Megújuló energiaforrások

Az utóbbi évtizedben a megújuló energiaforrások szerepe világviszonylatban és Magyarországon is felértékelődött. A fosszilis energiahordozóktól és az energiaimporttól való függetlenedés törekvéseit környezetvédelmi és gazdasági érdekek egyaránt indokolják. A napenergia villamos és termikus hasznosításának lehetősége igényt teremtett a hazai felhasználók körében is. A fotovillamos hasznosítás előretörését a Villamos Energia Törvény 2008. évi változása serkentette, ami új utat nyitott a napelemes áramellátó eszközrendszerek, közcélú hálózatra való kapcsolódásához.

Európai Unió megcélozta, hogy 2020-ra az EU teljes energiafogyasztásának ötödét megújuló energiaforrásokból kell biztosítani. Hazánk éghajlati viszonya lehetővé, teszi, hogy gazdaságosan hasznosíthassuk a napenergiát napkollektorokkal, napelemekkel. Évente 1850 - 2250 a napsütéses órák száma.

Termékeink között az áramellátás modern eszközei a napelem, szélgenerátor is megtalálhatóak.
A napenergiát alapvetően kétféle módon tudjuk hasznosítani. Egyrészt az úgynevezett passzív hasznosítással, amely az épületek tájolásával, kialakításával érhető el (célszerű üvegezés, hatékony szigetelés, alkalmas szerkezeti anyagok megválasztásával stb.) kiegészítő berendezés nélkül. Másrészt az úgynevezett aktív hasznosítással az erre a célra szolgáló eszközökkel, vagyis napkollektorral vagy napelemmel.

Napenergia és a napelem

A villamos energia ellátás céljára használható napelemes rendszerek ideális megoldást nyújtanak a helyi áramellátás megvalósítására. Valamennyi természeti folyamatnak a napenergia képezi csaknem az alapját. Bőséges, tiszta, szabadon hozzáférhető és mindenütt rendelkezésre álló energiát biztosít. A napenergia maximális kiaknázása szükséges lépés ahhoz, hogy biztosíthassuk a fenntartható energiaellátást, megvédjük bolygónkat és az elkövetkező generációk egészségét A megújuló napenergia a fosszilis forrásokkal szemben hosszú távon jelent megoldást az emberiség energiaszükségleteinek kielégítésére, hiszen folytonosan, vagy bizonyos gyakorisággal fordul elő a természetben.

A napenergia a napban lejátszódó magfúziós folyamatok során felszabaduló energia. Ám ennek ellenére, mint energiaforrást alig használjuk ki, pedig alkalmazása mellett számos tényező szól. A környezetkímélő, megújuló energiaforrások közül a napenergia a legismertebb és legkézenfekvőbb. Az egyértelműen környezetbarát energianyerési mód pedig a napelem. A napenergia hasznosításának, így a napelemeknek is rendkívül ígéretes jövőjük van. Azt az energiát, amely az összes Földön található és kitermelhető kőolajkészletekben rejlik a Nap 1, 5 (azaz másfél) nap alatt sugározza a Földre. Az emberiség évi energiafogyasztása megfelel 1 (egy) óra alatt kibocsátott napsugárzásnak



Azok a készülékek, amelyek a napenergiát képesek számunkra hatékony módon hasznosítani a napelemek (aktív energiahasznosítás) és a napkollektorok.

A napenergia hasznosítás előnyei:

• Állandó forrás.
• Egyszerű működtetés és fenntartás
• A napenergia megújuló energiaforrás, amíg a Nap létezik, energiája eléri a Földet.
• A napenergia felhasználása nem jár vízkibocsátással vagy légszennyezéssel
• A technika elterjedésével a napelemek gyártási költsége jelentős mértékben csökken.
• Zajtalan működés
• Nincs káros CO2 kibocsátás
• Nincs mozgó alkatrész és így alacsony a karbantartási költség
• A napelem cellák élettartama hosszú, általában minimum 20-25 év és szinte bárhol használhatóak

A napkollektorok a nap hősugárzását hasznosítják, azt összegyűjtik és abból rendszerint melegvizet, állítanak elő. Napkollektorok, mint berendezések alkalmasak használati meleg víz előállítására, medence vízének melegítésre, fűtés rásegítésre. Működésük egyszerű. A nap energiáját hasznosító kollektor elnyeli a napsugár által közvetített hőt, és azt átadja a kollektorban keringő folyékony, fagyálló, jó hő-közvetítő folyadéknak.

A napelemek a fotovillamos jelenséget hasznosítják, mely alatt a Nap sugárzási energiájának közvetlenül villamos energiává történő átalakítását értjük. A napelem fény hatására működik, így közvetlen vagy közvetett (a felhőkön keresztül érkező) napsugárzás, illetve egyéb fényforrás hatására is. A termelt egyenáramot egy megfelelő inverterrel a kívánt feszültségű és frekvenciájú váltóárammá tudjuk alakítani. Az egyedi napelemeket a felhasználás igényeinek megfelelően nagyobb egységekbe, modulokba szerelik. Az így összeállított egység rendszerfeszültségét a felhasználás módja és a kapcsolódó kiegészítő berendezések feszültségigénye határozza meg. A napelemek hálózatra táplálásának esetén az átalakító berendezés (inverter) paraméterei szerint kapcsolódnak a modulok, mely biztosítja a hálózati igényeknek megfelelő minőségű villamos energiát.

A napelemek alapanyaga félvezető, az energiaátalakítás a félvezető alapanyagban játszódik le. Az energiaátalakítás alapja, hogy a fény elnyelődésekor mozgásképes töltött részecskéket generál, amelyeket az eszközben az elektrokémiai potenciálok, illetve az elektron kilépési munkák különbözőségéből adódó beépített elektromos tér rendezett mozgásra kényszerít.

Többféle napelemet különböztetünk meg alapanyag szerint

• Egykristályos szilícium (Si) napelemek a leghatékonyabbak. A legkorszerűbb panelek hatásfoka 18%, laboratóriumi körülmények között 25%, az elméleti határ 31%.
• Polikristályos Si napelemek
• Amorf szilícium napelemek
• Fém - félvezető - fémszerkezetek: festékanyagokkal érzékenyített félvezető-oxidok. A hatásfokuk kevesebb, mint 10%. Példa: kadmium- tellurid és a réz- indium- tellurid napelemek
• Adalékolt amorf félvezető napelemek
• Szerves anyagokból (polimerekből) készült napelemek: olcsók, de hatásfokuk csak 2-5%.

Napelemekkel kiépített hálózatok típusai

• Szigetüzemű rendszerek: Ebben az esetben a napelemek által megtermelt villamos energiát akkumulátorok segítségével tároljuk, későbbi napsütéstől mentes időszakokra.





• Hálózatra termelő rendszerek: Itt az előállított villamos energiát az elektromos hálózatra termeli a rendszer, majd onnan a visszakapja a háztartás számára szükséges mennyiséget.

Törvényi Háttér

Áramellátó rendszerek hálózati visszatáplálására vonatkozó információk:
- 2007. évi LXXXVI. Törvény a villamos energiáról
- 273/2007. (X. 19.) Kormány Rendelet a villamos energiáról


KEOP Pályázat: Hő és/vagy villamos energia megújuló energiaforrásból történő előállításának támogatása. A konstrukció elsődleges célja a hazai energiahordozó forrásszerkezet kedvező befolyásolása a hagyományos energiaforrások felől a megújuló energiaforrások irányába való elmozdulás elősegítésével. A megújuló energiaforrások alkalmazhatók hő- vagy villamos energia termelésére, illetve ezek együttes, kapcsolt előállítására, így az ilyen projektek megvalósulása a megújuló források szélesebb körű alkalmazását és nagyobb részarányát biztosítja, hozzájárulva a stratégiai célkitűzések teljesítéséhez, jól szolgálva ezzel az energetikai és a környezeti fenntarthatóságot.

Szélenergia

A szél a légkör termikus egyensúlyának megbomlásából eredő légmozgás. A Földet érő napsugárzás hatására helyenként eltérően melegszik fel a felszín, így a légsűrűségben és légnyomásban is különbségek keletkeznek. E különbségek hatására a légkörben áramlás alakul ki, míg a nyomás és sűrűség viszonyok ki nem egyenlítődnek. Minél nagyobb az egyes légtömegek hőmérséklet különbsége, annál hevesebb szelek alakulnak ki. A mozgó légtömegek energiája munkavégzésre fogható.

Jelentősége

A szélenergia jelentősége sok vitát váltott ki az utóbbi időkben. A szélenergia az energiamennyiség nagyságában a napsugárzás után áll a sorban. Ennek ellenére a jelentőségét csökkenti, hogy mozgási energiaként leginkább a szélkerekekkel elérhető magasságban tudjuk hasznosítani. Az így hasznosítható energia viszont így is olyan hatalmas, hogy komoly tényezőt képviselhet az energiaellátásban. A szélenergia átalakításának eszközei gazdaságossági szempontból ideálisak, olcsóbb, higiénikusabb, környezetkímélőbb sok más megoldással összehasonlítva. Ezen okoknál fogva a szélenergiának megfelelő méltó helyen kell szerepelnie az energiatermelés más módjai között.

Telepítés és engedélyeztetés

Mivel a szélkerék elhelyezése a szélviszonyokhoz illeszkedő magasságokban történik, így a felépítménynek a műszaki szempontok betartása mellet további előírásoknak kell megfelelni a maximális biztonságosság figyelembevételével. Még a kisebb felépítmények esetén is szükség lehet a tervezésre és engedélyeztetésre. Az illetékes hatóságok előírják és szabályozzák az elhelyezéshez szükséges intézkedéseket. Ennek megfelelően kell megtervezni és kivitelezni a szélkerekes rendszereket. A szélerőművek esetén számos szakhatóság engedélyeinek beszerzése szükséges. Ez egy általában hosszú ideig elhúzódó feladatsor. Az elképzelés realitását térképezi fel megelőző megvalósíthatósági tanulmány. Ennek tükrében lehet megbecsülni a későbbi eredményességet és gazdaságosságot.

A szélgenerátorok és napelemek jól kiegészítik egymást az áramtermelésben. A folyamatos energiatermeléshez érdemes mindkét eszközt optimális arányban alkalmazni.