![Page 1: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/1.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 1
Kutatók éjszakája, 2009. szeptember 25.16:45 - 17:30
PTE TTK, 7624 Pécs, Ifjúság útja 6.E ép. 333. előadó
Dr. Német Béla,PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék
"NULLA $ (€, Ft) költségű energiaforrások: napsugárzás, szélenergia"
![Page 2: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/2.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 2
NAP ENERGIA HASZNOSÍTÁS
![Page 3: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/3.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 3
A „napsugárzás fizikája”
Energetikai hasznosítás két fő útja:1. A sugárzás abszorpciójával az elnyelő közeget melegítjük,
növeljük a közeg atomjainak, molekuláinak hőmozgását (klasszikus példa: a talaj és a víz felmelegedése a természetben). (napkollektor)
2. A sugárzás egyes spektrális tartományán atomi és molekuláris elektron átmeneteket gerjeszt, fotofizikai, fotokémiai folyamatokat indít be, töltéshordozókat, főleg elektronokat szabaddá tesz (elektromos feszültséget, zárt körben áramot előállítani) (klasszikus példa a fotoszintézis) (napelem)
A Földre érkező elektromágneses sugárzás spektrális eloszlása.A teljes sugárzás teljesítményfluxusa a földfelszínen: 800 W/m2.Átlagos éves besugárzási szint Magyarországon:4 kWh/m2/nap=15 MJ/m2/nap.
![Page 4: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/4.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 4
A napsugárzás energetikai hasznosításának irányai (hőenergia, elektromos energia)
A napsugárzás hasznosításának eszközei:Használati melegvíz előállítás, fűtés rásegítés:- napkollektoros rendszerekElektromos energia előállítása:- napelemes (photovoltaic (PV) cell - C) rendszerek- naperőművek
Családi szint,kis közösségi szint,kisrégiós szint
![Page 5: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/5.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 5
Magyarország 1000 - 1300 kWh/m2/év
![Page 6: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/6.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 6
Napenergia; Évente begyűjthető mennyiség
![Page 7: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/7.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 7
HASZNÁLATI MELEGVÍZ ELŐÁLLÍTÁS
(HMV),
FŰTÉS RÁSEGÍTÉS
![Page 8: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/8.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 8
A használati melegvíz előállítása
4 fő részére, napi 200 liter 45oC-os víz elegendő.Qhmv=m*cvíz*(tm-tn), ahol• Qhmv - a felfűtési energia [kWh],• m - a felfűtendő víz tömege [kg],• Cvíz - a víz fajhője [ 4,2 kJ/kgK ],• tm - a kívánt hőmérséklet [ 45oC ],• tn _ - a hálózati víz hőmérséklete [ 15oC ]Qhmv = 200*4,2*(45-15)=25 MJ = 6,6 kWh
Tehát az egy napra szükséges használati melegvíz felfűtéséhez szükséges energia 25 MJ ~ 7 kWh.
![Page 9: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/9.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 9
Síkkollektor, vákuumcsöves
kollektor
![Page 10: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/10.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 10
Kollektor, kazán, hőtároló, vezérlő egység együttes rendszere
![Page 11: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/11.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 11
KOLLEKTOROS, HŐKONCENTRÁTOROS
ELEKTROMOS ENERGIA ELŐÁLLÍTÓ
ERŐMŰVEK
![Page 12: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/12.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 12
Parabola-Vályu-tükrös gőzturbinás erőmű
![Page 13: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/13.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 13
NapTornyos gőzturbinás erőmű
![Page 14: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/14.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 14
„NapTányéros” Stirling motoros erőmű
![Page 15: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/15.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 15
Lineáris-Fresnel tükrös gőzturbinás naperőmű
![Page 16: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/16.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 16
NAPELEMEKKEL (PV)EGYENÁRAMÚ ELEKTROMOS
ENERGIA ELŐÁLLÍTÁSÁRA
![Page 17: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/17.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 17
![Page 18: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/18.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 18
Napelem mint „tető”
![Page 19: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/19.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 19
Napelem mint „ablaküveg”
![Page 20: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/20.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 20
Napelem mint „falburkoló”
![Page 21: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/21.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 21
Napelemek, mint árnyékolók
![Page 22: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/22.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 22
Napelemek, mint árnyékolók
![Page 23: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/23.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 23
Napelemek, mint parkoló árnyékolók
![Page 24: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/24.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 24
Fotovillamos rendszerek hálózatra kapcsolása
Ha a fotovillamos rendszernek a villamos közmű hálózatra való kapcsolása lehetséges, akkor egyen-váltó átalakító (AC/DC inverter) alkalmazása szükséges .
Hálózatra kapcsolt rendszer számára saját tároló nem szükséges, mert ha nincs saját termelés, akkor a hálózatról vehető áram (óra: előre ill. visszafelé forog, vagy két fogyasztásmérő).
![Page 25: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/25.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 25
Alkalmazások épületszerkezetekbe integrálva és kollektorként
A fotovillamos modulok külön állványzata, vagy tartószerkezete és azok helyszükséglete megtakarítható az integrált és a kombinált megoldásokkal.
A főbb megoldási változatok a következők. a) Tetőcserép felületére felragasztott amorf szilícium
cellák. b) Tetőfedő elemként kiképzett fotovillamos modulok. c) Homlokzati üveg-borító elemekbe integrált
fotovillamos cellák.d) Vizes kollektorral kombinált fotovillamos rendszer.
![Page 26: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/26.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 26
SZÉL ENERGIA HASZNOSÍTÁS
![Page 27: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/27.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 27
Szélenergia; Széltérképek Európára
![Page 28: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/28.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 28
A „szél fizikája”
35,0 AvP )(1
212 h
hvv
![Page 29: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/29.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 29
Szélerőmű; 600 kW (elektromos
energia)
![Page 30: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/30.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 30
Szélerőmű belseje
![Page 31: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/31.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 31
Szélerő-művek
![Page 32: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/32.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 32
Németország 2003
![Page 33: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/33.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 33
Szél kerék, generátor
![Page 34: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/34.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 34
Szélkerék alkalmazás vízszivattyúzásra
A felszivattyúzott víz tárolható. Csúcsrajáratás• Centrifugál-szivattyú alkalmazása. Rugalmas üzem, változó
fordulatszámon is szállít, a hatásfoka fordulatszám-függő.• Térfogati (volumetrikus) szivattyú alkalmazása• Dugattyús, csavar, fogaskerék szivattyú. Nyomaték igényük
nem függ a fordulatszámtól; hatásfokuk jobb, mint a centrifugál - szivattyúké. Mivel a meghajtó villamos-motor nyomatéka fordulatszám-függő , szükséges egy DC-DC konverter (egyenáramú átalakító) alkalmazása. A DC-DC konvertert a fotovillamos modul és a meghajtó egyenáramú motor közé kell kapcsolni, hogy a szivattyú számára a szükséges nyomaték biztosítható, - azaz: a kimenő U ki feszültség megfelelő értékű legyen.
![Page 35: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/35.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 35
HOL TART A VILÁG?
![Page 36: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/36.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 36
ELEKTROMOS ENERGIA TÁROLÁS
![Page 37: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/37.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 37
Elektromos energia tárolása
• Akkumulátorsavas-ólom akkumulátorNiCd /nikkel-kadmium/ akkumulátor• Víztározó – tározós vízerőmű• Hidrogén előállítás, vízbontás• Metanol gyártás (Oláh) CO2 + H2 CH3OH• Motorokban, turbinákban történő
felhasználás
![Page 38: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/38.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 38
A tüzelőanyag cellák típusai
A tüzelőanyag cellák hidrogént oxidálnak katalitikus elektrokémiai folyamat során. A felhasznált elektrolit jellege szerint különböző típusú tüzelőanyag cellákat fejlesztettek ki:
- lúgos (AFC)- savas (PAFC)- olvadó karbonátos (MCFC)- szilárd oxid (SOFC)- szilárd polimer (PEM)- közvetlen metanol (DMFC)- mikroorganikus, biokémiai
![Page 39: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/39.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 39
Tüzelőanyag cellák működésénél cél: annak megakadályozása, hogy az oxidáció során a tüzelőanyag molekuláiból az elektronok az oxidálószerbe közvetlenül
átjuthassanak. Felépítés: anód - elektrolit - katód
![Page 40: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/40.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 40
Hibrid rendszerek; Kapcsolt rendszerek
![Page 41: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/41.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 41
Hibrid rendszerek; Kapcsolt rendszerek
A Hibrid rendszerek többféle forrásból egyféle energiát állítanak elő.
• szél és/vagy napenergiából (az időjárás függvényében) villamos energia.
• Diesel + napenergia -> villamos energiaA Kapcsolt vagy kombinált rendszerek egy
forrást többféle energia előállítására hasznosítják. • Kombinált rendszer: napenergiából fotovillamoság
és hő nyerése egyidejűleg, egy speciális kombinált berendezés segítségével.
Létezik hibrid-kombinált rendszer is.
![Page 42: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/42.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 42
Napelem + szélkerék
Szélkerék + napelem + inverter + akkumulátor
Eredmény 230 V váltóáram
![Page 43: Dr. Német Béla, PTE, TTK, Környzetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062517/56813e5e550346895da860c7/html5/thumbnails/43.jpg)
Nulla $ Nap Szél Kutatók Éjszakája 43
SOK SIKERT KÍVÁNOK A JÖVŐ NEMZEDÉKNEK a
NULLA $ (€, Ft) költségű energiaforrások: napsugárzás,
szélenergia„
SAJÁT CÉLRA TÖRTÉNŐ
minél eredményesebb hasznosításában