Mőszaki menedzserek részére 2. témakör

Átírás

1 Mőszaki menedzserek részére 2. témakör

2 Primer energiahordozók, megújuló energiaforrások közti alapvetı különbség Megújuló energiaforrások jellemzıi, potenciál: Napenergia Szélenergia Vízenergia Biomassza Geoterma

3 stock azaz állomány jellegő Nagy energiasőrőségő Jól tárolható Rendelkezésre állás kvázi folyamatos és biztonsággal elıre jelezhetı flow azaz áram jellegő Kis energiasőrőség Általában rosszul tárolható Rendelkezésre állás idıszakos és elırejelzése bizonytalan lehet Primer energiahordozók Megújuló energiaforrások

4 Kimerülı ÜHG kibocsátás Kvázi kimeríthetetlen Politikailag CO 2 - semleges Primer energiahordozók Megújuló energiaforrások

5

6 600 millió t/s H 596 millió t/s He Mark Tiele Westra

7 Nap felszínének hımérséklete ~6000K Stefan - Boltzmann törv rvény ny: a sugárzás intenzitása a hımérséklet negyedik hatványával arányos E(T)= σ T 4 Wien törv rvénye nye: a maximális intenzitás hullámhossza annál kisebb, minél nagyobb a sugárzó test hımérséklete λ m *T=const(3000)

8 Napálland llandó: 1360 W/m 2

9

10 nm

11

12 Θ: a napsugarak és a felület normálisa által bezárt szög β: felület dılésszöge γ: felület tájolása a déli irányhoz képest δ: adott naphoz tartozó maximális napállás Φ: szélességi fok

13 reak.hu

14 reak.hu

15 Solarimeter Vízszintes felületegységre esı direkt és szórt sugárzás mérése.

16 Németország Szudán

17 Hónap I T I T ' I T '/I T n (MJ/m2) Január % 33% Február % 37% Március % 44% Április % 43% Május % 48% Június % 47% Július % 53% Augusztus % 55% Szeptember % 55% Október % 46% November % 33% December % 26% Összeg % 43%

18 Napsugárzás mérése

19

20 A szél a levegı vízszintes áramlása. A szelet az eltérı légnyomások kiegyenlítıdése okozza. A légnyomáskülönbségek elsıdlegesen a hımérsékletkülönbség miatt alakulnak ki. A hımérsékletkülönbségek oka a napsugárzásból adódó szélességi fok, eltérı felszíni, domborzati viszonyok miatt kisebb-nagyobb felmelegedés.

21

22

23 A szél kinetikus energiája E = 1 mw 2 Levegı tömegáram adott keresztmetszetben dx m& = ρ A = ρaw dt Szélerı-potenciál P 0 1 mw & kg = ρ 3 2 Am m 3 [ ] 2 3 m w 2 = 3 s

24 Kanalas anemométerrel Kellı magasságban Minél hosszabb távon Rögzítendı: Szélsebesség Szélirány (általában 10 perces átlag adatok)

25 Szélsebesség gyakorisága Energiatartalom

26 Egyszerősített képlet: v ref /v = (z ref /z) α Szélprofil különbözı terepeken v: sebesség a felszíntıl z méter magasságban v ref : ismert viszonyítási sebesség z ref magasságban α: Hellmann-féle le szélprofil kitevı; 0,1 (sík terep) - 0,8 között

27 A szél energiájának maximum 16/27-ed része nyerhetı ki. P elm = P1 P2 = m& ( v1 v 2 )

28

29

30 A víz helyzeti (a), illetve mozgási (b) energiájának átalakítása mechanikai majd villamos energiává. a; b;

31 A víz levezetéséhez szükséges vízfelszín lejtésének csökkentése, ezzel esés létrehozása és annak energetikai hasznosítása. üzemv zemvízcsatorna zcsatorna felvíz duzzasztógát folyómeder alvíz

32 Vízerı-potenciál (elméleti teljesítıképesség): [ ] m H s m V s m g m kg W s J s Nm s kgm W To = = = = & & ρ

33

34

35 Vízhozam-tartóssági görbe Esés-tartóssági görbe Teljesítménytartóssági görbe

36

37 biológiai eredető szervesanyag-tömeg, a szárazföldön és vízben található élı és nemrég elhalt szervezetek (növények, állatok, mikroorganizmusok) testtömege; biotechnológiai iparok termékei; és a különbözı transzformálók (ember, állatok, feldolgozó iparok stb.) összes biológiai eredető terméke, mellékterméke, hulladéka.

38 Elsıdleges biomassza: a növény nyi fotoszintézis által elıállított szervesanyag; a természetes vegetáció, a szántóföldi és kertészeti növények, az erdı, a rét és legelı, a vízben élı növények. Másodlagos biomassza: állat llatvilág, gazdasági haszonállatok összessége, továbbá az állattenyésztés fıtermékei, melléktermékei és hulladékai. Harmadlagos biomassza: biológiai eredető anyagokat felhasználó ipar melléktermékei, hulladékai, települések szerves eredető szilárd és folyékony hulladékai, biotechnológiát alkalmazó ipar egyes melléktermékei.

39 Fotoszintézis légkör 6 CO H 2 O napfény C 6 H 12 O O 2 Glükóz (szılıcukor) répacukor, keményítı, cellulóz zsírok, fehérjék

40 Élelmiszeripar Könny nnyőipar Ruházat Papír Bútor stb. Energetika Mechanikai energia /közleked zlekedés/ Hı Villamos energia (+ hı).

41 Elıállítás, keletkezés Begyőjtés, szállítás, tárolás, elıkészítés Feldolgozás : szek. en.h. elıállítása Hı Vill.en. Üzemanyag

42 Aprítás Bálázás Préselés Alkoholos fermentáció Pirolízis Anaerob fermentáció Szilárd Folyékony Gáz Kazán, gızerımő Üzemanyag Gázmotor

43

44 Föld keletkezésekor az anyag mozgási energiája hıvé alakult Jelenleg a tárolt hı leadása történik. A földkéregben található radioaktív izotópok bomlása. thórium 232, uránium 238, kálium 40

45 A kızetek hıtartalmából származó energia A Föld magjának hımérséklete kb. 7000K Hıáram függ: Földkéreg vastagsága (hıvezetés) vagy hıhordozó közeg (víz) jelenléte (konvekció)

46 Forrás: Godfrey Boyle

47 Hımérséklet-emelkedés értéke a Föld belseje felé haladva [ C/km] Átlag: 3 C/100m

48 A talaj felsı rétegének hımérsékletét a napsugárzás jelentısen befolyásolja Hımérséklet [ C] Mélység [m]

49 Hımérséklet kis entalpiájú (t<90 o C), közepes entalpiájú (t= o C), nagy entalpiájú (t>200 o C). Nyomás Tároló nagysága Víz utánpótlás Gáztartalom Sótartalom

50 Forrás: World Energy Council

51