Naperőművek és napkollektorok -

Átírás

1 Naperőművek és napkollektorok Dr. Kádár Péter

2 Naptűzhely

3 Naperőmű típusok Napteknő (eng: solar trough, deu: Parabolrinne): Teknő alakú tükrök követik a Nap mozgását, a tükrök fókuszában egy cső található, benne hőátadó folyadék kering és veszi fel a hőt. Naptorony (eng: solar tower, deu: Heliostat): Koncentrikus körökbe telepített nagy felületű és napkövető síklap tükrök irányítják a visszavert fényt a középpontban álló torony tetejére. Itt egy tartályban található a hőátadó folyadék, ami felveszi a hőt. Naptányér (eng: solar dish, deu: Paraboloid): Több korong alakú homorú tükröt mozgat egyszerre a napkövető állványzat. A tükrök közös fókuszpontjában veszi át a hőt a hőátadó folyadék. Napkémény (eng: solar tower(2), Solar chimney, Solar flue): Nagy földterületet borítanak kör alakú üveg vagy műanyagszerkezettel, ami a kör közepe irányába magasodik. Középen egy magas torony található, benne szélturbina vagy szélturbinák. Naptó (eng: solar ponds): A naptó a napenergiából keletkező hőt tárolja úgy, hogy akadályozza a felmelegített vizet felszínre jutásban. Az alsó rétegében oldott só található, így ez a víz túl nehéz ahhoz, hogy a felszínre áramolhasson. (forrás:

4 Kramer Junction erőmű, CA, USA (forrás:

5 3 MW-os egységek, 3 erőműcsoport, 354 MW csúcsteljesítmény (+ földgáz tüzelés)

6 Működés A napenergia vagy a gázkazán által megtermelt hő hőcserélőkön keresztül szárazgőzt termel, ami a turbinát meghajtja. A turbina által megforgatott és a hálózatra szinkronizált generátor termeli az áramot. A turbináról a gőz a kondenzátorba kerül, ahol a hűtővíz egy hőcserélőn keresztül lehűti. A hűtővíz a hűtőtoronyban leadja a felvett hőt, a kondenzvíz pedig ismét a hőcserélőhöz kerül, ahol vagy a napenergia vagy az elégetett gáz hőjét veszi fel. A teknő alakú tükrök fókuszpontjában egy cső található, ami a visszavert napsugarakat elnyeli, és a keletkezett hőt a benne áramló hőátadó folyadéknak továbbítja. A "teknők" napkövető mechanizmussal mindig a Nap irányába fordulnak, így ha süt a Nap, az erőmű is működik. (forrás:

7 Napteknő

8 A napteknő rendszer

9 Messongi, Korfu

10 Naptorony (forrás:

11 A naptorony rendszer

12 Naptányér

13 Napkémény

14 Manzanares, Spanyolország View Video: "Beyond 2000" - a 5 minute article on the Pilot Plant in Spain

15 Hőtárolás a nehezebb, sós vízben (75 C)

16 Solucar, Sevilla

17 Solucar, Sevilla

18 Solucar, Sevilla

19 Solucar PS10 (11 MW)

20 Solucar, Sevilla

21 Solucar, Sevilla

22 Solanova 50 MW

23 Solucar, Sevilla

24 Solucar, Sevilla

25 Összehasonlítás Jellege: farm farm torony Kollektor típusa: teknő tányér torony Koncentrálóképesség Elnyelő hőmérséklet ( C) Hatásfoka (%) Kollektorra vetített teljesítménye m 2 /kw Beépített felületre vetített teljesítménye m 2 /kw Hűtőfolyadék termo-olaj termo-olaj - Munka (hőátvevő) folyadék Turbina típusa szerves folyadék, víz csavaros, gőzturbina Stirling-motor víz, gáz csavaros, gőzturbina, Stirling-motor víz, levegő, hélium, nátrium gőzturbina, gázturbina (forrás:

26 Háztartási energiamérleg

27 Háztartási napkollektoros rendszer - túlnyomásos és - drain rendszerek

28 Részegységek 3 db napkollektor: 6 m2. 1db 300 l-es tároló réz csővezeték tágulási tartály keringető szivattyú vezérlő rendszer hőmérséklet érzékelők

29 Sík kollektor

30 Felépítés

31 Vákuumcsöves kollektor I. Hosszúság: 1800 mm A külső cső átmérője: 58 mm A belső cső átmérője: 47 mm Az üveg vastagsága: 1,6 mm Hőtágulás: 3,3 x 10-6 C Anyag: Bórszilikát üveg Elnyelő bevonat: Szelektív Al-N/ Al Elnyelés: > 92% (AM 1,5% ) Vákuum: P < 5 x 10-3 Pa Üresjárati hőmérséklet: 245 C ( G= 1000 W/m2 ) Hőveszteség: < 0,8 W/( m 2 C ) Max. nyomás: 8 bar

32 Vákumkollektor működése: A hőátadó folyadék nem kerül a vákuumcsőbe, csak a fejszerkezetben veszi fel a nap hőenergiáját.

33 Vákumkollektor felépítése:

34 Vákumcső és benne heatpipe

35 Kompakt kollektor

36 Patra, Görögország

37 Vákuumcsöves kollektor II. Vákuumcsövek száma: 8db Kollektor súlya: 30 kg Kollektor nettó felülete: 1,33 m2 Kollektor űrtartalma: 1300 cm3 Kollektor mérete: 1700 mm * 897 mm * 110 mm Vákuumcső átmérője külső: 47 mm Vákuumcső átmérője belső: 37 mm Vákuumcső hossza: 1500 mm Abszorpció (hőelnyelés): 94-96% Emisszió (hőveszteség): 4-6% Üresjárati max. hőmérséklet: ~ 265 c

38 Összehasonlítás Síkkollektor Konvekcióval adja át a hőt a hűtőközegnek Egyszerű technológia Olcsóbb Rosszabb hatásfok Nagyobb hőveszteség Hátsó hőszigetelés kell Vákumkollektor Párologtatás útján felveszi a hőt, lecsapódással leadja Bonyolult technológia Drágább Jobb hatásfok Kisebb hőveszteség Nem kell annyi hőszigetelés

39 Hőcserélő tartály: Álló kivitelő 300 literes 2 hıcserélıs hıszigeteléssel

40 Napkollektor Gazdaságos alkalmazás alkalmazás: új épületben

41 Hőszivattyú és napkollektor

42 (Várnai) Pista bácsi háza

43 (Várnai) Pista bácsi háza

44 (Várnai) Pista bácsi hőközpontja

45 Az ÓE KVK VEI rendszer

46 Napkollektorok és hőközpont ÓE KVK VEI-ben

47 Hőáramlás

48 Megtérülés számítás Konkrét Kivitelezési ajánlat Villamosenergia ár Gáz ár Élettartam Fogyasztási szokás ismerete HMV és/vagy fűtés Megtérülés ma Magyarországon 3-5 év (forrás: installateur)

49 Katalógus értékek 1800/58 V12 12 csöves napkollektor 1800/58 V csöves napkollektor Bruttó ár éves termelés napi min kwh napi maxkwh kwh 2,0 2, , kwh 3,3 4, ,- 1800/58 V csöves kwh 5,0 6, ,- napkollektor TZ-58 / csöves prémium napkollektor TZ-58/ csöves prémium napkollektor kwh 3,3 4, , kwh 6,7 8, ,-

50 Energia költség megtérülés számítás 100 l vizet 1 kwh 8,6 C-vel melegít fel 80 l vizet 20 C ról 75 C-ra kb. 5,1 kwh melegít fel Ez villanyból kb. 255 Ft (50 Ft/kWh) Ez gázból kb. 101 Ft (80% hatásfok, 150 Ft/m 3 ) Évi Ft vagy Ft Szezonalitás! Fogyasztási szokások!

51 (forrás: installateur)

52 Felhasznált ajánlott irodalom Solar rendszer ismertetése (Sigér Imre előadása, 2006 nov., , //aurora.crest.org //solstice.crest.org

53 Köszönöm a figyelmet!