A napenergia családi házakban történő felhasználási lehetőségeinek áttekintése Szabó Zsuzsanna V. földrajz környezettan szak
Szakdolgozat témakörei 1. Nap, napsugárzás, napenergia Nap felépítése napsugárzás, napenergia kialakulása 2. Napenergia hasznosítás technikai lehetőségei aktív, passzív hasznosítás berendezések felépítése 3. Esettanulmány: saját napkollektoros rendszer mérései, tapasztalatai 4. Szakmódszertan: napenergia tanításának lehetősége középiskolában tanórán tanórán kívüli tevékenység: erdei iskola keretén belül
Napsugárzás Magyarországon Globál sugárzás Mo n Napfénytartam (óra) Január Április
Napenergia felhasználás módjai AKTÍV: erre a célra épített berendezés segítségével a napenergiát hő vagy villamos energiává alakítjuk át Napkollektor Napelem Napkemence Naptűzhely PASSZÍV: berendezés nélküli hasznosítás, építészeti megoldásokkal szolár építészet
Szolár építészet Cél: fűtés segítése az energiahiányos időszakokban (tavasz, ősz, tél), ill. nyáron az épület hűtése Megfelelő szigetelőanyag Tájolás Szerkezet Épület energiamérlege: Transzmissziós hőveszteség + szellőztetési hőveszteség + szoláris hőnyereség + belső hőnyereség + fűtő/hűtő rendszerek teljesítménye = Fűtés: csökkentsük a hőveszteséget HŐSZIGETELÉS NAPTÉR: Hűtés: légcsere szám növeléssel, árnyékvetőkkel
Aktív napenergia hasznosítás A napkollektor A napenergiát hőenergiává alakítja át (termikus hasznosítás eszköze) Családi házak melegvíz előállítása, épület fűtése, hűtése, medence fűtése és ezek kombinációja oldható meg vele Napkollektor részei: 1. Üvegfedés 2. Abszorber 3. Csővezeték 4. Hőszigetelés 5. Kollektorház
Napkollektorok típusai 1. Fedetlen, hőszigetelés nélküli: nélküli: pl. feketére festett hordó kerti zuhanyként 2. Szelektív napkollektor: abszorbere szelektív bevonattal van ellátva 3. Vákuumcsöves síkkollektor 4. Vákuumos síkkollektor 5. Nem szelektív napkollektor
Napkollektorok beépítése
Esettanulmány: 4 fős családi ház melegvíz előállításának kisegítése napkollektoros rendszerrel Napkollektor: szelektív kollektor (2 x 1,8 m 2 ) Tájolása: délkeleti (épület tájolása miatt) Dőlésszöge: kb. 4 2 tároló tartály TKO: kollektor szabad felületi T e TKV: kollektorból jövő melegág T e TKR: kollektorba menő hidegág T e TBU: földszinti tároló vízhőmérséklete TPU: emeleti tároló vízhőmérséklete
TKO: kollektor felületi hőm. Mért adatok január 2. hetében TKV: kollektorból jövő melegág TKR: kollektorba menő hidegág Dátum TKO TKV TKR Fsz. Tároló Em. Tároló Pill. Telj kw Hő Menny kwh Napi termelt Hő kwh Átl. Sziv. telj 1.1 14,2 12 3 17 13 713 1.11 7,4 12,8 3,2 19 15 713 1.12 7,2 1,8 1 12 15 713 1.13 8 11 1 17 15 713 1.14 4 3 2 26 25,5 718 5 82 1.15 41,8 33 23 27 28,7 722 4 96 1.16 41,7 34 24 28 23,2,5 726 4 8
TKO: kollektor felületi hőm. Mért adatok április 3. hetében TKV: kollektorból jövő melegág TKR: kollektorba menő hidegág Dátum TKO TKV TKR Fsz. Tároló Em. Tároló Pill. Telj kw Hő Menny kwh Napi termelt Hő kwh Átl. Sziv. telj 4.11 27,6 25 15 18 16,3 151 75 4.12 26,3 27 17 45 16,1 153 2 16 4.13 49 45 36 39,8 39,8,9 158 5 1 4.15 48 36,2 25 45,1 2,1,5 163 5 99 4.16 46 34,1 23 44,2 28,1,4 17 7 98 4.17 44 32,4 21 4,2 27,3 176 6 95 4.18 42,6 28,2 17 38,4 29,3,5 183 7 15
Összes működés Dátum Összes óra Megtermelt energia Megtakarítá s Ha egész évben így működne: 25.1.1 1.16 25.4.11 4.17 17 óra 42 óra 13 kwh 32 kwh 416 Ft 142 Ft 3 Ft 53 Ft Előnyök Kisegít Családi költséget csökkenti Áremelés nem érinti Korlátlanul rendelkezésre áll CO 2 kibocsátást csökkenti környezettudatos Hátrányok Magas beruházási költség Állami támogatás MEGSZŰNT! Hosszú megtérülési idő Ingadozó teljesítmény
Megtérülési idő A beruházás költsége: 583 125 Ft volt A kollektor átlagos teljesítményét figyelembe véve a következő megtakarítások alakulnak ki: áprilistól novemberig: 51 136 Ft megtakarítás novembertől januárig: 7 1 Ft megtakarítás március és október: 1 656 Ft megtakarítás ÖSSZESEN: 68 892 Ft A megtérülés ideje: kb. 8,5 év (beruházás költség/éves megtakarítás)
Szakmódszertan: A napenergia tanításának lehetőségei középiskolában Környezeti nevelés és a környezeti nevelők Tanórai tevékenység és a napenergia: évfolyamonkénti tanítási lehetőségek Tanórán kívüli tevékenység: az erdei iskola Erdei iskola 1 napos Napenergia programja: Munkafüzet: 1. rész: diákoknak feladatlapok: kísérletek, szövegértelmezés, megfigyelés, számítási feladatok, gondolkodtató kérdések 2. rész: tanári háttéranyag, feladatok megoldása
Összefoglalás Napenergia hasznosítás fontossága: környezettudatosság megvalósul környezetkímélő megoldás egyéni takarékosság CO 2 kibocsátást csökkentjük FENNTARTHATÓ FEJLŐDÉS