Organikus napelem és koncentrált napenergia hasznosítás a "Környezettudatos energiahatékony Épület" TAMOP projekt keretében. Dr. Csóka Levente Dr. Németh.

Az előadások a következő témára: "Organikus napelem és koncentrált napenergia hasznosítás a "Környezettudatos energiahatékony Épület" TAMOP projekt keretében. Dr. Csóka Levente Dr. Németh."— Előadás másolata:

1 Organikus napelem és koncentrált napenergia hasznosítás a "Környezettudatos energiahatékony Épület" TAMOP projekt keretében. Dr. Csóka Levente Dr. Németh Gábor Nyugat-magyarországi Egyetem Faipari Mérnöki Kar

2 Bevezetés -Napenergia jelentősége: a Föld felszínét ért sugárzás 1 óra fedezné a teljes energia szükségletünket 1 éven keresztül - Több fajta hasznosítás: meleg víz, áram, passzív melegítés- hűtés, fény -Energia függetlenedés: >1%-át használjuk ki napjainkban -Tudatos energia felhasználás, fogyasztás csökkentés -Napenergia hasznosítás: forró víz – gőz előállítás – turbina sóoldat melegítés – hőcserélő foto voltaikus rendszerek

3 Hazánk helyzete Source: http://en.wikipedia.org/wiki/File:SolarGIS-Solar-map-Europe-en.png

4 Napenergia http://is.njit.edu/competition/2009/Cat2_2_Winner_Group142/about.html

5 Napelem fejlesztés A fény spektruma

6 Napelem fejlesztés - Egykristályos szilicium napelemek hatásfoka 14% - Vékony filmes rendszerek 7-9% - A napelemek többségének közvetlen fényforrás kell, de terveznek már szórt fényre is - Éjszaka nincs fény – energiatárolási probléma! - Felhők zavarhatják a napsugárzást - Megoldás: akkumlátorok, elemek, hibrid eszközök, és hidrogén - Egyenárammal tudunk vizet bontani elektrolízis útján (hidrogén és oxigén) http://adrianbowyer.blogspot.hu/2010_11_01_archive.html

7 Organikus napelem fejlesztés Jelenlegi hátrányok: alacsony hatásfok hőmérséklet függés napelem felületéről való visszaverődés 43% a foton energiája a kristályok melegítésére használódik el

8 Organikus napelem fejlesztés Organikus napelemek: - megújuló alapanyagokból készül - fenntartható fejlődést biztosít - rossz hővezetési tulajdonság - hengeres rost felület növeli a fény szóródását - átlátszó hordozó - homogén nano félvezető adszorpció - relatív alacsony dielektromos tulajdonság - nano TiO2 hidrolízis a rostok felületén - nano TiO2 porozítás kontrolálása karboxil és hidroxil csoportokkal

9 Fókuszáló napkollektor De miért kell/jó fókuszálni a napsugarakat? A hagyományos napkollektorokhoz képest nagyobb hőmérséklet – és természetesen nagyobb hatásfok érhető el - érhető el a hőhordozó/hőközlő közeg esetében Cél: Olyan helyeken használható berendezést készítsünk amit ott is lehet használni, ahol a 70-80 °C-os hőmérséklet - mint pl.: faipari szárítás – szükséges

10 Fókuszáló napkollektor A prototípus kutatási, tervezési és gyártási lépései: 1.Irodalmi feldolgozás a napenergiával kapcsolatosan 2.Alapelképzelések definiálása, vázlat készítés 3.Tervezés, kiegészítő vizsgálatok elvégzése (pl: tükör reflexió vizsgálata) 4.Tervezés során felmerülő problémák alapján az alapkonstrukció újragondolása 5.Prototípus gyártás 6.Gyártás során felmerülő ésszerűsítések alapján a tervezett prototípus átalakítása 7.Tesztelés, mérések 8.Tesztelés során felmerülő tapasztalatok alapján a tervezett prototípus minimális átalakítása

11 Fókuszáló napkollektor Tervezési szempontok Alacsony bekerülési költség Helyszíni szerelhetőség Állékonyság Stabilitás Időjárásálló felületkezelés Megfelelő mozgatási Lehetőségek Funkcionális szempontok Horizontális mozgatás Vertikális mozgatás Fókuszálás

12 A konstrukció fő egységei: 1.Tartószerkezet 2.Horizontális és vertikális mozgató egység 3.Tükör egység: Biztonsági üvegből készült (nagy reflexió miatt), ragasztott kivitelben 4.Vezérlés PLC-vel (napra állás; mozgatóberemdezések vezérlése) 5.Hőcserélő és kiegészítő elemei 6.Hő- és villamos mennyiség mérő a rendszer hatásfokának feltérképezése, a paraméterek pontosításának megkönnyítése érdekében Fókuszáló napkollektor

13 A konstrukció…

14 Fókuszáló napkollektor Reflexióvizsgálatok (kitettségi és felületkezelési vizsgálatokkal kombinálva) TükörTükörfólia Alumínium (négyféle anyagösszetétel) A fentiek felületkezelt változatai

15 Fókuszáló napkollektor Jövőbeni elképzelések (a tesztelés jelenleg történik ) Tartószerkezet Forgástengely és a súlyvonal közelítése Fókuszálás A tükörfelfogó gömbcsuklók állítási tartományának növelése Áramellátás Napelemes működtetés „Nap követése” Előre definiált pálya ↔ folyamatos fotodiagnosztika Hatásfok megőrzése „Automata” öntisztító-rendszer a tükörfelületek esetén

16 Köszönjük a megtisztelő figyelmet! Jelen előadásban bemutatott kutatás,tanulmány a Környezettudatos energia hatékony épület című TÁMOP-4.2.2.A–11/1/KONV-2012-0068 számú projekt keretében, az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg.