Fénytechnika. Tükrös nap erőmű. Dr. Wenzel Klára. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. egyetemi magántanár



Hasonló dokumentumok
Napenergia hasznosítás technológiájának és gyakorlati oktatásának tanulmányozása Dél-Spanyolországban HU01-KA /KA1VET/335

NAPENERGIÁT HASZNOSÍTÓ RENDSZER TERVEZÉSE

11. Előadás: A napsugárzás és a földhő energetikai hasznosítása, hulladékgazdálkodása. (kimeríthetetlen energiaforrások)

Naperőművek és napkollektorok -

Megújuló energiaforrások épület léptékű alkalmazása. Prof. Dr. Zöld András Budapest, október 9.

Környezettechnika. 1. A környezettechnika alapjai és jelentősége. Energiaforrások és felhasználásuk.

8. Energia és környezet

A napenergia felhasználásának lehetőségei Magyarországon fűtési és melegvíz előállítási célokra

Olvassa tovább, milyen megoldást nyújt Önnek a Viktória Solar:

A villamosenergia-rendszer jellemzői. Határozza meg a villamosenergia-rendszer részeit, feladatát, az egyes részek jellemzőit!

Tehát a 2. lecke tanításához a villamos gépek szerkezetét, működési elvét és jellemzőit ismerni kell.

Elegáns és hatékony: Vaciosol vákuumcsöves

Üzemlátogatás a Mátrai Erőműben és a jászberényi GEA EGI hőcserélőgyárában

I. rész Mi az energia?

Műszaki ismeretek Géptan

PÁLYÁZATI ÖSSZEFOGLALÓ TOP

Partnerséget építünk. A helyes fűtési rendszer kiválasztása

Alternatív ENERGIAFORRÁSOK Új Termék +10% hatásfok -25% ár NAPKOLLEKTOR

X. Energiatakarékossági vetélkedő. Veszprém

Gyakran ismétlődő kérdések G24-es Napkollektor

Zsiborács Henrik 1 - Dr. Pályi Béla 2 Dr. Demeter Győző 3 Napelemes rendszerek energetikai hasznosítása Magyarországon kiserőművi méretekben

Kell-e nekünk atomenergia? Dr. Héjjas István előadása Csepel, május 21.

ENERGIAPOLITIKA, MEGÚJULÓ

Öko-technika évfolyam. Célok és feladatok. A tantárgy feladatai az 5-8. évfolyamokon. Szűcs Sándor Általános Iskola

A LEGTISZTÁBB ENERGIÁVAL MA, A HOLNAPÉRT

Napenergia hasznosítása

10. Villamos erőművek és energetikai összehasonlításuk

Napkollektoros megoldások

A Bátortrade Kft. 613/2006. számú határozattal kiadott kiserőművi összevont engedélyének 1. számú módosítása

I. Századvég-MET energetikai tanulmányíró verseny

Dombóvár Város Önkormányzatának Átfogó Energetikai Koncepciója április

VIESMANN. Adatlap A rendelési számokat és az árakat lásd az árjegyzékben VITOSOL 300

A megújuló energiaforrások hazai helyzete és jövője

NAPKOLLEKTOR RENDSZEREK

Intelligens energia fenntartható epületek. tanulmány

Napenergia hasznosítás

ÖKOLÓGIKUS ÉPÍTÉSZET 4. AKTÍV SZOLÁRIS RENDSZEREK ÖKOLÓGIKUS ÉPÍTÉSZET 1

Törökország energiapolitikája (földgáz, vízenergia és geotermikus energia)

A biogáztermelés és -felhasználás környezeti hatásai

Az olcsó olaj korában készült épületektől a passzív házon át, az intelligens, zéró energiafelhasználású

A napenergia hasznosítás lehetőségei

PTE Fizikai Intézet; Környezetfizika I. 12. Energiahatékonyság, társadalom; , NB

Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Kar Elektrotechnikai-Elektronikai Intézeti Tanszék

Partnerséget építünk. Példák az energiatudatos építészetre

Napelem vagy napkollektor? Beleznai Nándor Wagner Solar Hungária Kft. ügyvezető igazgató

A FÓKUSZÁLT NAPENERGIA TÁROLÁSI ÉS HASZNOSÍTÁSI LEHETŐSÉGEI

KOCH VALÉRIA GIMNÁZIUM HELYI TANTERV FIZIKA évfolyam évfolyam valamint a évfolyam emelt szintű csoport

A megújuló energiaforrásokról általában, a Föld energia fogyasztásának szerkezete, fosszilis és megújuló energiaforrások

Energiahasznosítás lehetőségei koncentráló kollektorokkal Délkelet-Magyarországon

Kísérletek mikrohullámokkal I-II.

KÖRNYEZETTUDATOS ÉPÜLETFELÚJÍTÁS

Dr. Géczi Gábor egyetemi docens

A HM Budapesti Erdőgazdaság Zrt. biomassza-fűtésű kiserőművének üzemeltetési tapasztalatai. Kéri László BIOHŐ Energetikai Kft.

A TISZTA SZÉN TECHNOLÓGIA ÉS AZ ENERGIATÁROLÁS EGYÜTTES LEHETŐSÉGE AZ ENERGETIKAI SZÉN-DIOXID KIBOCSÁTÁS CSÖKKENTÉSÉRE

Írta: Kovács Csaba december 11. csütörtök, 20:51 - Módosítás: február 14. vasárnap, 15:44

9. Előad Dr. Torma A., egyetemi adjunktus

A fókuszált napenergia tárolási és hasznosítási lehetőségei

Adottságokból előnyt. A megújuló és alternatív energiaforrások hasznosítása és az energiahatékonyság az önkormányzatok mindennapjaiban

VELUX árnyékolók és redőnyök. Érvényes február 1-jétől.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gazdaság- és Társadalomtudományi Kar

5. előadás. Földhő, kőzethő hasznosítás.

JÜLLICH GLAS SOLAR Karnyújtásnyira a Naptól Nagyméretű napelemes erőművek

Hőtechnikai berendezések 2015/16. II. félév Minimum kérdéssor.

5-3 melléklet: Vízenergia termelés előrejelzése

7. é v f o l y a m. Összesen: 54. Tematikai egység/ Fejlesztési cél. Órakeret. A testek, folyamatok mérhető tulajdonságai. 6 óra

H/ számú. országgyűlési határozati javaslat

Zárójelentés OTKA T046224

Mintakapcsolások - 1.

Döntéshozói tréning. This project is implemented through the CENTRAL EUROPE Programme co-financed by the ERDF.

Példák a Nem fosszilis források energetikája gyakorlatokhoz tavasz

Pécsi Tudományegyetem. Szegmentált tükrű digitális csillagászati távcső tervezése

Megújuló energia piac hazai kilátásai

Széchenyi Programirodák létrehozása, működtetése VOP

A mezőgazdaság szerepe a Megújuló Energiák Nemzeti Cselekvési Tervben

MUNKAANYAG. Macher Zoltán. Járművek villamossági berendezéseinek, diagnosztikája és javítása I. A követelménymodul megnevezése: Gépjárműjavítás I.

PUBLIC AZEURÓPAIUNIÓ TANÁCSA. Brüszel,2013.december13. (OR.en) 17849/13 LIMITE STATIS138 ENER586 COMPET927 FEDŐLAP

Megújuló energiaforrások vizsgálata Szabolcs-Szatmár-Bereg és Satu Mare megyékben

Energetikai környezetvédő Környezetvédelmi technikus

új épületekhez Daikin Altherma alacsony hőmérsékletű berendezések Fűtés - Használati melegvíz - Hűtés »» Energiahatékonyság

Energiahatékonyság fontossága az önkormányzati intézményfenntartás területén. Szabolcs-Szatmár-Bereg Megyei Önkormányzat

Időközi vezetőségi beszámoló I. negyedév május 13.

12. Energia és a társadalom

SZENT ISTVÁN EGYETEM

Operatív programok. TÁMOP 966,0 milliárd Ft

1. Előszó. Dorog, old. 1

HŐTERMELŐKRŐL KAZÁNOKRÓL BŐVEBBEN

9. Előadás: Földgáztermelés, felhasználás fizikája.

HELYI ÉPÍTÉSI SZABÁLYZAT

A nap- és szélerőművek integrálásának kérdései Európában. Dr. habil Göőz Lajos professor emeritus egyetemi magántanár

Melléktermékek hasznosítása

Magyarország időarányosan 2010 óta minden évben teljesítette az NCsT-ben foglalt teljes megújuló energia részarányra vonatkozó célkitűzéseket.

Erőművi kazángépész Erőművi kazángépész

Épületszerkezeti elemekbe integrálható héjszerkezetű napkollektorok

FENNTARTHATÓ BIOMASSZA ALAPÚ

Premium VTN vákuumcsöves kollektor TERVEZÉSI SEGÉDLET

BOGYOSZLÓ Településszerkezeti és szabályozási tervmódosítás (Szélerőművek elhelyezésének vizsgálatára kijelölt területek) Véleményezési dokumentáció

Jó kilátások hálózatba kapcsolt fényelemek számára

Tapasztalatok a fűtés és a hűtés összekapcsolásával az élelmiszeriparban

Tárgyszavak: termikus naperőmű; éghajlat; napelem.

A Reális Zöldek Klub állásfoglalása a klímaváltozás és a megújuló energiák kérdésében, 2016

Átírás:

Fénytechnika Tükrös nap erőmű Dr. Wenzel Klára egyetemi magántanár Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

A Föld energia forrásai A kimerülőben lévő energia források: Fa Szén Lignit Kőolaj Földgáz Nukleáris energia A megújuló energia források: Nap energia Víz energia Szél energia Bio energia

A Föld energia mérlege A víz-, a szél- és a bio-energia forrása is a Nap energiája!

A Nap energiájának hasznosítása A kutatók számításai szerint a napenergia hasznosításával a fűtési energiaszükséglet mintegy 80-85%-át lehetne biztosítani az egyenlítőtől a 45. szélességi fokig terjedő napsütéses övezetben. (Magyarország az északi szélesség 47 0 án helyezkedik el )

A napenergia eloszlása a Földön A vörös, sötétvörös és narancssárga területeken lehet jó hatásfokkal hasznosítani a napenergiát, míg a sárga, zöld és kék területeken már nem éri meg.

A napkollektorok Tervezési szempontok: A visszasugárzás csökkentése (hőszigetelés) A hőelnyelés növelése (szelektív optikai bevonatok) Megoldatlan: a termelt hő energia tárolása A napkollektorokat általában háztetőkön helyezik el, lehetőleg a napsugarakra merőlegesen Optomechatronikai feladat lenne: a kollektor felületét folyamatosan a Nap felé fordítani!

A vákuumcsöves napkollektorok A vákuumcsöves napkollektor részei: Belső üvegcső szelektív bevonattal (jó hőelnyelés, kis visszasugárzás) Hőátadó folyadék Külső üvegcső, a két üvegcső között vákuum (jó hőszigetelés) CPC tükör (összetett parabolikus hátsó tükör)

Vákuumcsöves napkollektor panel

A sík napkollektorok A síkkollektorok hő közvetítő közeget (pl víz) melegítenek fel. Részei: Elnyelő lemez (kollektor) Szelektív bevonat minimális sugárzási veszteség Kollektorház Hőszigetelés Csővezeték Munkaközeg (a csővezetékben áramlik) Üvegfedés (lemoshatóság) A napelemek villamos energiát termelnek. Részei: Elnyelő lemez (abszorber). Ennek anyaga általában szilicium egykristály (drága!) Szelektív bevonat minimális sugárzási veszteség Hőszigetelés Villamos vezeték Üvegfedés (lemoshatóság)

A hőcsöves napkollektorok A hőcsöves napkollektor részei: Belső üvegcső szelektív bevonattal (jó hőelnyelés, kis visszasugárzás) Hőátadó folyadék Külső üvegcső, a két üvegcső között vákuum (jó hőszigetelés) CPC tükör (összetett parabolikus hátsó tükör) Hőcső (lehegesztett réz csőben 25 mbar vákuum, ebben néhány milliliter desztillált víz, amely a kis nyomáson már 30 0 C alatt felforr. 4-5-ször több hőt termel, mint a sík kollektor

A napállás α szöge a Földfelszínhez képest A parabola vályúk b távolsága 45 0 1.41 a 30 0 2.00 a 10 0 76. a

A tükrös Naperőmű alap gondolata: Egy hatalmas paraboloid napenergia gyűjtő antenna Fókuszában egy gőz termelő kazán A gőz egy gőzturbinát működtet A gőzturbina az elektromos hálózatra dolgozik Az antenna viszonylag kicsi síktükrökből áll A termelt hőenergiát azonnal villamos energiává alakítják és az országos elektromos hálózatba táplálják nem kell tárolni a hőenergiát

Módosítási ötlet: A paraboloid antenna részei a Földön is elhelyezhetők! Egyszerűbb összeszerelés Kisebb állvány Egyszerűbb tisztítás

A tányéros naphőerőmű parabola antennáját 2 tengely körül kell forgatni. Az egyik tengely függőleges, ez teszi lehetővé, hogy a tükör követni tudja a Nap pályáját napkeltétől napnyugtáig, (kelettől nyugatig). A másik tengely vízszintes, ez teszi lehetővé, hogy a tükör optikai tengelye mindig a Nap magasságának megfelelő szögben álljon. Megoldás: a Fresnel-tükör elv alkalmazása

A Föld egyik első naphőerőműve az USA-ban, a kaliforniai Lancester mellett, a Mojave sivatagban épült 2009-ben

A megvalósítás: OPTOMECHATRONIKA 24 000 síktükör 4 mezőben 6-6 ezer tükör A tükrök sík felületen helyezkednek el Minden tükörnek külön mozgató rendszere van, amely folyamatosan a kazánra irányítja a fényt 2 kazánt alkalmaztak, egy-egy 50 m magas oszlopon A mozgatásokat számítógép irányítja 200 km távolról, Pasadénából

Minden egyes tükör bármely Nap-állásnál a kazánok nyílásába vetíti a Nap fényét

A tükör rendszer

A tükrök mozgatása A A tükrök mozgatása két szabadságfokú, 2 mozgatás, léptető motorokkal

A tükrökről a sivatag porát a mosó robot mossa le.

A kazánok A kazánok súlya feltöltetlen állapotban 66 tonna. 50 m magas oszlopokon állnak. Mindkét kazán 2-2 nyíláson át fogadja be a fényt.

A kazánok A kazánok ajtaja körül az üzemi hőmérséklet 1200 0 C. Az ajtókat kerámia burkolat védi A kazánok teljes belső felületét a fűtő csövek burkolják

Az erőmű ellenőrzése Az erőművet 9 oszlopon elhelyezett kamerák figyelik A kamerák képét 200 km-rel távolabbra, az erőmű központjába, Pasadénába továbbítják.

GEMASOLAR, tükrös naperőmű Andaluziában Felavatták 2011 májusban 195 hektáron 2600 tükör. A tükrök mérete egyenként 120 m 2 24 órás működés, mert a hőenergiát nagykoncentrációjú, kb 500 fokos sóolvadékban tárolják. 30 000 háztartás teljes energia ellátását biztosítja. 30 000 tonna széndioxid kibocsátást takarít meg.

Az andaluziai naperőmű

A GEMASOLAR tükrös naphőerőmű 195 hektáron 2600 tükör segítségével gyűjti a napenergiát. A tükrök mérete egyenként 120 m 2. Az erőmű teljesítménye 19,9 megawatt. Az erőmű napi 24 órát működik, mert a hőenergiát nagy koncentrációjú, kb 500 fokos sóolvadékban tárolják. Ez az erőmű 30 000 háztartás teljes energia ellátását biztosítja, és ezzel 30 000 tonna széndioxid kibocsátást takarít meg.

A Föld energia mérlege A naperőművekkel betelepíthető terület [1]: A Föld melegégövi sivatagainak területe: ~ 20 000 000 km2 = 2 * 10 13 m2 Ennek legfeljebb 1/10-e hasznosítható (sziklás területek, úthálózat, kiszolgáló épületek) A Föld felszínére merőlegesen sugárzó Napenergia teljesítménye éves átlagban [2]: ~1225 W/m2 Ennek legfeljebb 1/100-a hasznosítható (a Napnak éppen nem kitett vagy a Napra éppen nem merőleges területek, erőművi hatásfok) A hasznosítható napenergia teljesítménye tehát ~ 2,45 * 10 13 W Ha feltételezzük, hogy ez a nap 24 órájában megtermelhető, akkor a hasznosítható napenergia: ~ 2.1 * 10 18 Joule 2005-ben a világ villamos energia termelése az összes fosszilis, nukleáris és megújuló energiaforrásból [3] ~ 25 000 GWh = ~ 9 * 10 16 Joule

A naperőművekből gazdaságosan kinyerhető energia tehát a Föld jelenlegi villamos energia termelésének mintegy 23-szorosa [1] Szenzációs szerelők: Tükrös Naperőmű, National Geographic TV, 2010 [2] Horváth Eszter-Kristóf Andrea-Szép Hajnalka-Vági Krisztina: Zonális melegövi sivatagok [3] Varga Zoltán Balázs: A megújuló energia források, PhD értekezés, 2008. [4] VIKIPÉDIA: A Napállandó [5] Gács Iván: Naphőerőművek, Magyar Energetika, XIX. Évfolyam, 4. szám, 8-12. old. 2012. szept.

Több évtizedes, fantasztikusnak tűnő energiatermelési tervet készül megvalósítani a NASA [5]. Az elképzelés szerint egyenként mozgatható, kisméretű, vékonyfilmes tükrökkel felszerelt műholdat építenének, amely napelemeivel elektromos árammá alakítaná a fényt, majd az így megtermelt 10, de akár 1000 megawatt energiát mikrohullámok segítségével továbbítanák a földi vevőállomásra

V É G E

A A

A

A