CO2 kibocsátás csökkentésének lehetőségei az energetikában

Az előadások a következő témára: "CO2 kibocsátás csökkentésének lehetőségei az energetikában"— Előadás másolata:

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

2 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

3 Néhány érdekesség

4 Néhány érdekesség

5 Néhány érdekesség

6 Néhány érdekesség

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

8 Néhány érdekesség - Szélenergia

9 Néhány érdekesség - Biomassza

10 Néhány érdekesség - Geotermia

11 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

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

13 Hőtermelés Napkollektorokkal

14 Hőtermelés Napkollektorokkal

15 Villamosenergia-termelés Napelemekkel
SolarPark Meuro (Németország) 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

16 Villamosenergia-termelés Napelemekkel
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

17 Villamosenergia-termelés Napelemekkel

18 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.

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

20 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

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

22 Villamosenergia-termelés naphőerőművekkel

23 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

24 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

25 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

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

27 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 m2 illetve m2

28 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

29 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

30 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

31 Napelem és Naphőerőmű különbsége

32 Napelem és Naphőerőmű különbsége

33 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

34 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).

35 Köszönöm a figyelmet!