A napenergia hasznosítási lehetőségei a Váli völgy térségében. Simó Ágnes Biológia környezettan 2008

Átírás

1 A napenergia hasznosítási lehetőségei a Váli völgy térségében Simó Ágnes Biológia környezettan 2008

2 A dolgozat szerkezete A megújuló energiák áttekintése A napenergia hasznosításának lehetőségei A Váli völgy környezeti sajátságai Tabajd természeti környezete Bélápai Lovas Centrum melegvízfelhasználásának kiváltása napkollektorokkal energiaigény, napkollektoros rendszer tervezése, megtérülés Pedagógiai fejezet: Napenergia a tanítási gyakorlatban

3 Célkitűzések Hogyan lehet felhasználni a napenergiát a Lovascentrumban napkollektor + melegvíz Melegvízfelhasználási szokásokat, igényt felmérni A Bélápai Lovas Centrumban A Naplopó Kft. ajánlatai alapján egy napkollektoros rendszer tervezése, ami a melegvíz igényt biztosítja A napsugárzási és melegvíz felhasználási adatok alapján a rendszer megtérüléshez szükséges idő kiszámolása

4 Az energiaszámítás első lépése A melegvíz előállításához a víz hőmérsékletét 35 C kal kell megemelni ahhoz, hogy 15 C ról a kívánt 50 C t elérje. Q= c *m * ΔT alapján Q= hőigény c= fajhő=4,18 kj/kg*c m= tömeg ΔT= hőmérsékletváltozás=35 C Egy fő napi vízigénye 50 liter, azaz 50 kg Q = 4,18 kj/(kg*c ) * 50kg * 35C = 7315 kj Egy fő napi melegvíz igényének fedezéséhez szükséges energia: 7315 kj

5 Éves energiaigény A nem főszezonban (októbertől áprilisig) kevesebb a vendég + család napi 20 fővel számolhatunk: A nyári hónapok (májustól szeptemberig) több a vendég és azok legalább egy hetet töltenek a szállóban családdal együtt napi 36 fővel számolhatunk: 20 fő/nap*7,3 MJ/fő= 146 MJ/nap 146,3 MJ energia kell a 20 ember melegvíz ellátásához egy napon januárban. 36 fő/nap*7,3 MJ/fő= 263 MJ 263,34 MJ energia kell a 36 ember melegvíz ellátásához egy napon júliusban. A 2007 es év során összesen MJ energiát fordítottak a melegvíz előállítására.

6 A hozzáférhető napenergia és az igény éves eloszlása vízmelegítéshez használt energiamennyiség havi bontásban 2007 ben kj hónapok változó vendégszámmal, melegvízigény esetén egymáshoz hasonlító görbék Fűtésigény viszont teljesen ellentétes alakú

7 A napkollektoros rendszer tervezése Mekkora felületű kollektort használjunk? az igény 36 főre (nyár) 263 MJ/nap A júliusi átlag besugárzás = 5500 Wh/m 2 /nap ami kb. 20 MJ/m 2 /nap, ebből η=60% kal 11,8 MJ/m 2 /nap hasznosul A = 263 MJ / 11,8 MJ/m 2 = 23m 2 kollektorfelület = 24 m 2 (mivel a kollektorok 2 m 2 kiszerelésűek) A berendezés részei kollektor, szerelőkeret, csövek Hőcserélő folyadék Puffertároló, Szabályozó mechanizmus 2000 literes melegvíz tartály a berendezés anyagköltsége mintegy Ft

8 Megtérülés (a kiváltott energia) Kiszámoltam az egy év alatt nyert energiát, valamint azt, hogy ezzel mennyi Propán Bután (PB) gázt takaríthatunk meg, és ennek a mennyiségnek mennyi az ára. A besugárzási adatokat elemeztem: 5250 Wh/(m 2 *nap) energia feletti napból volt 135 db 2007 ben az ennél kisebb energiájú napokat 500 Wh/(m 2 *nap) os intervallumokba rendeztem és megnéztem hány van belőlük kiszámoltam a középértékhez tartozó 24m 2 es kollektorfelülettel kinyert energia mennyiségét A kiváltott energia MJ A 2007 es adatok alapján 2007 augusztusi példa:

9 Megtérülési idő A kiváltott gáz ára = megtakarítás Ha a kapott energiamennyiséget megszoroztam a gáz jelenlegi (2008. május.) árával, megkaptam az év során nyert összeget, melyet nem kellett PB gázra költeni MJ * 8,16 Ft/MJ = Ft A kollektor beruházási költsége/egy év alatti nyereség Ft / Ft/év = 6,8 év A rendszer megtérülésének ideje megközelítőleg 7 év, természetesen ezt, jelentősen befolyásolja a szálló vendégszámának, a következő évek időjárásának, és a földgáz világpiaci árának alakulása.

10 A napenergia kapcsolódása a biológia tanításához (pedagógiai fejezet) A napenergia témaköre kapcsolható a növényi anyagcsere a növényi fotoszintézis témaköréhez. A napsugárzás minden földi élet forrása, a növények azok az élőlények, melyek képesek a fényenergiát kötésben tárolt kémiai energiává alakítani. Az óra során a diákok differenciált csoportmunkában az energiaforrásokról szóló forrásokat elemeznek, és összehasonlítják egy napelem és a fotoszintetikus apparátus működését.

11 Összegzés A szakdolgozat elkészítése során megismerkedtem a megújuló energiák és a napenergia felhasználási lehetőségeivel. A Bélápai Lovas Centrumban szállórészlegének energiaigényének kiszámítása során megismerkedtem a vízfelhasználásra vonatkozó adatokkal. Kiszámoltam az energiaigények alapján legoptimálisabbnak vélt kollektorfelületet és a rendszer felszerelésének költségeit. A napsugárzási adatok tanulmányozása során megismerkedtem a sugárzás intenzitásának éves eloszlásával, az adatok alapján kiszámoltam a rendszer rásegítő képességét. A megtérülési idő megközelítőleg 7 év lett, természetesen ettől mindkét irányban várhatók eltérések. A 7 éves megtérülési időt kedvezőnek tartom, nem elhanyagolható szempont a kollektorok által kiváltott széndioxid sem. A szakmódszertani fejezetben a környezeti nevelésnek, a megújuló energiák kérdésének integrációs lehetőségét vizsgáltam a reál tantárgyak területén.