiai melegvíz-készítés

A mezőgazdaság fűtésre és technológiai melegvíz-készítésre a mezőgazdaság teljes energiafelhasználásának mintegy 15%-át használja fel. Ennek kb. 60%-a gáz és tüzelőolaj.
A mezőgazdaságban több technológiai folyamatnál jól alkalmazhatók a tárolóval egybeépített folyadék munkaközegű sík-kollektoros melegvíz készítő rendszerek, tekintettel arra, hogy a szükséges hőmérsékletigény általában 80 C-ig terjed. A szóbajöhető főbb alkalmazási területek a következők:
– biogáz rendszerek hő- és melegvíz-ellátása,
– tehenészeti telepek melegvíz-ellátása,
– borjúnevelők tejelőkészítése,
– sertésistállók padlófűtése,
– intenzív akvakultúrák melegvíz-ellátása.
A napenergia alkalmazás főbb szempontjai az energiaszükséglet, a szoláris forrásból biztosítható energia részaránya, a szoláris rendszer hatásfoka, költsége, valamint a szociális és gazdaságossági szempontok szerint alakítható ki.

Növényházak fűtése

Magyarországon jelenleg mintegy 150 ha üvegházzal, 3000 ha vázszerkezetes és 1000 ha vázszerkezet nélküli alapterülettel rendelkezünk. Az üvegházak energiaszükségletének 85–88%-át mesterséges fűtéssel kell biztosítani. A mezőgazdaság teljes energiafelhasználásának 1–2%-át használják növényházak fűtésére.
A primer energiahordozók árának növekedése arra ösztönözi az üzemeltetőket és a fejlesztőket, hogy energiatakarékos növényházakat fejlesszenek ki, ill. a fajlagos energiafelhasználást – új technológiák bevezetésével, többek között a megújuló energiaforrások, így a napenergia intenzívebb kiaknázásával – csökkentsék. A növényházak alacsony hőmérsékletű fűtésére az alábbi megoldások jöhetnek szóba:
– A növényház mellett felállított napkollektorokkal gyűjtött energiát vizes munkaközegű hőtárolókban tárolják, és azt éjszakai fűtésre hasznosítják;
– A napkollektorokat a növényházba integrálják úgy, hogy azok éjszaka egyben fűtőfelületekként is szolgáljanak;
– Az üvegházat, mint kollektort hasznosítják hőtermelésre abból kiindulva, hogy a növényházat szellőztetni kell, mert különben olyan túlhőmérséklet alakulhat ki, amely lehetetlenné teszi a termesztést. A fölösleges energiát elvezetve és tárolva, azt éjszakai fűtési energiaként lehet hasznosítani.
A növényházi alkalmazási lehetőségeknél meg kell azonban jegyezni, hogy a beruházások meglehetősen költségesek, ezért alkalmazásuk elsősorban kiegészítő jellegű.

Szoláris szárítás

A szárításra felhasznált energiahordozók mennyisége jelentős arányt képvisel a teljes mezőgazdasági energiafelhasználásból (villamos energia kb. 10%, földgáz 30–50%, olaj 10–15%). A mezőgazdaság teljes energiafelhasználásának mintegy 20%-át fordítják szárításra.
A szoláris szárítás elsősorban minőségi szárítási igények pl. gomba, fűszer, zöldség, gyümölcs, gyógynövény, vetőmagvak szárítására vehető számba. A legegyszerűbb szerkezetek a szekrényes szárítók, amelyek természetes konvekciós áramlásúak, levegő hőátadó közeggel. Az ilyen típusú szárítókat általában háztartásokban, kisgazdaságokban a helyben termelt termények szárítására alkalmazzák. Nagyobb mennyiségű termény, (vetőmag, lucerna) szárításához kényszerkonvekciós szárítók alkalmazhatók.
A szoláris szárítás elterjedését elősegítő tényezők:
– alacsony hőmérsékletű mezőgazdasági szárítási igények,
– minőség, tisztaság, beltartalom megőrzése,
– a szolárisan szárított termékek, aszalványok piaca fokozatosan bővül, tekintettel a jó minőségre.
A napenergia szárítási célú alkalmazásakor mérlegelni kell a szükséges hőmérséklet biztosíthatóságát, a szárított anyag minőségét, a szoláris rendszer-komponensek hatását a szárítás folyamatára, valamint a gazdaságosságot. Ezen szempontok vizsgálatára került kialakításra a SZIE Fizika és Folyamatirányítási Tanszékén egy moduláris felépítésű kísérleti szoláris szárító (FARKAS és tsai, 1996).

6.3.2. Fotovillamos hasznosítás

A fotovillamos megoldás során napelem segítségével alakítjuk át a napenergiát közvetlenül villamos energiává. Az ily módon kapott 12 vagy 24 V-os egyenfeszültséggel közvetlenül lehet fogyasztókat (pl. világítás, szellőztetés stb.) működtetni. Szükség esetén, 230 V-os váltóáramú hálózati fogyasztók is működtethetők egy inverteres egység közbeiktatásával. A napenergia-hasznosítás segítségével történő villamosenergia-előállítás vázlatát a 6.11. ábra szemlélteti.

6.11. ábra. A fotovillamos napenergia-hasznosítás sémája

A mezőgazdasági termelés jellegéből adódóan számos esetben olyan helyen kell energiaellátást biztosítani, ahol nem áll rendelkezésre kiépített energiaszolgáltató hálózat, például tanyák esetében, vagy a termeléshez kapcsolódó időszakos technológiai folyamatok igényének megfelelően. Az energiaellátó hálózat kiépítésére viszont a magas bekerülési költség, valamint az ellátási feladat mobil jellege miatt általában nincs lehetőség. Ebben az esetben lehetséges megoldásként kínálkozik a fotovillamos rendszerek önálló vagy más, pl. dízelmotoros áramfejlesztővel kombinált, ún. hibrid alkalmazása.
A fotovillamos panelek a napsugárzást közvetlenül villamos energiává alakítják. Az összegyűjtött energiát kémiai úton akkumulátorokban vagy más módon pl. víz helyzeti energiájaként tárolják, majd azt igény esetén éjszaka vagy alacsony napsugárzási viszonyok esetén használják fel.
Fotovillamos rendszerek fontosabb alkalmazásai a következők lehetnek:
 hálózattól távoli telepek, farmok, épületek, istállók, raktárak villamosenergia-ellátása (világítás, szellőztetés, vagyonvédelem stb.),
 öntözés, vízszivattyúzás (belvíz), állattartó telepek vízellátása,
 hírközlő berendezések villamosenergia-ellátása,
 közszükségleti berendezések energiaforrása.
A fotovillamos rendszerek előnyei a következőkben foglalhatók össze:
 minimális üzemeltetési költség,
 nincs káros emisszió (égéstermék, zaj),
 nincs szükség üzemanyagra (így nem kell szállítani és tárolni sem),
 nem tartalmaz mozgó alkatrészt, így nincs mechanikus meghibásodás,
 minimális karbantartási igény,
 megbízható üzemelés, hosszú élettartam.
A fotovillamos energiatermelés műszakilag megvalósítható alternatíva, de a technológia jelenleg még drága és az energiatermelés hatásfoka is alacsony. Meg kell azonban jegyezni, hogy mindkét tényező kedvezően alakul. Elterjedésében a falusi turizmusnak is jelentős szerepe lehet.

6.3.3. Passzív hasznosítás

A napenergia passzív alkalmazása elsősorban az épületekben való hasznosítást jelenti. Ez magában foglalja a direkt napsugárzás épületen belüli elnyelését, a sugárzási energia tárolását ill. annak az épület légterébe történő átadását. A témához kapcsolódó kérdés az épület alapjának és a felépítménynek a kialakítása, a környezetbe való illesztése. Ugyancsak fontos szempont a falak hőszigetelése, a falak anyagának és tömegének kialakítása. Energiagyűjtő falak, napterek valamint a szoláris légtechnika kialakítása alapvetően elősegítheti az épület – emberi komfortnak megfelelő – hőháztartását.