Megújuló energiaforrások – Lehetőségek és problémák Plesz Balázs Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke

Mai energiafelhasználás Ma: 80 % fosszilis energiahordozók 7 % atomenergia 13 % megújuló energiaforrások 120,000 TWh összenergiaigény A megújuló energiaforrások egyre fogynak: konfliktusok Új energiaforrások szükségesek Környezet- szennyezés Adat: 2003 Összesen 120.000 TWh

Nem kerülhetjük el a megújuló energia használatát Amit el kell döntenünk: Hátradőlünk, és megvárjuk amíg elfogy az olaj, vagy használjunk megújuló energiaforrásokat, és a maradék olajat ott használjuk, ahol nehéz helyettesíteni? Kerüljük el a a függőséget és a konfliktusokat?

Megújuló energiaforrások Napenergia Szélenergia Biomassza Geotermikus energia Vízenergia Except the geothermal energy,all of these originatte from the sun. So none of them is really renewable, in sense of lasting forever, but the sun has survived more species than the mankind, so statistically it is probable, that it will survive s too, so if we feed ou renergy needs from that, what we get from the sun, we should be quite well supplied.

Szélenergia Nem okoz szennyezést Legmagasabb hatásfok: 59,3 % Napenergiánál alacsonyabb potenciál: a napból jövő energia 2,5% alakul át szélenergiává Időbeli fluktuációk A jelenlegi rotorok 40-50 százalékkal dolgoznak, összesen 30 % körüli hatásfok sikerül

Biomassza Éves biomasszatermelés: 800,000TWh Hatásfok ??? Kukorica: a fény 1.3 %-át alakítja át kémiai energiává Könnyű tárolni Nincs fluktuáció az energiatermelésben 2 kg/év/m2 erdő Ebben benne van az is, amit megeszünk…

Geotermia Napenergiánál kisebb potenciál 28,000 TWh évente Nincs fluktuáció Lehetséges szennyeződések a föld belsejéből Szennyezések pl. nehézfémek, rádioaktív anyagok, stb.

Vízenergia Legalacsonyabb potenciál: 10,000 TWh Nagy környezeti beavatkozásokat igényel Nincs fluktuáció Used: 2600 TWh, ez 4% ma, tehát max 16 %, ha feltételezzük, hogy 2060-ra megduplázódik a fogyasztás akkor max 8 %.

Napenergia Nincs szennyeződés Nem merül ki 1,100,000,000 TWH évente 5000-szer több, mint az emberiség energiaszükséglete Fluktuációk Költségek 10 % effectivity -> 0,2 % of the earth has to be covered by with solar cells or colectors (Offshore platforms, maybe combined with wind generators)

Előrejelzés year 2000 2020 2040 200 600 1000 1400 2100 geotermikus EJ/a egyébb megújulók fototermikus (csak hő) napenergia (PV és fototermikus energiatermelés) szélenergia biomassza (fejlett) biomassza (hagyományos) vízenergia atomenergia gáz szén olaj Forrás: German Advisory Council on Global Change, 2003, www.wbgu.de

A megújuló energiaforrásokat nem versenyeztethetjük egymással Az egymást kiegészítő tulajdonságaikat kell kombinálni Csökkenteni kell az energiafelhasználást

A jövő energiaellátásának kihívásai Energia tárolás Költségek Alternatív üzemanyagok

Energia tárolás Napi és éves változások az energiatermelésben Rövid és hosszú távú energiatárolás is szükséges

Alternatív üzemanyagok Fosszilis üzemanyagok: magas energiasűrűség Nap: 1 kW/m2 nem elég Energiát koncentrálni kell Lehetőségek: Biomassza Hidrogén, Metán Járműnél nem lehet nagy területről gyüjteni az energiát Koncentrálni kell az energiát

Napenergia hasznosítás Napelemek: Fényelektromos hatás Elektromos energia Hatásfok: 10-20% Napkollektorok: Hőelnyelődés Hőenergia Hatásfok: 50-60% Thermal to electricity: 40 % Kombinált rendszer

Napelemes rendszerek Szigetüzemű vagy hálózatra kapcsolt? - megbízhatóság - A hálózat feladatának újraértékelése - Egy erőmű minden felhasználónak? Forgatott vagy fixen rögzített ? - Több energia forgatással - drágább - árnyékolás - karbantartásigény magasabb Grid connected: selling energy, strict regulations, no fluctuations Stand alone: no regulations from the energy providers and the network, fluctuations Shoud every house has his own solar plant?

Napelem fejlesztési irányok Magas hatásfokú, kis felületű cellák koncentrátorral Nagy felületű, olcsó cellák? ?

Napelemek költségei 1000 Ft/Wp beruházási ár Napelemekből származó villamos energia ára 3-4-szer magasabb, mint a hagyományosan előállított elektromos energiáé Költségcsökkentés: olcsóbb technológiák vagy anyagok kevesebb anyag Fabrication costs: 2 Euro/Wp

Mit hoz a jövő? A megújuló energiaforrásokra, és a napenergiára szükség van, ezt el kell fogadtatni a köztudatban is Körülményekre specializált rendszerek tervezése Különböző rendszerek kombinálása, nincs nyertes technológia Fejleszteni, fejleszteni és fejleszteni Egy új elmélet nem úgy terjed, hogy az ellenzőit meggyőzik, hanem úgy, hogy az ellenzőik kihalnak. Max Planck Planck idézetét betenni This can be done only by teaching, and removing the clods of mistery around the topic Very important to spread the knowlwdge about renewable energies ad their necessitiy. (How many people know how a solar cell works?) show not only the existing technology, but also the technology of tomorrow and what is possible Specialázició: nem csak egy fajta belső égésű motor van

Köszönöm a figyelmet!