Nap, mint energiaforrás

Report
Napsugárzás felhasználási lehetőségei
A napenergia a legnagyobb mennyiségben és szinte állandóan rendelkezésre
álló megújuló energiaforrás. A Nap sugárzásából származó energia közvetlen
felhasználásának módjai már az ókorban is ismertek voltak.
 A Nap sugárzó teljesítményének a Földet elérő része mintegy 173×1012 kW, ami
több ezerszer meghaladja az emberiség jelenlegi energiaszükségleteit.
A napsugárzás átlagos intenzitási értéke 1352 kW/m2 (napállandó). A Föld
légkörén a napsugárzás egyre része megtörik, és szórt sugárzás jön létre. Az
energetikai hasznosítás szempontjából mind a szórt, mind a Földet közvetlenül
elérő (direkt) sugárzás figyelembe vehető (globálsugárzás).
Mi indokolja a napenergia hasznosítását?
 Korlátlan





mennyiségben rendelkezésre álló, ingyenes energiaforrás
kihasználása.
Környezetszennyezés csökkentése, az üvegházi gázok kibocsátásának
mérséklése (széndioxid kvóta értékesítéséből származó bevételek
„visszaforgatása”).
A hagyományos, fosszilis energiahordozók csökkenő mennyisége és növekvő
ára.
Az energiaimporttól való függőség csökkentése (Magyarországon kb. 80%!).
Fenntartható fejlődés biztosítása ( a jelenlegi energiaszükségletek oly módon
történő biztosítása, hogy az a jövő nemzedék
energiaellátását ne
veszélyeztesse).
Munkahelyteremtés.
A VILÁG ENERGIAFOGYASZTÁSA 2060-IG
1600
Energiafogyasztás (Exajoule/év)
1400
1200
egyéb
ár-apály energia
napenergia
1000
új biomassza
szélenergia
800
vízenergia
hagyományos biomassza
atomenergia
600
földgáz
kőolaj
szén
400
200
0
1900 1910 1920
1930 1940 1950 1960 1970
1980 1990 2000 2010 2020 2030
Év
2040 2050 2060
Napenergia hasznosítása
Passzív hasznosítás:
 Az épületek fűtési költségeinek csökkentése érdekében nagy figyelmet kell fordítani
az épület tájolására, külső és belső szerkezeteinek, üvegezési arányainak megfelelő
kialakítására (üvegházak, energiagyűjtő falak alkalmazása).
Aktív hasznosítás
 Fototermikus: napkollektoron keresztül levegőt vagy folyadékot áramoltatunk , amit a
nap felmelegít. A felmelegített folyadékot meleg víz előállításra vagy kiegészítő fűtésre
használhatjuk fel.
 Fotovillamos: napelem segítségével a napsugárzás energiáját közvetlenül átalakítjuk
villamos energiává.
Napenergia hasznosítása
Területei:
 Lakosság
 Mezőgazdaság
 Ipar
 Szolgáltatás
 Közintézmények
Módjai:
 Használati meleg víz előállítása
 Fűtés, hűtés
 Villamos energia előállítása
 Medencék vizének temperálása
 Szárítás, aszalás
Új technológia?
 Az 1860-as években a tengeri kábelek hibáinak keresésére próbáltak újfajta




eljárásokat kifejleszteni, ennek során a kristályos szelénnel végzett kísérletek
alkalmával egy új jelenséget figyeltek meg, amely később a fotovoltaikus
elektromosság elnevezést kapta (és lényegében ez a napelem működési
alapelve).
A folyamat pontos leírását Albert Einstein 1905-ben teszi közé
fotoelektronikus effektus néven, amiért 1921-ben Nobel díjjal jutalmazzák.
Az első működő napelemet 1885-ben Charles Fritts készítette New Yorkban:
egy táblára felvitt szelén réteget vékony és félig átlátszó aranyfilmmel vont be.
A költséges eljárások, alacsony teljesítmény, illetve más (fosszilis)
energiahordozók előtérbe kerülése miatt egy időre feledésbe merült, mint
lehetséges energiaforrás.
Az 1950-es években egy új anyaggal helyettesítették ez addig használt szelént.
A szilícium alapú ( ún. második generációs) napelemek már hatékonyabb
áram előállítást tettek lehetővé, mint elődei.
Új technológia?
 A 20. század második felében felgyorsult napelemek fejlesztése és elterjedése
(köszönhetően az űrkutatásnak, alternatív energiaforrások iránti növekvő
keresletnek, környezetvédelmi szempontok előtérbe kerülésének stb.).
 Jelenleg is folynak kutatások az olcsóbb alapanyagok után, mellyel a
jelenleginél magasabb hatásfokot lehet elérni. Ilyen fejlesztések például az
amorf szilícium, nanokristályos szilícium, réz-indium-tellurid vagy
kadmium-tellurid. Ezeknek az alapanyagoknak azonban van egy közös
problémájuk, jelenleg csak alacsony hatásfokot lehet elérni velük.
 A nanotechnológia kiemelt szerepet játszhat a jövőben a harmadik generációs
napelemek létrehozásában, melyek alapvető jellemzői - remélhetőleg - az
alacsony anyagköltségek és a magas hatásfok lesz.
Új technológia?
 A meleg vizet készítő kollektorok használata már a 19. században elterjedt az
USA-ban. Az első készülékek lényegében egy feketére festett víztartályok
voltak, ablaküveg mögé helyezve.
 A későbbiekben felgyorsult ezen kezdetleges készülékek fejlesztése. 1891-ben
jegyezték be az első ilyen témájú termék szabadalmát az USA-ban.
 Az 1930-as évekre nagy mértékben elterjedt a kollektorok használata – főleg a
déli államokban. Miamiban az új lakások 80 %-a fel volt szerelve
napkollektorokkal. Egy egész iparág épült ki – több ezer munkahelyet
teremtve – a napkollektorok gyártására.
 Az 1950-es években az olcsó, fosszilis tüzelőanyagra épülő energiahálózatok
megjelenésével lényegében megszűnt ez az iparág, egészen a 2000-es évekig,
amikor kezdték „újra felfedezni” a megújuló energiaforrásokat.
Hogyan működik a napelem?
A napelem olyan berendezés, amely képes a fénysugárzás energiáját közvetlenül
villamos energiává alakítani.
Fotoelektromos effektus elve (Einstein): ha egy anyagra (általában fémre)
küszöbszintnél nagyobb frekvenciájú elektromágneses sugárzás, esetünkben
fény vetül, akkor a szóban forgó anyag felszínéről elektronok válnak ki. Ahhoz,
hogy egy anyag felületéről elektron lépjen ki, az adott anyagra jellemző
minimális energiára más néven kilépési munkára van szükség. Ha az anyag
felszínének ütköző foton (fény részecske) energiája nagyobb, mint ez az érték,
akkor elektron lép ki az anyagból.
Hogyan működik a napelem?
1. ábra Napelemek elvi felépítése
Maga a folyamat a napelem modulokban, illetve az azokat alkotó cellákban megy
végbe. A fénysugárzás elmozdítja a napelem cella félvezetőjének (szilícium)
elektronjait kötéseiből, a kémiai folyamatból adódóan pedig az elem diódájának
anódján és katódján potenciálkülönbség keletkezik, ez pedig elektromos
feszültséget gerjeszt.
Mitől függ a napelem teljesítménye?
1. Cellák anyaga és mérete
A cellák alapanyaga lehet:
• Szilícium
• Fém-félvezető-fémszerkezetek (festékanyaggal érzékenyített fél-oxidok) pl: kadmiumtellurid, réz-indium-tellurid
• Adalékolt amorf félvezető napelem
• Szerves anyagból (polimerekből) készült napelem
Napjainkban a napelemek kb. 95 %-a készül szilíciumból, mivel ennek a típusnak
legnagyobb a hatásfoka. Egy átlagos szilícium cella 1,5 W/100 cm2 teljesítményt ad le 0,5
V DC feszültség és 3 A áramerősség formájában egy teljes nyári napsütésnél (1000 W/
m2).
Mitől függ a napelem teljesítménye?
2. A fény hullámhossza
Fénynek nevezzük az elektromágneses
sugárzás emberei szemmel látható részét,
amely 400-800 nm hullámhosszúságú és a
következő színekben látjuk őket:
•
400-420 nm ibolya
•
420-490 nm kék
•
490-540 nm zöld
•
540-640 nm sárga
•
640-800 nm vörös
A látható fény részaránya 49% (a többi infra
vörös és ibolyántúli sugárzás). A Si napelemek
leginkább a vörös és kék spektrumú fényt
hasznosítják.
2. ábra A napsugárzás spektrális megoszlása
Mitől függ a napelem teljesítménye?
3. A fény intenzitása
3. ábra Napsütéses órák száma
4. ábra Szórt és direkt sugárzás
Mitől függ a napelem teljesítménye?
Egyéb befolyásoló tényezők:

Hőmérséklet (a hőmérséklet emelkedésével csökken a hatásfok)
 Napsugarak beesési szöge
 Napelem tájolása és dőlési szöge (Magyarországon a déli tájolás és 40 °-os
dőlés szög az ideális)
 Cellák tisztasága
 Éghajlati tényezők (időjárás, domborzat stb.)
Hatásfok mérése
Napelem hatásfoka=Pm /E×Ac
Pm :fényelem által kiadott maximális teljesítmény
E: napsugárzás energiája (W/m2)
Ac: napelem felülete (m2)
A napelem hatásfoka azt határozza meg, hogy mennyi napsugárzást alakít át
elektromos árammá.
Napelem típusai

Monokristályos (Si) napelem: ez a napelem a ma létező legjobb
hatásfokkal bíró napelem, aminek hatásfoka 15-17% között van. A
monokristályos napelem a közvetlen napfényt hasznosítja jobban, de a szórt
napfényben már kevésbé hatékony. Élettartama 30 év körül van.
 Polikristályos (Si) napelem: ennél a típusnál kisebb az előállítási költség,
viszont a teljesítménye is valamivel kisebb, mint a monokristályos napelemé.
Hatásfoka 11-13%, élettartama 25 év körül van.
 Amorf
(Si) vékonyrétegű napelem: a kevesebb anyagköltségnek
köszönhetően ez a legolcsóbb típus, de a legkisebb teljesítményű is. Abban az
esetben érdemes ezt a típust választani, ha nagyon nagy és olcsó felület áll
rendelkezésre a felhelyezéshez. További előnye, hogy fényáteresztő. Hatásfoka
5-8%, élettartama kb. 10 év.
Sziget üzemű napelem
A sziget üzemű rendszereknél a megtermelt energiát
akkumulátorokban tároljuk. Ez olyan helyeken előnyös
elsősorban, ahol nincs lehetőség az áramszolgáltató
hálózatára való csatlakozásra, vagy az csak nagyon nagy
költségek árán építhető ki (pl: tanyák, erdészházak).
Ilyenkor a napelemek által előállított áramot egy
töltésszabályozón
keresztül
az
akkumulátorokba
tápláljuk, így az eltárolt áram segítségével olyan
időszakokban is képesek vagyunk az energia ellátást
biztosítani, amikor nem üzemelnek a napelemeink (pl.:
esti időszak). Az akkumulátorokból egy inverteren
keresztül jut el az áram a különböző fogyasztókhoz, ami a
12, 24 V-os egyenáramot 230 V-os váltakozó árammá
alakítja át.
5.ábra Sziget üzemű rendszer
Hálózati visszatáplálásos napelem
A hálózati visszatáplálás lényege, hogy két
irányból is lehetőségünk van áramfelvételre.
Amikor üzemel a napelem, az általa termelt
energiát hasznosítjuk, ha pedig ép nem
üzemel (pl.: az esti órákban), akkor az
áramszolgáltatótól
vételezünk
áramot.
Ebben az esetben nem tároljuk az elemek
által előállított energiát, így nincs
szükségünk—az egyébként igen költséges—
akkumulátorokra. Tehát ha a napelem
rendszerünk többet termel, mint amit épp
felhasználnánk, a többletet visszatáplálja a
szolgáltató hálózatára, ha kevesebbet
termel, mint amennyire épp szükségünk
lenne,
a
hiányzó
mennyiséget
az
áramszolgáltatótól vesszük igénybe.
6.ábra Hálózati visszatáplálás
Napelemek várható teljesítménye
Hónap
Ed
Em
Hd
Hm
Január
1,56
48,2
1,78
55,1
Február
2,37
66,3
2,76
77,2
Március
3,13
97,1
3,78
117
Április
3,76
113
4,72
141
Május
4,09
127
5,29
164
Június
4,14
124
5,45
163
Július
4,39
136
5,79
180
Augusztus
4,32
134
5,68
176
Szeptember
3,85
116
4,89
147
Október
3,12
96,6
3,84
119
November
1,78
53,5
2,10
63
December
1,26
39,1
1,44
44,6
Éves átlag
3,15
95,8
3,97
121
1 kW-os napelem rendszer várható
teljesítménye
Magyarországon
(Szeged).
Ed: Napi átlagos teljesítmény (kWh)
Em: Havi átlagos teljesítmény (kWh)
Hd: Napi átlagos beérkező
napsugárzás mennyisége (kWh/m2)
Hm: Havi átlagos beérkező
napsugárzás mennyisége (kWh/m2)
Hogyan működik a napkollektor?
A napkollektor működésének lényege, hogy a napsugárzás energiáját hővé alakítja át. A
kollektorokban egy hőabszorber anyag a Nap hőenergiáját csövekben keringélő,
hőcserélő közegnek (ami általában fagyálló folyadék vagy levegő) adja át. Ha a közeg
megfelelő hőmérsékletet ér el, akkor tovább adja a hőt a bojlerben tárolt víznek.
A legelterjedtebbek a kis, családi ház méretű kollektoros rendszerek, amik a használati
meleg víz ellátást biztosítják. Használható még fűtésrásegítésre, leginkább olyan
épületeknél, ahol alacsony hőfokú fűtési rendszerek vannak pl.: padlófűtés, mennyezetvagy falfűtés, illetve ezek kombinációja. Nagyobb felületű napkollektor rendszerek
közintézmények, iskolák, panziók ellátását is képesek biztosítani.
Napkollektor típusai

Síkcsöves napkollektor
A napsugárzás energiáját hővé alakító abszorber
lemez az aljára hegesztett csőhálózatban
keringő folyadéknak
adja át a hőt, ami
továbbítja azt a bojlerben tárolt vízhez. Az
abszorber lemezt egy üveglappal fedik le, ami a napfényt átengedve – védi a külső környezeti
hatásoktól. Élettartama kb. 20-25 év.
7. Ábra Síkcsöves napkollektor működési rajza
(www.naturenergia.hu)
Napkollektor típusai

Vákuumcsöves napkollektor
A
vákuumcsöves
kollektor
alapötlete
a
termoszüvegektől ered. A dupla üvegfal belső
felére viszik fel az abszorber réteget. A külső
üvegcső teljesen átlátszó. A beeső fény a belső üveg
felületén hővé alakul, melyet az üvegcső
belsejében elhelyezett fűtőcső továbbít a
gyűjtőegységbe. Innen a rendszerben keringtetett
folyadék a víztartályba szállítja az átvett hőt. A két
üvegcső közötti teret vákuum tölti ki, amely a
hőszigetelést biztosítja. A vákuum miatt kisebb a
hő veszteség, ezért nagyobb a hatásfok, élettartam
kb. 15 év.
9. Ábra Vákuumcsöves napkollektor működési rajz
(www.naturenergia.hu)
Napkollektor típusai

Levegős napkollektor
Ennél a típusnál a közvetítő közeg a levegő. A
felmelegített levegővel lehet fűteni a lakást, illetve
a mezőgazdaságban alkalmas lehet a termények
szárítására, aszalására.
10. Ábra Levegős napkollektor működési rajza
(www.naturenergia.hu)
Napkollektor típusai

Parabolás napkollektor
A kollektorok egy tovább fejlesztett változata, amelyben a parabolák egy pontba
fókuszálják a napsugarakat, és ebben a fókuszpontban történik a hő átadása.
11. Ábra Parabolás napkollektor Kaliforniában
(www.diverziti.hu)
12. Ábra Parabolás napkollektor egy csepeli
óvoda tetején (www.ujenergiak.hu)
13. Ábra Parabolás napkollektor a Mojave
sivatagban (USA) (www.ujenergiak.hu)
Napkollektor hatásfoka
Napkollektor hatásfoka=hasznosított hőmennyiség/ napkollektor felületére
érkező hőmennyiség
A napkollektor hatásfoka nem állandó,pillanatnyi értéke függ a napsugárzás intenzitásától
és a napkollektor és környezete hőmérsékletétől (a különböző kollektor típusok hatásfoka
20-80 % között mozog).
Megújuló energia az EU-ban
 Az Európa Tanács 2007-ben fogadta el az Energia és Klíma csomagot, mely szerint a
végső energia felhasználásban a megújuló energiaforrások arányát 2020-ig uniós szinten
20 %-ra kell növelni (2007-ben ez az érték 8,5 %).

Magyarország vállalása 13% (jelenlegi érték 7,3 %).
Megújuló energia az EU-ban
Megújuló energia az EU-ban
Megújuló energia az EU-ban
A megújuló energiaforrások részaránya az EU-ban (2005)
5,5%
0,7%
5,5%
22,2%
Biomassza
Víz
Szél
Geotermikus
Napenergia
66,1%
Megújuló energia az EU-ban
Magyarország adottságai
A globálsugárzás éves átlagos mértéke és havi eloszlása Magyarországon (3,6MJ/m2
=1 kWh/m2)
(forrás: www.met.hu)
(forrás: www.met.hu)
Magyarország adottságai
Napsütéses órák száma Magyarországon (/év)
(forrás: www.ekh.kando.hu)
Magyarország adottságai
Magyarország megújuló energia
potenciálja
Aktív szoláris termikus potenciál 48,815 PJ/év
Passzív szoláris termikus potenciál 37,8 PJ/év
Szoláris termikus potenciál a
mezőgazdaságban 15,911 PJ/év
Szoláris fotovillamos potenciál 1749,0 PJ/év
(Forrás: MTA felmérése a megújuló energiapotenciálról
2006)
Magyarország adottságai
Energiahordozók százalékos megoszlása Magyarországon (2005)
Magyarország adottságai
Megújuló energiaforrások százalékos megoszlása Magyarországon (2005)
1,7%
8,2%
0,3%
0,1%
Szilárd biomassza
Geotermikus
Víz
Napenergia
Szél
89,6%
Magyarország adottságai
Kisebb kapacitású berendezések felszerelése nem engedélyköteles, viszont nagyobb
teljesítményű megújuló energia-erőművek létesítéséhez bonyolult, idő- és
költségigényes engedélyeztetési eljárás szükséges.
Magyarország adottságai
Támogatási rendszerek Magyarországon:
 KÁT
Pályázati források
Magyarország adottságai
KÁT – kötelező átvétel
Célja többek között a megújuló energiaforrások használatának növelése. Ennek
érdekében támogatja a megújuló energiaforrásokat és hulladékot hasznosító, illetve
kapcsoltan termelő erőművek villamos áram termelését. A támogatás két részből áll:
egyrészt kötelező a termelt áram átvétele, másrészt támogatott (piaci ár feletti) átvételi
árat garantál a termelőknek.
Napelemes rendszerek esetében a jelenlegi átvételi ár 28,72 Ft/kWh 50kVA teljesítmény
felett. A kisebb „háztartási méretű kiserőművek” (pl.: egy családi házra szerelt napelem
rendszer) esetében szintén kötelező az átvétel, de itt az áramszolgáltató éves szaldós
elszámolást alkalmaz. A napelemek által betermelt mennyiségből levonja a háztartás
által felhasznált mennyiséget. Amennyiben többet termeltek a napelemek az elhasznált
mennyiségnél, akkor a szolgáltató a piaci ár 85 %-át fizeti ki érte.
Magyarország adottságai
Pályázati források megújuló energia hasznosítására
 Vállalkozások, közintézmények részére 2013-ig évente 7,3 Mrd Ft áll rendelkezésre
(KEOP), támogatási összeg aránya max. 70 %.
 Magányszemélyek széndioxid kvóta értékesítéséből befolyt összeg egy részét vehetik
igénybe a Zöld Beruházási Rendszer pályázatin keresztül. 2010-ben 2,4 Mrd Ft volt a
felhasználható keret. A támogatás mértéke 30-60%.
 A készülő Széchenyi Terv nagy hangsúlyt helyez energiatakarékosságot és a megújuló
energiaforrások felhasználását elősegítő beruházások támogatására.
Jövőbeni feladatok
 Hatékonyabb támogatási rendszerek (rendelkezésre álló források bővítése,
egyszerűsített pályázati eljárások, elnyerhető támogatási összegek növelése, kedvező
hitellehetőségek).
 A szükséges engedélyeztetési eljárások egyszerűsítése.
 Hazai „nap-ipar” megteremtése: kutatás, fejlesztés támogatása, hazai vállalkozások
támogatása, ösztönzése.
 Oktatás:
környezettudatosságra
való
nevelés,
megújuló
energiaforrások
jelentőségének, fajtáinak, gyakorlati alkalmazhatóságának oktatása, stb.
 Média:
kampányok,
ismeretterjesztő
műsorok,
népszerűsíteni a környezetbarát technológiákat.
kiadványok
segítségével
Magyarországi példák
Gödöllő – Szent István Egyetem
 9,6 kW-os összteljesítmény
 Napelemek összfelülete 150 m2
 Hálózati visszacsatolás
 Elsősorban oktatási és demonstrációs
célra készült
14. Ábra Naperőmű Gödöllőn (forrás: www.zoldtech.hu)
Magyarországi példák
Hatvan (tervezett)
 500 kW-os összteljesítmény
 Hálózati visszacsatolás
 Pályázati forrásból megvalósuló beruházás
közintézményeket látná el villamos árammal.
1000
háztartást
és
a
helyi
 A beruházást mintaprojektnek szánják, a későbbiekben egy harmincszor ekkora
naperőművet építenének már befektetési céllal.
Magyarországi példák
Tesco (Budaörs, Pesterzsébet)
Budaörs
 1030 m2 –es felületű napkollektor rendszer.
 Az irodák és az áruház meleg víz ellátását és az áruházi eladótér fűtését biztosítja,
illetve agy abszorpciós hűtőgéppel kiegészülve az irodák klimatizációját látja el.
Pesterzsébet
 670 m2 –es felületű napelem rendszer.
 Az áruház villamos energia ellátását szolgálja.
 Évente 100.000 kWh energiát termel.
Nemzetközi példák
Sevilla, (Spanyolország) Planta Solar 10 naperőmű
 11 megawattos erőmű 624 mozgatható tükörrel
termeli a villamos energiát.
 Az
egyes tükrök felülete körülbelül 120
négyzetméter, mely a központi 115 méter magas
toronyra irányítja a napsugárzást. A toronyban egy
napenergiát felfogó készülék és egy gőzturbina
található. A turbina által meghajtott generátor állítja
elő az elektromos áramot.
 A napenergia torony a hőt gőz formájában
tartályokban tárolja 50 bar nyomáson, 285 °C-on. A gőz
kicsapódik, majd amint a nyomás csökken,
visszaalakul gázzá.
15. Ábra naperőmű Sevillában
Nemzetközi példák
Mojave sivatag (USA) Nevada Solar One
 64
MW
teljesítményű
parabolacsatornás
naperőmű (napkollektor rendszer).
 Nagyméretű, parabola ívűre hajlított tükör
segítségével fókuszálják a napfényt. A beérkező
napsugárzás a tükörfelületen visszaverődik, és
mindenestől a parabola képzeletbeli gyújtóvonalába
koncentrálódik. A gyújtóvonalban vezeték fut végig,
ami elnyeli és hővé alakítja az összegyűjtött
napsugárzást, majd a keletkezett hőt a benne áramló
folyadéknak adja tovább. A felhevített folyadékkal
gőzt termelnek, ami egy gőzturbinát hajt meg.
 A tükör parabolák egy automatikus napkövetőmechanizmus segítségével követik a Nap járását.
16. Ábra Napkollektorok a Mojave sivatagban
(forrás:www.origo.hu)
Alkalmazási példák
Napelemes rendszerek megtervezésénél két, egymással látszólag ellentétes
folyamatot kell végig gondolni ahhoz, hogy a beruházás hosszú távon is
gazdaságos legyen (optimális megtérülési időt megvalósítva).
I. Energiahatékonyság javítása: egyrészt a jelenlegi fogyasztók áram
szükségét kell lehetőségek szerint minél alacsonyabban tartani, ami által a
napelemes rendszer beruházási összege csökkenthető.
Csökken a megtérülési idő!
Alkalmazási példák
Energiahatékonyság javítása:
 Energiatakarékos háztartási gépek, asztali PC helyett laptop, stb.
 Világítás áttervezése, hagyományos izzók lecserélése energiatakarékos
izzókra (pl: Led világításra, amelynek minimális az áramigénye).
 A különböző épületfunkciók (fűtés, hűtés, árnyékolás, világítás stb.)
szabályozása épületautomatizálási rendszerekkel.
 Megfelelő hőszigetelés, passzív ház (Löglen, Prokoncept).
Alkalmazási példák
II. A legtöbb kiadással járó épületfunkciók átállítása elektromos
üzeműre: például a fűtés a rezsiköltségek 60-80 %-át adják, ezt a költséget
elektromos fűtéssel – amelyhez a napelem biztosít „ingyen” áramot – mindez
lecsökkenthető nullára!
Nagyobb teljesítményű napelem
Rezsi kiadások radikális csökkenése
Csökken a megtérülési idő!
Alkalmazási példák
Különböző fűtési módok költség összehasonlítása megújuló energiaforrások
igénybevételével és anélkül.
Alapadatok
Fűtőértéke
Bruttó ára
Tüzelőanyag
3
(MJ/m ,MJ/kg) (Ft/m3, Ft/kg)
Földgáz
Pellet
Tűzifa
Szalmabrikett
34
136
17,5
60
14
17
26
32
Egyéb adatok
Fűtési napok száma az évben:
186
nap
Fűtési órák száma egy napon:
6
óra
33,44
Ft/kW
4
W/W
Napsütéses órák száma fűtési idényben
255
óra
Maximális napsugárzási érték
1200
W/m2
Napsütés intenzitása
60
%
Napkollektor vákumcsövek száma
30
db
Bruttó áramdíj (GEO tarifa)
Hőszivattyú energetikai hatásfoka (COP)
Alkalmazási példák
Különböző fűtési módok költség összehasonlítása megújuló energiaforrások
igénybevétele (napkollektor vagy napelem) nélkül.
Fűtött légtér: 285 m3
Az épület falazata
Bruttó éves fűtési költség
Hőátbocsátási
Hőszükséglet
tényező
Földgáz Pellet
(kW)
(W/m2K)
Tűzifa Szalmabrikett Hőszivattyú Caleo
Tégla (36 cm)
1,43
15,96
256 484
219 843
119 082
120 698
148 903
198 537
Tégla (36 cm + 5 cm Nikecell)
0,51
9,98
160 302
137 402
74 426
75 436
93 064
124 086
Porotherm 38 HS
0,26
7,98
128 242
109 922
59 541
60 349
74 451
99 269
Porotherm 44 HS
0,22
7,13
114 502
98 144
53 161
53 883
66 475
88 633
ISOTEQ Plusz
0,21
6,84
109 922
94 218
51 035
51 728
63 816
85 087
6 cm Agepan lemez + 16 cm
cellulóz
0,19
5,70
91 601
78 515
42 529
43 106
53 180
70 906
Vályogfal (57 cm)
0,17
5,42
87 021
74 590
40 403
40 951
50 521
67 361
LÖGLEN (41 cm-es fal)
0,17
5,42
87 021
74 590
40 403
40 951
50 521
67 361
Használati melegvíz ellátás nélkül!
Alkalmazási példák
Különböző fűtési módok költség összehasonlítása megújuló energiaforrások
igénybevételével (napkollektor vagy napelem).
Fűtött légtér: 285 m3
Az épület falazata
Bruttó éves fűtési költség
Hőátbocsátási
Hőszükséglet
tényező
(kW)
2
(W/m K)
Caleo +
napelem
Földgáz +
Pellet +
napkollektor napkollektor
Tűzifa +
napkollektor
Szalmabrikett + Hőszivattyú +
napkollektor napkollektor
Tégla (36 cm vtg)
1,43
15,96
0
244 586
209 645
113 558
115 099
141 996
Tégla (36 cm vtg + 5 cm
Nikecell)
0,51
9,98
0
148 405
127 204
68 902
69 838
86 157
Porotherm 38 HS
0,26
7,98
0
116 345
99 724
54 017
54 750
67 544
Porotherm 44 HS
0,22
7,13
0
102 604
87 947
47 638
48 284
59 568
ISOTEQ Plusz
0,21
6,84
0
98 024
84 021
45 511
46 129
56 909
6 cm Agepan lemez + 16 cm
cellulóz
0,19
5,70
0
79 704
68 318
37 005
37 508
46 273
Vályogfal (57 cm vtg)
0,17
5,42
0
75 124
64 392
34 879
35 352
43 614
LÖGLEN (41 cm-es fal)
0,17
5,42
0
75 124
64 392
34 879
35 352
43 614
Használati melegvíz ellátás nélkül!
Alkalmazási példák
Példa megvalósult beruházásra: bordányi családi ház (140 m2) korszerűsítése
 Fűtési rendszer: 65 m2 Caleo fűtőfilm (infrafűtés), bekerülési ktg.: 1,250
millió Ft.
 Napelemes rendszer: 7,56 kW teljesítmény (42 db 180W-os napelem modul),
hálózati visszacsatolással, a fűtés mellett a többi elektromos fogyasztó
(pl.:világítás, stb.) villamos energia ellátást is biztosítja. Bekerülési ktg.: 7 millió
Ft.
 Korábban áram és gázszámlára kifizetett összeg: 900.000 Ft/év.
Alkalmazási példák
Év
Megtérülés – Költség szempontból
 900.0000 Ft rezsi költség 5 %-os energia
áremelkedéssel kalkulálva
 Beruházási költség (8,25 millió Ft) a 8. évben
megtérül
 Érvényben lévő pályázati támogatással a
megtérülési idő 6 év!
Rezsi
Summa
1
900 000
900 000
2
945 000
1 845 000
3
992 250
2 837 250
4
1 041 863
3 879 113
5
1 093 956
4 973 068
6
1 148 653
6 121 722
7
1 206 086
7 327 808
8
1 266 390
8 594 198
9
1 329 710
9 923 908
10
1 396 195
11 320 103
Alkalmazási példák
Megtérülés – Befektetési szempontból
 900.0000 Ft rezsi költség 5 %-os energia áremelkedéssel kalkulálva
 Hosszú távon: 30 év
 30 év alatt a rezsikiadás összesen: 60 millió Ft
 A jelenleg beruházásra szánt összeget (8,25 millió Ft) inkább befektetnénk,
akkor 6,8 %-os éves kamatozású befektetési formával érnék el ugyanezt az
összeget.
Köszönöm a figyelmüket!
Kovács Gábor, Csányi Gábor
Electro Home Bau Kft.
www.electrohomebau.hu
0620/417-23000
[email protected]
Felhasznált irodalom
 www.energiakozpont.hu
 www.ekh.kando.hu
 Móczár-Farkas: Napenergia hasznosítás
 Bohoczky Ferenc: Megújuló energiaforrások-Napenergia hasznosítása
 www.napkollektor.net
 www.alternativenergia.hu
 www.energiaklub.hu
 www.wikipedia.hu
 Varga Katalin: Javaslatok a megújuló energiaforrások szabályozási és támogatási
környezetének felülvizsgálatához

similar documents