Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Varga Pál Naplopó Kft. 1138 Budapest, Jakab József u. 17. Tel.: 237-0433

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Varga Pál Naplopó Kft. 1138 Budapest, Jakab József u. 17. Tel.: 237-0433"— Előadás másolata:

1 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Varga Pál Naplopó Kft Budapest, Jakab József u. 17. Tel.: WEB: A napenergia aktív hasznosítása napkollektorokkal

2 A hagyományos energiahordozók hátrányai: Környezetszennyezés Energiahordozó készletek kimerülése Nem áll mindig rendelkezésre energiaforrás Költséges A Napenergia előnyei: Kimeríthetetlen, megújuló energiaforrás Felhasználása nem jár környezetszennyezéssel Szinte mindenhol rendelkezésre áll Ingyenes Miért hasznosítsuk a Nap energiáját?

3 EU előírások és elvárások 1997, Európai Parlament, Zöld Könyv: 2010-re a teljes energiafelhasználás 12%-át megújuló energiákból kell fedezni 2001, Európai Parlament, Irányelv: (2001/77/EK) 2010-re a teljes villamosenergia 22,1%-át megújuló energiákból kell fedezni (Pl. Ausztria: 78,1%, Svédország: 60%, Spanyolország: 29,4%) EU elvárások Magyarország felé: 2010-re a teljes energiafelhasználáson belül a megújuló energiák részarányát 3,6%-ról 7,2%-ra kell növelni 2010-re a villamosenergia termelésen belül a megújuló energiák részarányát 0,9%-ról 3,6%-ra kell növelni (az eredetileg tervezett 11,5% helyett)

4 Megújuló energiák Magyarországon Az EU tagországok vállalásai a megújulóból termelt villamos energia részarányára

5 A napenergia felhasználásának lehetőségei Aktív hasznosítás: Fotovilamos áramtermelés Napkollektoros hőtermelés Használati-melegvíz készítés Medence fűtés Épületfűtés Egyéb technológiai melegvíz

6 A napsugárzás mennyiségi jellemzői Mekkora mennyiségű napsugárzás érkezik Magyarország területére egy év alatt? 1.Körülbelül annyi, ami fedezni tudná Budapest teljes évi energiaszükségletét. 2.Körülbelül annyi, ami fedezni tudná Magyarország teljes évi energiaszükségletét. 3.Több mint 350-szer annyi, mint Magyarország teljes évi energiaszükséglete.

7 A napsugárzás mennyiségi jellemzői A napsugárzás spektrális megoszlása A Föld keringése a Nap körül A Nap (fotoszféra) hőmérséklete: 6000 K Sugárzási teljesítménye: 4 x kW Földfelszínre érkező sugárzás: 173 x kW

8 A napsugárzás mennyiségi jellemzői NAPÁLLANDÓ: 1,352 kW/m 2 A napsugárzás értéke a föld légkörének külső határán Jellemző napsugárzás értékek a Föld felszínén A közvetlen és a szórt sugárzás aránya Magyarországon

9 A napsugárzás mennyiségi jellemzői Vízszintes felületre érkező globális napsugárzás Magyarországon Déli tájolású, 45°-os dőlésű felületre érkező, és ebből napkollektorokkal hasznosítható napsugárzás havi megoszlása Magyarországon

10 A napsugárzás mennyiségi jellemzői A Nap helyzetének jellemzése: Napmagasság Azimut

11 A Nappálya A napsugárzás mennyiségi jellemzői

12 Nappálya diagram

13 A napsugárzás mennyiségi jellemzői 2004 évi napsugárzási adatok napi bontásban 2004 évi napsugárzási adatok 30 napos átlagértékkel Éves napsugárzás: 1337 kWh/m 2

14 A napsugárzás mennyiségi jellemzői Derült nap Május 26. Változékony nap Május 07. Borult nap Január évi napsugárzási adatok napi bontásban

15 A napsugárzás mennyiségi jellemzői Vízszintes felületre érkező éves globális napsugárzási adatok Napsugárzás éves változása

16 A napsugárzás mennyiségi jellemzői Déli tájolású és 45°-os dőlésszögű felületre érkező globális napsugárzás derült idő esetén Téli és nyári napsugárzás összehasonlítása

17 A napsugárzás mennyiségi jellemzői Az érkező napsugárzás mennyisége az elnyelőfelület dőlésszöge és tájolása függvényében

18 A napkollektoros rendszerek általános felépítése Napkollektorok Csővezeték rendszer Szoláris szerelési egység Szabályozó Tároló Tágulási tartály

19 Napkollektorok A napkollektor feladata: elnyelje a napsugárzást, az elnyelt napsugárzást hőenergiává alakítsa, a keletkezett hőenergiát átadja egy hőhordozó közegnek.

20 Napkollektorok Napkollektorok általános felépítése, főbb részei

21 Napkollektorok A jó napkollektorok titka: szelektív bevonat A szelektív bevonat a hullámhossz függvényében engedi át, vagy veri vissza az elektromágneses sugárzást. A Nap rövid hullámhosszú sugárzását átengedi, azaz elnyeli Az abszorber lemez hosszú hullámhosszú sugárzását visszaveri, azaz nem engedi át Nikkelpigmentes alumínium-oxid

22 Napkollektorok Napkollektorok hatásfoka A kollektor felületére érkező napsugárzás hőmennyisége Hatásfok = A kollektorból a hőhordozó közeggel elvezetett hőmennyiség A hatásfok képlete:  =  0 - a 1.X - a 2. Q Nap. X 2 Ahol:  0 [-], [%] az optikai hatásfok (hatásfok X=0 esetén), a 1 [W/(m 2 ·K)]az elsőfokú tag együtthatója, a 2 [W/(m 2 ·K 2 )]a másodfokú tag együtthatója, X = (T koll -T lev ) / Q Nap [K/(W/m 2 )]a hatásfok paramétere T koll = (T koll, be +T koll, ki )/2 [°C]a kollektor közepes hőmérséklete, T koll, be [°C]a kollektorba belépő közeghőmérséklet, T koll, ki [°C]a kollektorból kilépő közeghőmérséklet, Q Nap [W/m 2 ]a napsugárzás teljesítménye Egy napkollektor hatásfoka  0, a 1 és a 2 megadásával definiálható.

23 Napkollektorok Napkollektorok hatásfokának ábrázolása Szabványos ábrázolási mód az X-érték függvényében X = (T koll -T lev ) / Q Nap Egyszerűsített ábrázolási mód a kollektor és a környezeti levegő hőmérséklet-különbségének függvényében

24 Napkollektorok Napkollektorok energiamérlege Kollektorok energia átalakítási viszonyai átlagos napsugárzás esetén

25 Napkollektorok Napkollektorok jellemző felületei Vákuumcsöves kollektorSíkkollektor Teljes, bruttó felület:A kollektor szerkezet teljes befoglaló mérete Szabad, besugárzott üvegfelület:Az üvegfelület nagysága, ahol a napsugárzás bejut az abszorber lemez felületére Abszorber felület:A kollektor elnyelőlemezének besugárzott felülete

26 Napkollektorok A napkollektorok főbb típusai: Lefedés nélküli kollektorok (szolárszőnyegek) Nem szelektív síkkollektorok Szelektív síkkollektorok Vákuumos síkkollektorok Vákuumcsöves kollektorok

27 Napkollektorok Lefedés nélküli kollektorok Elsősorban medencék fűtésére

28 Napkollektorok Síkkollektorok Nem szelektív síkkollektorok Szelektív síkkollektorok Vákuumos síkkollektorok Vákuumos síkkollektor Szelektív síkkollektor Síkkollektorok általános felépítése

29 Napkollektorok A síkkollektorok belső csövezése

30 Napkollektorok Vákuumcsöves napkollektorok A vákuum előnye, hogy kiküszöböli a kollektor házon belül a konvektív hőátadást. Ennek elsősorban akkor van nagyobb jelentősége, ha a hőmérséklet különbség a kollektor és a környezeti levegő között nagy, tehát pl. télen, fűtésrásegítés esetén, vagy akkor, ha a kollektoroknak magas hőmérsékletű közeget kell fűteni. Vákuumcső típusok

31 Napkollektorok Vákuumcsöves napkollektorok Vákuumcső kollektorok belső csövezése

32 Napkollektorok Vákuumcsöves napkollektorok Hőcsöves napkollektor (Heat pipe)

33 Napkollektorok Vákuumcsöves napkollektorok Schott vákuumcső CPC reflektor

34 Napkollektorok Napkollektor típusok összehasonlítása

35 Napkollektorok Vákuumcsöves napkollektorok kollektorok Szelektív síkkollektorok

36 Napkollektorok Vákuumcsöves napkollektor Hatásfok: C 0 = 0,81 C 1 = 1,8 C 2 = 0,004 Szelektív síkkollektor Hatásfok: C 0 = 0,80 C 1 = 3,8 C 2 = 0,008

37 Napkollektorok Napkollektorok tartószerkezetei Szivattyús szerelési egységek Tágulási tartályok Melegvíz-, és puffertárolók Szabályozók Hőcserélők Motoros váltószelepek Légtelenítők Fagyálló folyadék Csővezeték Hőszigetelés A napkollektoros rendszerek részei

38 Napkollektorok tetőre szerelése Szerelőkeret napkollektorok ferdetetőre szereléséhez

39 Napkollektorok tetőre szerelése Tetőbe integrált beépítés A napkollektorok helyettesítik a tetőhéjalást.

40 Szerelőkeret napkollektorok lapostetőre szereléséhez Napkollektorok tetőre szerelése

41 Szoláris szerelési egységek

42 Tágulási tartály Tágulási tartály feladata: Biztosítani a hőhordozó közeg térfogatváltozását úgy, hogy a rendszer nyomása csak kis mértékben változzon. Kollektorfelület m 2 Tágulási tartály liter liter liter liter liter Közelítő méretek: Nyomás- és térfogatviszonyok a tágulási tartályban Méretezés: Meghatározni a rendszer nyomásviszonyait Kiszámolni a teljes rendszer térfogatát Megállapítani a tágulási térfogatot Kiszámolni a tágulási tartály méretét V tart =  V / [0,9·[(p max –p hideg )/p max ]]  V = V rendszer ·  V rel A forrás lehetőségét is figyelembevéve:  V = V rendszer ·  V rel + V koll A nyomás értékeket abszolút nyomásban kell behelyettesíteni! Relatív térfogatváltozás

43 Melegvíz- és puffertárolók

44 Tárolók Tárolók hőveszteségének csökkentése

45 Tárolók Tárolók optimális méretének meghatározása Belső hőcserélők felülete: simacsöves hőcserélő: ~0,2 m 2 / kollektor m 2 bordáscsöves hőcserélő: ~0,3-0,4 m 2 / kollektor m 2

46 Külső hőcserélők Külső hőcserélők alkalmazása

47 Külső hőcserélők Lemezes hőcserélők felépítése Hőmérséklet viszonyok a hőcserélőben

48 Külső hőcserélők Melyik rendszer teljesítménye a nagyobb? 7040 W 44% W 67%


Letölteni ppt "Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Varga Pál Naplopó Kft. 1138 Budapest, Jakab József u. 17. Tel.: 237-0433"

Hasonló előadás


Google Hirdetések