CO2 kibocsátás csökkentésének lehetőségei az energetikában Naperőművek Buzea Klaudia Energia-Történelem-Társadalom 2015. November 26.

Hogyan lehet csökkenteni a CO2- kibocsátásT? Energiaigények csökkentése Energiatermelési technológiák változtatása, fejlesztése Hatásfok javítás Fogyasztás Elosztás Termelés Üzemanyag váltás Alacsonyabb C/H arány Atomenergia Megújuló energia CCUS U hasznosítás S eltárolás IPCC, 2014: Climate Change 2014: Synthesis Report

Néhány érdekesség

Néhány érdekesség

Néhány érdekesség

Néhány érdekesség

Néhány érdekesség - VÍzenergia Három-szurdok-gát: beépített kapacitás 21 000 MW, tervezett éves energiatermelés 84,7 TWh

Néhány érdekesség - Szélenergia

Néhány érdekesség - Biomassza

Néhány érdekesség - Geotermia

Napenergia-hasznosítás 173 000 TW Napállandó: a Nap sugárzásának teljesítménysűrűsége a sugárzás irányára merőleges felületen, értéke körülbelül 1360 W/m2 Passzív napenergia-hasznosítás Aktív napenergia-hasznosítás: Hőtermelés Villamosenergia-termelés

Hőtermelés Napkollektorokkal Feladat: napsugárzás elnyelése és hő átadása a közvetítő közegnek Síkkollektor: Vákuumcsöves kollektor:

Hőtermelés Napkollektorokkal

Hőtermelés Napkollektorokkal

Villamosenergia-termelés Napelemekkel SolarPark Meuro (Németország) 166 MW Villamosenergia-termelés Napelemekkel Charanka Solar Park (India) 600 MW, 23 erőmű, legnagyobb 51 MW Működési elv: félvezető dióda n-típusú és p-típusú félvezető rétegek összeépítésével készül becsapódó foton egy elektron-lyuk párt hoz létre az elektronok az n-típusú, a lyukak pedig a p-típusú tartomány felé mozognak és az elektronok a külső áramkörön keresztül jutnak vissza a p tartományba, az alsó fémérintkezőn keresztül Direkt és szórt sugárzást is hasznosítják Szigetüzem vagy hálózatra kapcsolt

Villamosenergia-termelés Napelemekkel http://www.pveducation.org/pvcdrom/appendices/solar-cell-efficiency-results2 Modulok típusai: abszorpciós spektrum Monokristályos (14-17%): szilícium egy henger alakú tömbben dermed meg ebből vágják le a cellákat Polikristályos (13-15%) cellákat négyzet alapú tömbökbe öntik, szilícium több kristályban dermed meg Vékonyfilm (5-7%) félvezető réteget üveglapra, hordozó felületre csapatják le

Villamosenergia-termelés Napelemekkel

Naptó (Solar Pond) Működési elv: Rétegek: a felmelegedő víz felszínre áramlását és hőátadását a környezetnek megakadályozzák az alsó rétegben oldott só segítségével Rétegek: UPZ (Upper Convective Zone): a felső réteg érintkezik a környezettel, hőmérséklete megegyezik a levegő hőmérsékletével, NCZ (Non-Convective Zone): az elválasztó zóna, ebben a zónában a só koncentrációja a mélység arányában csökken, a réteg világos, LCZ (Lower Convective Zone): az alsó réteg, só koncentrációja magas és a középső réteg által áteresztett fényt elnyeli, hővé alakítja és eltárolja.

Izrael (Beit HaArava): 21 000 m2, 5 MWe (1988-ig) Naptó Izrael (Beit HaArava): 21 000 m2, 5 MWe (1988-ig) India (Bhuj): 6 000 m2, 4000 tonna só Texas (El-Paso): 3 000 m2, 70 kW Hatásfok: 0,9 %

Napkémény (Solar Chimney, Solar Updraft tower) Működési elv: egy hatalmas üvegházban a napsugárzás hatására felmelegített levegőt egy kéményen keresztül vezetik ki a kürtőhatásból adódó nyomáskülönbséget szélturbinával hasznosítják Hőtárolás: Csőrendszerek, tartályok Maga a levegő

Spanyolország (Manzares) Napkémény Spanyolország (Manzares) 1-5% hatásfokhoz (200 MWe): 1000-1500 m magas torony 100-200 m sugarú üvegház

Villamosenergia-termelés naphőerőművekkel

Villamosenergia-termelés naphőerőművekkel Napenergia → hőenergia → villamos energia Csak a direkt napsugárzás hasznosítása Koncentráló alrendszer: Parabolavályú Fresnel-tükör Naptányér Naptorony Hőtároló alrendszer: Hőtároló közeg: vízgőz/ sóolvadék És/vagy póttüzelés → kihasználási óraszám növelése Hőhasznosító körfolyamat: Rankine/ORC/Stirling-motor/Joule-Brayton

Parabolavályú Működési elv: a beérkező párhuzamos napsugarakat a parabola keresztmetszetű tükrök egy fókuszvonalra koncentrálják ebben a fókuszvonalban helyezkedik el egy cső a felfűtendő hőhordozó közeggel észak-dél irányú tengelye mentén motorok segítségével keletről nyugat felé fokozatosan fordítják el

Solar Energy Generating System (Segs) USA (Mojave sivatag) -> első naphőerőmű 9 mező, 354 MWe a SEGS III-VII mezők Kramer Junction közelében épültek, összesen 150 MWe teljesítménnyel a SEGS VIII-IX mezők a Harper Lake közelében épültek, összesen 160 MWe teljesítménnyel a SEGS I-II mezők Daggett város közelében épültek, összesen 44 MWe teljesítménnyel 936 384 darab tükör, 6,5 km2 évente nagyjából 3000 tükör kerül kicserélésre tükör reflexivitás 94 % (hagyományos tükör 70%) 1850 h/év kihasználási óraszám kiegészítő földgáztüzelésű kazán

Fresnel-kollektor Működési elv: fókuszálást több, vékony síktükörrel valósítják meg

Dhursar (India, Rajasthan) Legnagyobbak Dhursar (India, Rajasthan) legnagyobb Fresnel-kollektor 2014-ben épült meg 2x 125 Mwe 340 hektár PE 1 & 2 (Spanyolország) Puerto Errado 1 & 2 Európa legnagyobbja 11,5 MWth illetve 150 MWth 11,4 MWe illetve 30 MWe 21 568 m2 illetve 302 000 m2

naptorony Működési elv: síktükröket (heliosztát) helyeznek el egy hőgyűjtő torony körül önálló mozgató mechanizmussal felszerelt síktükör, mely a nap mozgását úgy követi, hogy a sugárzást a torony hőgyűjtő felületére irányítja

Ivanpah (USA, Mojave sivatag) Legnagyobbak Ivanpah (USA, Mojave sivatag) 2013 szeptember óta üzemel 377 MWe, 1416 hektár három 140 m magas torony 2700 h/év kihasználási óraszám kiegészítő földgáz tüzelés Gemasolar (Spanyolország) 2011 óta 19,9 MWe, 150 hektár egy 147 m magas torony 15 óra hőtárolás

Legnagyobb: Tooele Army Depot (USA), 1,5 MWe naptányér Működési elv: a tükröket egy parabolakonzolon helyezik el (műholdvevőre hasonlító konstrukció) ennek fókuszpontjában van a hőgyűjtő a hőhordozó közeggel Striling-motort hajt Legnagyobb: Tooele Army Depot (USA), 1,5 MWe

Napelem és Naphőerőmű különbsége

Napelem és Naphőerőmű különbsége

Desertec koncepció Spanyolország, Olaszország, Franciaország, Németország DESERTEC koncepció: Európa összekötése Észak-Afrika és a Közel-Kelet (MENA) sivatagos régióval, diverzifikált import Európának és felvevő piac a MENA régiónak, hozzájárul naphőerőművek versenyképessé tételéhez, a nagyfeszültségű egyenáramú hálózatok fejlesztése (HVDC), metán- és hidrogéntermelés, tengervíz sótalanítás

Desertec koncepció EUMENA régió koncepciója: 91% megújuló alapú és 9% földgázalapú villamosenergia-termelés 48% onshore szélenergia, 5% offshore szélenergia, 16% CSP napenergia és 9% PV napenergia összekapcsolt rendszer: hét dél-észak irányú és egy dél-kelet irányú nagyfeszültségű egyenáramú (HVDC) vezeték (évi 1100 TWh villamos energia folyna keresztül) a régió villamosenergia-igényének 33%-át adja a MENA, fő exportőr a Magreb régió három kategória: szupertermelők (Norvégia, Magreb), importőrök (Németország, Olaszország, Franciaország, Törökország) kiegyenlített termelő-fogyasztó országok (Egyiptom, Szaúd-Arábia, Szíria, Spanyolország, Egyesült Királyság, Dánia).

http://www.ivanpahsolar.com/virtualtour/ Köszönöm a figyelmet!