Megújuló energia potenciál

Átírás

1 Megújuló energia potenciál

2 SZÉLBŐL ENERGIA A napenergia másodlagos formája szélenergiaként is megjelenik a földet érő napsugarak a légkört különböző mértékben felmelegítve légnyomáskülönbséget okoznak. Ez a nyomáskülönbség és a Föld forgása miatti ún. Coriolis-erő hatására a levegő mozgásba jön, szél támad m felett a szél viszonylag állandó, de a földfelszín közelében a különböző terepeken a súrlódás ingadozásokat, örvényléseket okoz, ezért a szél iránya és sebessége időben erősen változik.

3 A Földet érő évi napenergiának csak 1,5-2,5%-a fordítódik a levegőmozgás fenntartására, ebből elméletileg is legfeljebb 3%-a hasznosítható bolygónkon. A szél mozgási energiája sebességfüggő. Legerősebb a nyílt vidéken, tengerpartokon, lapos dombokon, fennsíkokon. Biztonságos hasznosítása - szélmotoros formában - az évi lineáris 6 m/s átlagsebesség felett ajánlott. Magyarország adottságai ennél kedvezőtlenebbek.

4 Szélenergia felhasználása Lehetőség: Magyarországon az állandó erős széljárás nem jellemző (azonban kellő magasságba emelve a lapátrendszert eléggé nagy kapacitás hasznosítható) Egyes helyeken, ahol a szélviszonyok megfelelőek, nagyobb berendezések is építhetők, egyedi szélmérések után Például: Kulcs, Mosonszolnok, Mosonmagyaróvár és lehetne Bicsérd a mezőgazdaságban - kisebb méretű szélkerekek használata (öntözéshez, tavaknál és szennyvíz tisztítóknál a vízfelület levegőztetésére, állatok ivóvíz ellátására)

5 Az áramló levegő mozgási energiájánál fogva képes munkavégzésre. Ez a munkavégző képesség azonban a gázok áramlási törvényei alapján nem közvetlenül a kinetikus energiával, vagyis az áramló légtömegek sebességének négyzetével, hanem a sebesség harmadik hatványával arányos. A KELETKEZETT ENERGIA MENNYISÉGE FÜGG: ρ -a levegő sűrűségétől [kg/m 3 ], A a vonatkozó (pl. generátoroknál a rotor által súrolt) felület [m 2 ], nagyságától v - a zavartalan szél sebességétől [m/s].

6 SZÉLENERGIA - gyakorlati hasznosíthatósága A szélenergia kihasználásának kérdése meteorológiai és műszaki probléma. A szél légköri energiaforrás, ezért tehát szélenergia minden vonatkozásban igen szoros kapcsolatban van a légkör tudományával, a meteorológiával. Az erőművek teljesítménye rendkívül érzékeny a szélsebesség változására. A szélenergia hasznosításának további nehézsége, hogy a szeleknek nemcsak a sebessége, hanem az iránya is változik.

7 A szélenergia előnyei Folyamatosan és korlátlanul megújul Alacsony költség, üzemeltetése nagyon olcsó Üzemanyag nem szükséges, nincs széndioxid és egyéb káros-anyag kibocsátás. Előre gyártott elemekbol épül fel és gyorsan telepíthető. Ipari villamos áram ellátást biztosít. Mezőgazdaság-barát, mezőgazdasági / ipari tevékenység folytatódhat a környéken. Munkahelyteremtés

8 1 Germany 20,622 (2005: 18,415, +12%) 2 Spain 11,615 (2005: 10,028, +15.8%) 3 Denmark 3,136 (2005: 3,128, +0.3%) 4 Italy 2,123 (2005: 1,718, +23.6%) 5 United Kingdom 1,963 (2005: 1,332, +47.4%) 6 Portugal 1,716 (2005: 1,022, +67.9%) 7 France 1,567 (2005: 757, +107%) 8 Netherlands 1,560 (2005: 1,219, +28%) Wind energy installation by country EU27 9 Austria 965 (2005: 819, +17.8%) 10 Greece 746 (2005: 573.3, +30.1%) 11 Ireland 745 (2005: 495.5, +50.4%) 12 Sweden 572 (2005: 509.5, +12.3%) 13 Belgium 193 (2005: 167.4, +15.3%) 14 Poland (2005: 83, +83.7%) 15 Finland 86 (2005: 82, +4.9%) 16 Hungary 61 (2005: 17.5, %) 17 Lithuania 55.5 (2005: 6.4, %) 18 Czech Republic 50 (2005: 28, +78.6%) Definition: Total capacity installed end 2006, in megawatts (MW) 19 Luxembourg 35 (2005: 35, +0%) 20 Bulgaria 32 (2005: 10, +220%) 21 Estonia 32 (2005: 32, +0%) 22 Latvia 27 (2005: 27, +0%) 23 Slovakia 5 (2005: 5, +0%) 24 Romania 3 (2005: 1.69, +77.5%) 25 Cyprus 0 (2005: 0, +0%) 26 Malta 0 (2005: 0, +0%) Source:European Wind Energy Association (EWEA) 27 Slovenia 0 (2005: 0, +0%) EU (2005: 199.2, +92.3%) EU-15 47,644 (2005: 40,301, +18.2%) EU-25 48,027 (2005: 40,500, +18.6%) EU-27 48,062 (2005: 40,511, +18.6%)

9

10 A szélenergia hasznosítás Európában Szélenergiából történő villamos energia részesedése az EU villamos energia felhasználásának százalékában: 2005-ben 2,8% 2010-ben 5% 2030-ban ~20% Szélerőművek átlagos kapacitás kihasználtsága az EUban: On-Shore: 23-25% Off-Shore: 40-45% Lehetséges problémák: Rendszerirányítási, szabályozási (különös tekintettel a megfelelő tárolókapacitásra)

11

12

13

14

15

16

17 KÖRNYEZETRE GYAKOROLT HATÁS Zajkibocsátás : max 100 db (max. teljesítménynél) Atmoszféra kibocsátás: NINCS (CO2, SO2, hamu, por) Ökológiai értékelés: károsodást nem okoz, az építési területen álló 20 barackfa elöregedés miatt már nem terem Madarakra gyakorolt hatás: komoly veszélyt nem okoz.(30 1/perc) Hidrológiai értékelés:, Vízkészletre nem gyakorol hatást, forrás a környéken nincs. Biztonsági értékelés: legszigorúbb európai védőtávolság 250m, Legközelebbi lakóház Kulcson: 500 m Vizuális hatás: Társadalmi hatás: hatás Lebontás hatása:_ fényelnyelő felületkezelések Árnyék nem halad el lakott terület fölött környezetkímélő oktató, nevelő, tudatosító kb. 30 év, veszélyes hulladék nincs, újrafelhasználható, munkaerő

18 Minden kilowattóra elektromos áram, amelyet szélerőművel állítunk el' kg-mal csökkenti a CO2 emissziót. (Gipe, 1995)

19

20

21 Szélpotenciál eloszlása a Földön

22

23 Die Technik Mal mehr Energieertrag seit 1980 Stand: September 2003 Bundesverband WindEnergie

24

25

26

27

28

29 Szélenergia felhasználása hazánkban Lehetőség: Magyarországon az állandó erős széljárás nem jellemző (azonban kellő magasságba emelve a lapátrendszert eléggé nagy kapacitás hasznosítható) Egyes helyeken, ahol a szélviszonyok megfelelőek, nagyobb berendezések is építhetők, egyedi szélmérések után Például: Kulcs, Mosonszolnok, Mosonmagyaróvár és lehet Bicsérd a mezőgazdaságban - kisebb méretű szélkerekek használata (öntözéshez, tavaknál és szennyvíz tisztítóknál a vízfelület levegőztetésére, állatok ivóvíz ellátására)

30 Dinamikus módszerrel számított évi átlagos szélsebesség értékek 75 m-es magasságban Wantuchné Dobi Ildikó és az OMSZ Kutatóinak eredményeiből átvéve

31 Szélenergia-potenciál

32

33 méteren Szépszó, Horányi, Kertész, Lábó, 2006: Magyarországi szélklíma elıállítása globális mezık dinamikai leskálázásával.. Magyarországi szél és napenergia kutatás eredményei. OMSZ Budapest, pp

34

35 Szélenergia hasznosítás Magyarországon A hazai szélenergia-potenciál felmérése az OMSZ koordinálásával ben elkészült. Eredménye: statisztikai módszerrel készült 600x900 m felbontással 10 méter magasságra dinamikus leskálázási technikával készült 25, 50, 75, 100, 125, 150 méter magasságra 5x5 km területegységre vonatkozó potenciális fajlagos szélteljesítmény eloszlását bemutató térképlapok MTA Energetikai Bizottság Megújuló Energetikai Technológiák Albizottság: Magyarország megújuló energetikai potenciálja szélenergia potenciál Tanulmány Eredménye A szélenergia potenciál vizsgálat 60 méter magasságra 600 kw teljesítményő gépek figyelembevételével. A rendelekzésre álló potenciál (5,5 m/s-nál nagyobb szélsebesség osztály esetén) 20 TWh/év. A szélenergia hasznosítás területén bekövetkezett gyors változások szükségessé tették a szélenergia potenciál újbóli meghatározását. A 75m magasságra H=75m tengelymagasságú D=75m turbinaátmérıjő gépekre elvégzett vizsgálat szerint (5,25;5,75;6,25;6,75m/s szélsebesség osztályra) a rendelkezésre álló potenciál 56,85TWh/év (Péves

36 A 19.sz. végén, a 20. sz. elején az ország szélmalmainak több mint 19.sz. végén, a 20. sz. elején az ország szélmalmainak több mint 95 % a az Alföldön helyezkedett el (ábra, Keveiné Bárány I. 1991), ami önmagában is elegendő bizonyíték arra, hogy hazánknak ezen a táján is van elegendő hasznosítható szélenergia

37 Stróbl Alajos szerkesztette Összesen 1687 MW új szélerőmű másfél év alatt TITÁSZ; 51 DÉMÁSZ; 78 ELMŰ; 1 DÉDÁSZ; 126 MVM; 254 ÉMÁSZ; 223 ÉDÁSZ; 954 szélerőmű-teljesítőképesség, MW IV. negyedévi I II III. halmozott 2006.IV. Mintegy húsz befektető cég (Kft) tervei alapján (?!) 1. ÁBRA Magyarországi szélerőmű-építési elképzelések 2005 nyarán 2007.I.

38 A hazai megújuló energia-termelés adatai *villamosenergia-termelésre felhasznált mennyiséggel együttforrás: Szajbert (2005), Bohoczky (2005), Bai (2005). Villamosenergia-termelés (GWh) Hőhasznosítás (TJ)* Geotermia Napkollektor Tűzifa Erdészeti hulladék Egyéb biomassza Biogáz 7,6 11,2 18, Vízenergia ,6 698,4 615,6 756 Szélenergia 0,9 1,2 3,6 5,5 3,24 4,32 12,96 20 Fotovillamos 0,06 0,06 0,07 0,1 0,0216 0,0216 0,0252 0,36 ÖSSZESEN 201,5 212,4 301, ,6 35,1 PJ 35,2 PJ 37,1 PJ 42,7 PJ Hulladékégetés Mindösszesen 313,5 271,4 368, ,6 37,7 PJ 37,2 PJ 38,6 PJ 44,1 PJ Részarány (%) 0,8 0,6 0,9 2,6 3,6 3,6 3,5 4,2

39 Szélerőművek fajtái

40 ENERCON E40 SZÉLERŐMŰ ALAPADATAI Tengelymagasság: 65 m Rotor átmérő: 44 Max. kerületi sebesség: 200 km/ó Indító szélsebesség: 2,5 m/ó Névleges szélsebesség: 12,5 m/s Leállítási sebesség: 25 m/s Névleges fordulatszám: f/perc Névleges teljesítmény: 600 kw Automatizáltság foka: TELJESKÖRŰ

41 Idén megduplázódott a hazai szélerőművi kapacitás A Magyar Szélenergia Társaság 2006 szeptemberében következő magyarországi szélerőműveket vette nyilvántartásba októberig összesen 18,8 MW új szélerőmű kerül felállításra szerte az országba, ezzel 10 hónap alatt megduplázódik a hazai szélerőművek összkapacitása: 36,275 MW Mosonmagyaróváron 5 darab, egyenként 2 MW névleges teljesítményű Vestas gyártmányú V90 NH105 egység állt üzembe. A nyár folyamán augusztusban Mezőtúron és Törökszentmiklóson csatlakozott hálózatra egy-egy 1,5 MW Fuhrlander gyártmányú szélerőmű. Szeptember elején Felsőzsolcán építettek egy Vestas 1,8 MW V90NH105 típusú szélerőművet. Szeptember végén, október elején Csetényben került felállításra 2 darab 2 MW-os Vestas szélerőmű Csákány Gábor, az NRG System Kft ügyvezetőjének tájékoztatása szerint.

42 Szélerőművek Magyarországon, települések szerint felsorolva

43

44 Szélenergia hasznosítás Magyarországon

45 A szélerőművek létesítési lehetőségei Magyarországon *Ki kell még emelni, hogy Európában több helyen, a nagy, hőerőművekre alapozott rendszerekben, a szélerőművek beépített teljesítőképességének az aránya már ma nagyobb, mint amire mi készülünk a következő évtizedekben: Dánia (ELSAM) ~ 30 %, Németország ~ 15 %, Spanyolország ~ 10 %, Hollandia ~ 5 %. Ezek alapján a nálunk hosszabb távon várható és legfeljebb 2-3%-os szélerőműves kapacitásarány talán nem mondható túl nagynak vagy erősen zavarónak a rendszer irányíthatósága tekintetében. Kényszerek továbbra is lesznek, de az erőműparkunk mindig szabályozható lesz, ha a piaci feltételeknek és a korszerűbb szabályozóknak megfelelően fejlődik. Azt is hangsúlyozni kell, hogy az adottságaink eltérése miatt nem hasonlítható a hazai, távlati 2-3%-os szélerımőves arány a mai, nyugat-,dél- vagy észak-európai 10-30%- oshoz nem csak a rendszerirányítási gondokat tekintve. Megjegyzés: Ma már a korszerű szélerőmű-parkok a szárazföldön 800 /kw körüli áron létesíthetők, ami elsősorban a fejlettebb, 2000 kw-os egységeknek köszönhető.

46

47 Megújul juló energiafor potenciál Mo-n (PJ/év) Potenciálisan felhasználható Jelenleg hasznosított ,2 4 0,01 7,2 5 0,006 0,7 Geotermia Nap Biomassza Szél Vízenergia

48 A megújul juló energia hasznosítása sa Magyarországon gon

49 Élettartam ciklus elemzés Life Cycle Analysis (LCA) A különböző energiatermelő technológiák környezeti hatásának elemzéséhez a teljes életciklus vizsgálatát kell elvégezni A létrehozáshoz szükséges anyagokat, energiákat, környezeti hatásokat A működés során keletkező környezeti ártalmakat, és A megszüntetés energia igényét, Újrahasznosíthatóságot Bonyolult számítás, de elvégezhető

50 A megújuló energiaforrások használata nem old meg minden környezetszennyezési problémát, de segít egy környezetbarát és fenntartható energiagazdaság megteremtésében! -A fosszilis tüzelőanyagok kedvező ára, elérhetőségük, nagyobb fajlagos energiatartalmuk, korszerűbb felhasználási technológiájuk hátráltatja a megújulók hasznosításának növekedését

51 FIGYELŐ grafika, 2004-es júliusi 8.-íszám.