Energiahasznosítás lehetőségei koncentráló kollektorokkal Délkelet-Magyarországon Dr Fodor Dezső PhD főiskolai docens Szegedi Tudományegyetem Mezőgazdasági Kar- Mérnöki Kar 2010 szept. 23-24
A napenergia termikus hasznosításának fő területei Használati melegvíz előállítás Épületfűtés Technológiai melegvíz előállítás Technológiai gőz termelés Terményszárítás Gyümölcsszárítás Növényházak fűtése Hűtés Klimatizálás Áramtermelés gőzturbinával Áramtermelés Stirling motorral Áramtermelés szélgenerátorral (napkémény)
Parabolavályús vákuumcsöves naperőmű
A világon hasznosítható napenergia értékek World solar insolation values ( kwh/m 2 nap)
Hasznosítható napenergia értékek Európában
Magyarország területére érkező éves energiamennyiség területi eloszlása E = 430 EJ/év
A napfénytartam éves eloszlása Magyarország területén Yearly sunny hours in Hungary
Magyarországon hasznosítható koncentrált napenergiával kapcsolatos mérések Parabola napkollektor D=1400 mm
január február március április május június július augusztus szeptember október november december A napenergia hasznosításra alkalmas napok aránya 2008. évben A napsütés napok megoszlása hónapok szerint 100,00% 80,00% 60,00% 40,00% 20,00% 0,00% 61,00% 73,00% 77,40% 61,00% 51,60% 53,30% 41,00% 19,35% 25,80% 36,00% 40,00% 19,35%
W/m2 A sugárzási teljesítménysűrűség jellemző értékei július hónapban Insolation values in July 2008.07.09 1200,00 1000,00 800,00 778 844 889 978 1000 1000 956 944 86733 600,00 400,00 200,00 0,00 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 t(h)
W/m2 A sugárzási teljesítménysűrűség jellemző értékei augusztus hónapban Insolation values in August 2008.08.11 1000,00 900,00 800,00 700,00 756 844 889 911 933 933 844 867 778 722 600,00 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 t(h)
W/m2 A sugárzási teljesítménysűrűség jellemző értékei október hónapban Insolation values in October 2008.10.12 900,00 800,00 700,00 733 756 833 800 778 778 600,00 500,00 400,00 400 578 500 300,00 200,00 100,00 0,00 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 t(h)
Parabola napkollektor mérési eredményei T [ C] Hőm érséklet növekedés 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 Mérés száma
Parabola napkollektor mérési eredményei I[kJ] Entalpianöv e ke dés 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1 2 3 4 5 Mérés száma
Parabola napkollektor mérési eredményei P[W] 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Hasznos teljesítm ény 1 2 3 4 5 Mérés száma
Parabola napkollektor mérési eredményei P/A [W /m2] Teljesítm énysűrűség 600 500 400 300 200 100 0 1 2 3 4 5 Mérés száma
Az energiahasznosítás hatásfoka 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 1 2 3 4 5
Mérések száma Parabola napkollektor mérési eredményei Teljesítmény gyakoriság 50 43 47 40 36 30 20 10 10 27 26 12 5 3 2 Adatsor2 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 P [W]
Következtetések A Föld különböző területein hasznosítható napenergia mennyiséget a földrajzi elhelyezkedés jelentősen befolyásolja. A napenergia hasznosítás potenciális területein az átlagos napi energiahozam 5 kwh/m 2,amely közel 2 MWh/m 2 év-értéknek felel meg. Magyarország területén a napi átlagos energiahozam 3,8 kwh/m 2 értéket jelent, amely elmarad a fenti kritériumtól. A nyári hónapok energiahozamának azonban 5,69 kwh/m 2, amely a fenti kritériumnak megfelel. A nyári időszakban tehát Magyarországon indokolt a napenergia hasznosítása, a rendelkezésre álló energiamennyiség lehetővé teszi az egész éves energiaigény fedezését megfelelő energiatárolási megoldások alkalmazásával.
A napenergia fototermikus hasznosítása viszonylag egyszerű eszközökkel, a fotovillamos átalakításnál jelentősen magasabb hatásfokkal megvalósítható. A mérési adatok alapján a kollektorral hasznosítható átlagos teljesítmény mintegy 360 Watt értéket ért el, melyből 240 W/ m2 hasznos teljesítménysűrűség adódik. A naponta hasznosítható energiamennyiség ezzel az értékkel átlagosan mintegy 4.3 kwh illetve mintegy 2,8 kwh/ m2 értékű.
Ezek az értékek az irodalomban található, síkkollektorokkal elérhető értékeknek felelnek meg. Az abszorber felület hőmérsékletének növekedésével az időegység alatt hasznosított energia és ezzel együtt a hatásfok csökkenése a hőveszteségek növekedése következtében a síkkollektorok megfelelő jellemzőihez hasonlóan jelentkezik.
Az elvégzett vizsgálatok alapján az a következtetés vonható le, hogy koncentráló kollektorral napkövetés esetén a síkkollektorokhoz hasonló energiahasznosítási jellemzők érhetők el, alkalmazásuk azokon a területeken előnyös, ahol viszonylag magas hőmérséklet illetve gőz felhasználás igénye jelentkezik.
Javaslatok A fejlesztések egyik fő célja: az energiatárolás nagy mennyiségben és gazdaságosan megvalósítható műszaki feltételrendszerének kidolgozása. Magyarország délkeleti részén elsősorban a termikus felhasználás területén fennálló lehetőségek jelenleginél nagyobb mértékű kiaknázása. A fejlesztések fő területei: azokon a területeken célszerű fejleszteni, ahol az energiaigény egybeesik a sugárzási energia nyári maximum értékével, mint a szoláris hűtés-klimatizálás, illetve a terményszárítás.
Megtisztelő figyelmüket köszönöm