Megújuló energia potenciál

SZÉLBŐL ENERGIA

• A napenergia másodlagos formája szélenergiaként is megjelenik

• a földet érő napsugarak a légkört különbözőmértékben felmelegítve légnyomáskülönbséget okoznak.

• Ez a nyomáskülönbség és a Föld forgása miatti ún. Coriolis-erő hatására a levegő mozgásba jön, szél támad.

• 1000 m felett a szél viszonylag állandó, de a földfelszín közelében a különböző terepeken a súrlódás ingadozásokat, örvényléseket okoz, ezért a szél iránya és sebessége időben erősen változik.

• A Földet érő évi napenergiának csak 1,5-2,5%-a fordítódik a levegőmozgás fenntartására, ebből elméletileg is legfeljebb 3%-a hasznosítható bolygónkon.

• A szél mozgási energiája sebességfüggő. Legerősebb a nyílt vidéken, tengerpartokon, lapos dombokon, fennsíkokon.

• Biztonságos hasznosítása - szélmotoros formában - az évi lineáris 6 m/s átlagsebesség felett ajánlott. Magyarország adottságai ennél kedvezőtlenebbek.

Szélenergia felhasználásaLehetőség:

Magyarországon az állandó erős széljárás nem jellemző (azonban kellő magasságba emelve a lapátrendszert eléggé nagy kapacitás hasznosítható)Egyes helyeken, ahol a szélviszonyok megfelelőek, nagyobb berendezések is építhetők, egyedi szélmérések utánPéldául: Kulcs, Mosonszolnok, Mosonmagyaróvár és lehetne Bicsérd

a mezőgazdaságban - kisebb méretű szélkerekek használata (öntözéshez, tavaknál és szennyvíz tisztítóknál a vízfelület levegőztetésére, állatok ivóvíz ellátására)

Az áramló levegő mozgási energiájánál fogvaképes munkavégzésre.Ez a munkavégző képesség azonban a gázok

áramlási törvényei alapján nem közvetlenül a kinetikus energiával, vagyis az áramló légtömegek sebességének négyzetével, hanem a sebesség harmadik hatványával arányos.

• A KELETKEZETT ENERGIA MENNYISÉGE FÜGG:

ρ - a levegő sűrűségétől [kg/m3], A – a vonatkozó (pl. generátoroknál a rotor által súrolt) felület

[m2], nagyságától

v - a zavartalan szél sebességétől [m/s].

SZÉLENERGIA - gyakorlati hasznosíthatósága

A szélenergia kihasználásának kérdése meteorológiai és műszaki probléma.

A szél légköri energiaforrás, ezért tehát szélenergia minden vonatkozásban igen szoros kapcsolatban van a légkör tudományával, a meteorológiával.

Az erőművek teljesítménye rendkívül érzékeny a szélsebesség változására.

A szélenergia hasznosításának további nehézsége, hogy a szeleknek nemcsak a sebessége, hanem az iránya is változik.

A szélenergia előnyei• Folyamatosan és korlátlanul megújul• Alacsony költség, üzemeltetése nagyon olcsó• Üzemanyag nem szükséges, nincs széndioxid és egyéb

káros-anyag kibocsátás.• Előre gyártott elemekbol épül fel és gyorsan telepíthető.• Ipari villamos áram ellátást biztosít.• Mezőgazdaság-barát, mezőgazdasági / ipari

tevékenység folytatódhat a környéken.• Munkahelyteremtés

1 Germany 20,622 (2005: 18,415, +12%) 2 Spain 11,615 (2005: 10,028, +15.8%) 3 Denmark 3,136 (2005: 3,128, +0.3%) 4 Italy 2,123 (2005: 1,718, +23.6%) 5 United Kingdom 1,963 (2005: 1,332, +47.4%) 6 Portugal 1,716 (2005: 1,022, +67.9%) 7 France 1,567 (2005: 757, +107%) 8 Netherlands 1,560 (2005: 1,219, +28%) 9 Austria 965 (2005: 819, +17.8%) 10 Greece 746 (2005: 573.3, +30.1%) 11 Ireland 745 (2005: 495.5, +50.4%) 12 Sweden 572 (2005: 509.5, +12.3%) 13 Belgium 193 (2005: 167.4, +15.3%) 14 Poland 152.5 (2005: 83, +83.7%) 15 Finland 86 (2005: 82, +4.9%) 16 Hungary 61 (2005: 17.5, +248.6%) 17 Lithuania 55.5 (2005: 6.4, +767.2%) 18 Czech Republic 50 (2005: 28, +78.6%) 19 Luxembourg 35 (2005: 35, +0%) 20 Bulgaria 32 (2005: 10, +220%) 21 Estonia 32 (2005: 32, +0%) 22 Latvia 27 (2005: 27, +0%) 23 Slovakia 5 (2005: 5, +0%) 24 Romania 3 (2005: 1.69, +77.5%) 25 Cyprus 0 (2005: 0, +0%) 26 Malta 0 (2005: 0, +0%) 27 Slovenia 0 (2005: 0, +0%) EU-10 383 (2005: 199.2, +92.3%) EU-15 47,644 (2005: 40,301, +18.2%) EU-25 48,027 (2005: 40,500, +18.6%) EU-27 48,062 (2005: 40,511, +18.6%)

Wind energyinstallation bycountry EU27

Definition:

Total capacityinstalled end 2006, in megawatts(MW)

Source:EuropeanWind EnergyAssociation(EWEA)

A szélenergia hasznosítás Európában

• Szélenergiából történő villamos energia részesedése az EU villamos energia felhasználásának százalékában:

2005-ben 2,8%2010-ben 5%2030-ban ~20%• Szélerőművek átlagos kapacitás kihasználtsága az EU-

ban: On-Shore: 23-25%Off-Shore: 40-45%

• Lehetséges problémák:Rendszerirányítási, szabályozási (különös tekintettel a

megfelelő tárolókapacitásra)

KKÖÖRNYEZETRE GYAKOROLT HATRNYEZETRE GYAKOROLT HATÁÁSS• Zajkibocsátás : max 100 dB (max. teljesítménynél)

• Atmoszféra kibocsátás: NINCS (CO2, SO2, hamu, por)

• Ökológiai értékelés: károsodást nem okoz, az építési területen álló 20 barackfa elöregedés miatt már nem terem

• Madarakra gyakorolt hatás: komoly veszélyt nem okoz.(30 1/perc)

• Hidrológiai értékelés:, Vízkészletre nem gyakorol hatást, forrás a környéken nincs.

• Biztonsági értékelés: legszigorúbb európai védőtávolság 250m,

Legközelebbi lakóház Kulcson: 500 m

• Vizuális hatás: fényelnyelő felületkezelések Árnyék nem halad el lakott terület fölött

• Társadalmi hatás: környezetkímélő oktató, nevelő, tudatosítóhatás

• Lebontás hatása:_ kb. 30 év, veszélyes hulladék nincs, újrafelhasználható, munkaerő

elbocsátás nincs

„Minden kilowattóra elektromos áram, amelyet szélerőmű-vel állítunk el' 0.5-1.0 kg-mal csökkenti a CO2 emissziót.”

(Gipe, 1995)

Szélpotenciál eloszlása a Földön

Stand: September 2003

© Bundesverband WindEnergie

Die Technik - 500 Mal mehr Energieertrag seit 1980

Szélenergia felhasználása hazánkban

Lehetőség:Magyarországon az állandó erős széljárás nem jellemző (azonban kellő magasságba emelve a lapátrendszert eléggé nagy kapacitás hasznosítható)

Egyes helyeken, ahol a szélviszonyok megfelelőek, nagyobb berendezések is építhetők, egyedi szélmérések utánPéldául: Kulcs, Mosonszolnok, Mosonmagyaróvár és lehet Bicsérd

a mezőgazdaságban - kisebb méretű szélkerekek használata (öntözéshez, tavaknál és szennyvíz tisztítóknál a vízfelület levegőztetésére, állatok ivóvíz ellátására)

Dinamikus módszerrel számított évi átlagos szélsebesség értékek 75 m-es magasságban

Wantuchné Dobi Ildikó és az OMSZ Kutatóinak eredményeiből átvéve

Szélenergia-potenciál

méteren

Szépszó, Horányi, Kertész, Lábó, 2006: Magyarországi szélklíma elıállítása globálismezık dinamikai leskálázásával.. Magyarországi szél és napenergia kutatáseredményei. OMSZ Budapest, pp 82-93.

Szélenergia hasznosítás Magyarországon• A hazai szélenergia-potenciál felmérése az OMSZ

koordinálásával 2005- ben elkészült. – Eredménye:• statisztikai módszerrel készült 600x900 m felbontással 10

méter magasságra• dinamikus leskálázási technikával készült 25, 50, 75, 100, 125,

150 méter magasságra 5x5 km területegységre vonatkozópotenciális fajlagos szélteljesítmény eloszlását bemutatótérképlapok

• MTA Energetikai Bizottság Megújuló Energetikai Technológiák Albizottság: „Magyarország megújuló energetikai potenciálja”szélenergia potenciál

Tanulmány – Eredménye• A szélenergia potenciál vizsgálat 60 méter magasságra 600 kWteljesítményő gépek figyelembevételével. A rendelekzésre álló

potenciál (5,5 m/s-nál nagyobb szélsebesség osztály esetén) 20 TWh/év.

• A szélenergia hasznosítás területén bekövetkezett gyors változások szükségessé tették a szélenergia potenciál újbóli meghatározását.

• A 75m magasságra H=75m tengelymagasságú D=75m turbinaátmérıjő gépekre elvégzett vizsgálat szerint (5,25;5,75;6,25;6,75m/s szélsebesség osztályra) a rendelkezésre álló potenciál 56,85TWh/év (Pévesátl =6489MW)

A 19.sz. végén, a 20. sz. elején az ország szélmalmainak több mint 19.sz. végén, a 20. sz. elején az ország szélmalmainak több mint 95 %‐a az Alföldön helyezkedett el ( ábra, Keveiné Bárány I. 1991), ami önmagában is elegendő bizonyíték arra, hogy hazánknak ezen a táján is van elegendő hasznosítható szélenergia 

Stróbl Alajos szerkesztette

0200400600800

10001200140016001800

2005

. IV.

2006

. I.20

06.II.

2006

.III.

2006

.IV.

2007

.I.

szél

erőm

ű-te

ljesí

tőké

pess

ég, M

W

negyedévi halmozott

DÉDÁSZ; 126

ÉMÁSZ; 223

MVM; 254

ÉDÁSZ; 954

ELMŰ; 1

DÉMÁSZ; 78

TITÁSZ; 51

Összesen 1687 MW új szélerőmű – másfél év alattÖsszesen 1687 MW új szélerőmű – másfél év alatt

Mintegy húsz befektető cég (Kft) tervei alapján (?!)Mintegy húsz befektető cég (Kft) tervei alapján (?!)1. ÁBRAMagyarországi szélerőmű-építési elképzelések 2005 nyarán

A hazai megújuló energia-termelés adatai*villamosenergia-termelésre felhasznált mennyiséggel

együttForrás: Szajbert (2005), Bohoczky (2005), Bai (2005).

Villamosenergia-termelés (GWh) Hőhasznosítás (TJ)* 2001 2002 2003 2004 2001 2002 2003 2004

Geotermia - - - - 3 600 3 600 3 600 3600Napkollektor - - - - 60 70 76 76Tűzifa 7 6 109 13 539 14 592 18 176 23900Erdészeti hulladék - - - 4 600 4 550 4 800Egyéb biomassza - - -

793

12 461 11 602 9 62515029

Biogáz 7,6 11,2 18,37 23 126 133 191 229Vízenergia 186 194 171 210 669,6 698,4 615,6 756Szélenergia 0,9 1,2 3,6 5,5 3,24 4,32 12,96 20Fotovillamos 0,06 0,06 0,07 0,1 0,0216 0,0216 0,0252 0,36ÖSSZESEN 201,5 212,4 301,97 1031,6 35,1 PJ 35,2 PJ 37,1 PJ 42,7 PJHulladékégetés 112 59 67 54 2 597 1 995 1 507 1373Mindösszesen 313,5 271,4 368,97 1089,6 37,7 PJ 37,2 PJ 38,6 PJ 44,1 PJRészarány (%) 0,8 0,6 0,9 2,6 3,6 3,6 3,5 4,2

Szélerőművek fajtái

ENERCON E40 SZÉLERŐMŰ ALAPADATAI

• Tengelymagasság: 65 m• Rotor átmérő: 44

Max. kerületi sebesség: 200 km/ó• Indító szélsebesség: 2,5 m/ó• Névleges szélsebesség: 12,5 m/s• Leállítási sebesség: 25 m/s• Névleges fordulatszám: 18-38 f/perc• Névleges teljesítmény: 600 kW• Automatizáltság foka: TELJESKÖRŰ

Idén megduplázódott a hazai szélerőművikapacitás

A Magyar Szélenergia Társaság 2006 szeptemberében következőmagyarországi szélerőműveket vette nyilvántartásba . 2006. októberig összesen 18,8 MW új szélerőmű kerül felállításra szerte az országba, ezzel 10 hónap alatt megduplázódik a hazai szélerőművek összkapacitása: 36,275 MW

• Mosonmagyaróváron 5 darab, egyenként 2 MW névleges teljesítményű Vestas gyártmányú V90 NH105 egység állt üzembe.

• A nyár folyamán augusztusban Mezőtúron és Törökszentmiklósoncsatlakozott hálózatra egy-egy 1,5 MW Fuhrlander gyártmányúszélerőmű.

• Szeptember elején Felsőzsolcán építettek egy Vestas 1,8 MWV90NH105 típusú szélerőművet.

• Szeptember végén, október elején Csetényben került felállításra 2 darab 2 MW-os Vestas szélerőmű Csákány Gábor, az NRG System Kft ügyvezetőjének tájékoztatása szerint.

Szélerőművek Magyarországon, települések szerint felsorolva

Szélenergia hasznosítás Magyarországon

A szélerőművek létesítési lehetőségei Magyarországon

*Ki kell még emelni, hogy Európában több helyen, a nagy, hőerőművekre alapozott rendszerekben, a szélerőművek beépített teljesítőképességének az aránya már ma nagyobb, mint amire mi készülünk a következő évtizedekben:

– Dánia (ELSAM) ~ 30 %,– Németország ~ 15 %,– Spanyolország ~ 10 %,– Hollandia ~ 5 %.• Ezek alapján a nálunk hosszabb távon várható és legfeljebb 2-3%-os szélerőműves

kapacitásarány talán nem mondható túl nagynak vagy erősen zavarónak a rendszer irányíthatósága tekintetében. Kényszerek továbbra is lesznek, de az erőműparkunk mindig szabályozható lesz, ha a piaci feltételeknek és a korszerűbb szabályozóknak megfelelően fejlődik.

• Azt is hangsúlyozni kell, hogy az adottságaink eltérése miatt nem hasonlítható a hazai, távlati 2-3%-os szélerımőves arány a mai, nyugat-,dél- vagy észak-európai 10-30%-oshoz – nem csak a rendszerirányítási gondokat tekintve.

Megjegyzés: Ma már a korszerű szélerőmű-parkok a szárazföldön 800 €/kW körüli áron létesíthetők, ami elsősorban a fejlettebb, 2000 kW-os egységeknek köszönhető.

MegMegúújuljulóó energiaforenergiafor potencipotenciáál l MoMo--nn(PJ/(PJ/éév)v)

50

4

58

7,2 53,2 0,01

28

0,006 0,70

10

20

30

40

50

60

70G

eote

rmia

Nap

Bio

mas

sza

Szél

Víz

ener

gia

PotenciálisanfelhasználhatóJelenleg hasznosított

A megA megúújuljulóó energia hasznosenergia hasznosííttáása sa MagyarorszMagyarorszáágon 1999 gon 1999 –– 2003.2003.

ÉÉlettartam ciklus elemzlettartam ciklus elemzééssLifeLife CycleCycle AnalysisAnalysis (LCA)(LCA)

• A különböző energiatermelő technológiák környezeti hatásának elemzéséhez a teljes „életciklus”vizsgálatát kell elvégezni

• A létrehozáshoz szükséges anyagokat, energiákat, környezeti hatásokat

• A működés során keletkező környezeti ártalmakat, és

• A megszüntetés energia igényét,

• Újrahasznosíthatóságot

Bonyolult számítás, de elvégezhető

A megújuló energiaforrások használata nemold meg minden környezetszennyezési

problémát, de segít egy környezetbarát ésfenntartható energiagazdaság

megteremtésében!

- A fosszilis tüzelőanyagok kedvező ára, elérhetőségük, nagyobb fajlagos energiatartalmuk,

korszerűbb felhasználási technológiájuk hátráltatjaa megújulók hasznosításának növekedését

FIGYELŐ grafika, 2004-es júliusi 8.-íszám.