Napenergia hasznosítás. A Nap A föld energiájának 99.98 % of a napból származik Az ár/apály 1/3-át a nap tömegvonzása okozza Távolság: 150 millió kilométer.

Az előadások a következő témára: "Napenergia hasznosítás. A Nap A föld energiájának 99.98 % of a napból származik Az ár/apály 1/3-át a nap tömegvonzása okozza Távolság: 150 millió kilométer."— Előadás másolata:

1 Napenergia hasznosítás

2 A Nap A föld energiájának 99.98 % of a napból származik Az ár/apály 1/3-át a nap tömegvonzása okozza Távolság: 150 millió kilométer

3 A nap Tömeg a naprendszer tömegének 99,9 % teszi ki (1,989 x 10 30 kg) Maghőmérséklet: 14,8 millió K Felületi hőmérséklet: 5.800 K 73,5 % Hidrogén, 25 % Hélium Gravitáció 27-szerese a földinek Kb. 4,5 milliárd éve keletkezett

4 A nap energiatermelése Főként proton-proton reakció 564 millió t Hidrogén fúzióval alakul át 560 millió t Héliummá Teljesítmény: 3,7 x 10 26 W E=mc 2

5 A nap szerkezete Szerkezet –Mag –Sugárzási zóna –Konvekciós zóna –Fotószféra –Kromoszféra –Korona

6 Életciklus 4,6 milliárd éve: gravitational collaps Ma: fősorozatbeli fejlődés (Kb. a 10 milliárd évnyi H -> He fúzió felénél tart) 900 millió év múlva: föld hőmérséklete > 30°C 1,9 milliárd év múlva: föld hőmérséklete > 100°C 7 milliárd év múlva: vörös óriás, a Vénusz és a Merkúr megsemmisül, a föld felszíne megolvad He -> C fúzió beindul (kb. 130 millió év) Fehér törpe (az eredeti tömegének 50 %)

7 Napenergia spektruma Napállandó (AM 0): 1354 W/m 2 AM 1: 1040 W/m 2 AM 1,5: 970 W/m 2

8

9 Napenergia eloszlása

10 Napenergia hasznosítás Fototermikus: Hőelnyelés Hőenergia Hatásfok: 50-60% Fotovoltaikus: Fényelektromos hatás Elektromos energia Hatásfok: 10-20% Kombinált rendszerek

11 Napenergia termikus hasznosítása Aktív: - Fűtés - Hűtés - Elektromos energia Passzív: - Fűtés - Hűtés - Szellőztetés - Hőtároló tömeg

12 Passzív alkalmazások Passzív alkalmazás: A hőgradiensek természetes konvekcióját használjuk ki; míg az aktív megoldásoknál mesterséges keringtetést alakítunk ki Napkémény Hűtőtorony

13 Passzív alkalmazások: Trombe fal

14 Szolár szárító

15 Sótalanítás

16 Hőenergia előállítása napenergiából Napkollektorok Koncentrátor nélküli: - Síkkollektor - Vákuumcsöves kollektor Koncentrátoros: - parabola tükör - hosszúkás - paraboloid - Heliosztát - Vákuumcsöves kollektor

17 Síkkollektor Levegőcsatornás rendszerek: Hűtőközeg levegő Hűtőközeges rendszerek hőtőközegcsatornákkal

18 Síkkollektor

19 Vákuumcsöves kollektorok Alacsony hőveszteség hideg időszakokban Ideális hidegebb éghajlatokra Mechanikailag sérülékeny Drágább

20 Vákuumcsöves kollektor

21 Koncentrátoros síkkolektorok Nagyobb hőmérsékletek érhetők el Olcsóbb mint a vákuumcsöves megoldás Meleg éghajlatokon ideális magas hőmérsékletek elérésre

22 Napkollektoros fűtés: Termoszifon

23 Koncentrátoros napkollektorrendszerek Magas hőmérsékletek Fűtőközeget alkalmaznak (általában valamilyen olaj)

24 Napenergia aktív hasznosítása: hűtés

25 Zárt rendszerű adszorpciós hűtés A hűtést az elpárologtatott hűtőközeg által felvett energia biztosítja Hűtőközeg: általában víz Adszorber: Silica gel A két kamra felváltva folyik az adszorpció és deszorpció

26 Nyitott rendszerű adszorpciós hűtés folyamata

27 Abszorpciós hűtőrendzserek

28 Elektromos energia előállítása napenergiából Fotovoltaikus –Egylépéses (közvetlen) energiaátalakítás: fény -> villamos energia –Nincs feltétlenül szükség koncentrálásra –Hatásfok alacsonyabb mint a napkollektoroknál –Energiát villamos formában kell tárolni

29 Elektromos energia előállítása napenergiából Fototermikus –Többlépéses átalakítás: fény-> hő -> mozgási energia -> elektromos energia – –A koncentrált napenergiából gőzt fejlesztenek –Közönséges gőzturbinás-generátoros erőművek –Stirling motor + generátor –Mindig szükség van koncentrálásra –Energia tárolható hő formájában

30 Stirling motoros generátorok

31 Helisztátos naperőművek PS 10 Spain: using molten sodium

32 PS 10 (Spanyolország) 11 MW 624 Heliosztát Energiatárolás: nagynyomású gőz Egy órányi energiát képes tárolni

33 SEGS (USA) Mojave sivatag, Kalifornia 354 MW összteljesítmény kilenc naperőműre elosztva 900.000 tükör 70-80 szoros fénykoncentrálás 94%-os hatásfokú üvegtükrök SEGS VIII és IX a világ két legnagyobb naperőműve (egyenként 30 MW) Szintetikus olajat fűt fel 400°C-ra Kiegészítő gázfűtés

34 SEGS rendszerfelépítése

35 SEGS üzemeltetése A tükrök mosása Közeli felvétel a tükörsorokról (láthatóak a törött tükrök kb. 3000 tükröt cserélnek évente szélkárok miatt)

36 Andasol (Spanyolország) 180 GWh/év 300 millió Euro beruházás 50 MW max. teljesítmény Energiatárolás 28,5 tonna olvasztott sóval (Na- és Ka-nitrát) 7,5 órára elegendő energiát tárol 51 hektárnyi terület

37 Andasol Energiatárolók: Magasság 14 m Átmérő: 36 m

38 Egyéb naperőművek

39 Napkohók

40