É 0094-06/3/4
A 10/2007 (II. 27.) SzMM rendelettel módosított 1/2006 (II. 17.) OM rendelet Országos Képzési Jegyzékről és az Országos Képzési Jegyzékbe történő felvétel és törlés eljárási rendjéről alapján. Szakképesítés, szakképesítés-elágazás, rész-szakképesítés, szakképesítés-ráépülés azonosító száma és megnevezése, valamint a kapcsolódó szakképesítés megnevezése:
52 522 05 0010 52 02
Megújuló energiaforrás energetikus
Energetikus
É 0094-06/3/4
A feladatokat számítógépen kell megoldani, elkészíteni! A fájlt a vizsgaszervező által megadott helyre mentse el! 1. feladat Összesen: 15 pont Ön a megújuló energia felhasználásának lehetőségeiről érkező információkat beépíti napi tevékenységébe. Ön egy napkollektoros energiahasznosító rendszer sémáját tanulmányozza. Ismertesse a rendszer működését néhány mondatban, térjen ki az ellátandó funkciókra, az alternatív fűtési módokra, a beavatkozó szerv típusára, valamint a hőhordozó keringtetés módjára is térjen ki! Milyen fontos elemekből áll egy ilyen napkollektoros rendszer?
Használati-melegvíz készítő és medencefűtő napkollektoros rendszer. A napkollektorok a kéthőcserélős álló melegvíztárolót az alsó, beépített csőkígyón keresztül, a medencét a vízforgató körbe épített hőcserélőn keresztül fűtik. A tároló és a medence fűtése közötti átkapcsolás háromjáratú motoros váltószeleppel történik. A tároló hagyományos fűtése állókazánnal, a felső csőkígyón keresztül, vagy a tároló középmagasságába beépített elektromos fűtőpatronnal történik. A medence napkollektoros fűtésekor a szabályozó a kollektor köri szivattyún kívül a vízforgató szivattyút is elindítja. A medence hagyományos módon kazánnal fűthető, szintén a vízforgató körbe épített hőcserélőn keresztül. Az ilyen napkollektoros hőtermelő berendezések általában az alábbi fő részekből állnak: - Napkollektorok, melyek elnyelik, hővé alakítják és a folyadék munkaközegnek átadják a napsugárzás energiáját. - Tárolók, melyek a napkollektorokkal termelt hőt melegvíz formájában tárolják. - Működtető, szabályozó, biztonsági és ellenőrző szerelvények. Ide tartozik a keringető szivattyú, az automatika, a tágulási tartály, a biztonsági szelep, a nyomás- és hőmérők, a szabályozó és váltószelepek valamint az egyéb szerelvények. - Csővezeték rendszer, mely a kollektorokat köti össze a tárolóval.
É 2/7
É 0094-06/3/4
2. feladat Összesen: 85 pont Ön segíti, népszerűsíti a megújuló energiaforrások elterjedését. Energetikai tanácsadónak kéri fel egy 42 lakásos társasház közös képviselője, aki meg szeretné győzni a lakástulajdonosokat, hogy a tetőfelújításuk kapcsán valósítsanak meg napkollektoros rendszert is, amely a használati melegvíz-ellátásukat nagyrészt megoldja. Feladata hármas. a) Először a lakóknak egy max. 1 oldalas ismertető szóróanyagot kell készítenie a napkollektoros energiahasznosító rendszerekről! 20 pont Az emberiség egyre növekvő energiaigényét jelenleg döntő többségében az évmilliók során keletkezett fosszilis energiahordozók (szén, olaj, földgáz) elégetésével elégíti ki. Kibányászásuk és elégetésük nem megújítható folyamat, hiszen a már ma is kimerülőben lévő készletek nem pótolhatók. A fosszilis energiahordozók eltüzelésekor az égéstermékekkel légkörbe jutó káros anyagok rontják a levegő minőségét, a széndioxid pedig visszatartja a földi kisugárzást, így felmelegedést okozva veszélyezteti a Föld energia-egyensúlyát. A levegő szennyezettsége, a természet pusztulása, az egyre gyakoribb természeti katasztrófák, mind figyelmeztető jel kell, hogy legyen: eddigi gátlástalan energiagazdálkodásunkon változtatni kell. A megoldás csak a környezetbarát életszemlélet lehet, melynek két lényeges eleme az energiatakarékosság és a megújuló energiaforrások fokozottabb alkalmazása. A napsugárzás energiatartama közvetlenül is felhasználható. A napkollektorok a napsugárzást elnyelik, és hővé alakítják. Az így keletkezett hőenergia melegvíz készítésre, épületek fűtésére, vagy medencék vizének fűtésére használható. Magyarország az északi mérsékelt övben található. A napsütéses órák száma megközelítőleg évi 2100 óra, a vízszintes felületre érkező napsugárzás hőmennyisége ~1300 kWh/m2 év. A napsugárzás csúcsértéke nyáron, a déli órákban, derült, tiszta égbolt esetén eléri, esetenként meghaladja az 1000 W/m2 értéket. Magyarország egyes területei között a napsugárzás szempontjából nincsenek jelentős eltérések. A legnaposabb rész az ország középső, déli része, a legkevesebb a napsütés az északi és nyugati részen. Az eltérés az egyes országrészek között 10% alatti. A napsugárzást a különböző tárgyak anyaguktól, kialakításuktól függő részarányban visszaverik, elnyelik vagy átengedik. Hő akkor keletkezik, ha a napsugárzást az anyag elnyeli. Ezért a napkollektoros hőhasznosító berendezések célja a napsugárzás minél nagyobb részarányú elnyelése. Azt a berendezést, ami a napsugárzást elnyeli és hővé alakítja, napkollektornak (napenergia-gyűjtőnek) nevezzük. A napkollektor általában egy elöl üvegezett, hátul hőszigetelt lapos dobozban elhelyezett csőjáratos fekete lemez. A használati-melegvíz készítés a napkollektorok leggyakrabban alkalmazott üzemmódja. Melegvíz készítés esetén a kollektorok hőmérséklete általában 30-40°C-kal magasabb a környezeti levegő hőmérsékleténél. Ebben az üzemállapotban a szelektív síkkollektorok és a vákuumos kollektorok hatásfoka közel megegyezik, 60% körüli érték. Használati-melegvíz készítés esetén tehát a vákuumos és a nem vákuumos szelektív kollektorokkal hasznosítható napenergia között nincs nagy különbség. A napkollektorok telepítése ajánlott, amikor egy új építmény kerül építésre, vagy egy meglévő építmény hőtermelő és tetőszerkezet felújítása kerül sorra. Ekkor a napkollektoros rendszer létesítési költségeit, energetikai hasznát figyelembe véve kell komplex műszakigazdasági-környezetvédelmi értékelést végezni, majd dönteni a beruházás esetleges megvalósításáról. Az elvégzett megtérülési számítás alapján 11 év alatt megtérülne a napkollektorra fordított befektetésük, ezért mindenképpen javasolom Önöknek a napkollektoros rendszer megvalósítását!
É 3/7
É 0094-06/3/4
b) Másodszor el kell készítenie a lent megadott adatok alapján a társasházra tervezett napkollektor rendszer egyszerű megtérülési számítását, hogy a tulajdonosokat tájékoztatni tudja a várható költségekről, illetve a várható megtérülésről. A számításnál ne vegyen figyelembe banki kamatlábakat! 15 pont Adatok: A lakosoknak eddig villanybojleres használati melegvizes rendszerük volt. Ez továbbra is megfelel a tartaléknak, külön beruházást ez nem igényel. A villamos energia ára: Ft/kWh Bruttó "B" lakossági vezérelt (ún. éjszakai áram) (E) 30 (Villamos energia felhasználása esetén megközelítőleg 100% hatásfokkal lehet számolni.) Díjszabás fajtája
Napkollektoros rendszer fajlagos beruházási költsége (K):
200.000 Ft/m2
Szükséges napkollektor felület (F):
250 m2
Napkollektor beruházási összeg
50.000.000 Ft
Éves energia-megtakarítás a napkollektorokkal (T):
600 kWh/m2
Éves megtakarítás egy négyzetméter napkollektorral (Mév = K x E):
18.000 Ft/év
Egyszerűsített megtérülés idő (K / Mév):
11,11 év
3 pont
Képlet 3 pont, érték 2 pont Képlet 4 pont, érték 3 pont
c) Végül Önnek – aki oktatja is a megújuló energia felhasználásának lehetőségeit – az összehívott lakógyűlésen a felmerült kérdésekre kell korrekt válaszokat adnia, hogy a tulajdonosok minden szükséges információ birtokában legyenek a döntéshez! 50 pont Kérdés 1. A napsütésben gazdag mediterrán és forró égövi országokban a napenergiás vízmelegítés, főzés mindennapos, a településeken sok épület tetején láthatók ezek az egyszerű és olcsó berendezések. Magyarországon alkalmas az éghajlat a használati melegvíz előállítására? Válasz 1. A mérsékelt égövön a kisebb intenzitású és kevesebb ideig tartó napsugárzás ellenére is egyre jobban terjednek a szoláris melegvíz-készítő berendezések. A megfelelő hatékonyságot itt a napkollektorok és a hozzájuk kapcsolódó berendezések jobb hatásfoka, speciális anyagok, konstrukciók és technológiák nyújtják. Ezek miatt egyre inkább alkalmassá vált ez rendszer, még a nyári időszakon kívül is a HMV biztosítására. Kérdés 2. Hogyan oldjuk meg az éjszakai is folyamatos melegvízellátást? É 4/7
É 0094-06/3/4
Válasz 2: A vízmelegítő berendezésekben leggyakrabban napi tárolókat alkalmaznak. Hosszabb idejű energiatárolás is megoldható, de a heti vagy szezonális tárolás költségesebb, nagyobb tárolót, nagyobb beruházást igényel. A tárolót mindig megfelelő hőszigeteléssel kell ellátni a hőveszteség csökkentése érdekében. A tároló feladata sugárzás és a fogyasztás időbeni eltérésének áthidalása, a fogyasztás energiaigénye és a termelt hőmennyiség közötti eltérés kiegyenlítése és borult időszakok áthidalása. Kérdés 3. Nappal melegebb víz éjszaka vagy télen hidegebb víz folyik majd a csapból? Válasz 3: Nem erről szó sincs. A különböző napsugárzási viszonyok (nappal-éjszaka, derült-borult) és fogyasztási igények (vízmelegítés, medencevíz-fűtés, fűtés-kiegészítés) összehangolására és a berendezés automatikus üzemeltetésére szolgál a szabályozó berendezés, amely fölöslegessé teszi az emberi beavatkozást. Amennyiben valamilyen okból hidegebb lenne a víz, akkor az önök meglévő bojlere rásegít a melegítésre. Kérdés 4. A tetőn lévő kollektorokat nem fenyegeti a szétfagyás veszélye? Nagyon drága mulatság lenne ez nekünk! Válasz 4: Víz hőhordozó közeg esetén a napkollektor fagyveszélyes időszakban nem használható, ezért ősszel vízteleníteni kell a napenergia-hasznosító berendezést. Ennek a kiküszöbölésére érdemes fagyálló szolár folyadékot használni, amelynek fizikai tulajdonságai a víztől kismértékben eltérőek, de segítségével a berendezések egész évben biztonságosan üzemeltethetők. Kérdés 5. Nem mérgező ez a fagyálló folyadék? Mi van, ha bekerül a vízbe? Válasz 5: A fagyálló folyadék nem káros az egészségre, a szolár körben az egész éves működést biztosítja, összetételétől függően akár -30oC-ig is alkalmazható, speciális adalékanyagának köszönhetően több évig nem kell cserélni. A vízoldali nyomás nagyobb, mint a fagyálló folyadék, ezért lyukadás esetén sem kerülhet bele. Kérdés 6. Kérem, mondja el nekünk, hogyan történik a szerelés majd adott esetben, mennyire fogja felforgatni az életünket! Milyen figyelmet, karbantartást igényel a rendszer? Válasz 6: A helyszíni szerelést meg kell előznie a gondos tervezésnek, mert a legjobb minőségű napkollektorok sem tudják optimális teljesítményüket nyújtani, ha a hozzájuk kapcsolt rendszer nem megfelelően arányos. A berendezés szerelése két részből áll: • a kollektorok szerelése a szabadban tetőn, állványon és • a gépészet szerelése az épület belsejében, illetve a gépházban.
É 5/7
É 0094-06/3/4
A kollektorokat árnyékmentes, déli tájolású tetőre, vagy talajra, megfelelő dőlésszögű állványra javasolt szerelni. A kollektorok rögzítésekor számítani kell a várható szélhatásokra és egyéb külső behatásokra, amelyek ellen a védelmet biztosítani kell. Bizonyos esetekben ajánlott megfelelő villámvédelemről is gondoskodni. A gépészeti szerelés az épületgépészetben szokásos eljárások szerint történik. Célszerű először elvégezni a belső munkákat, és csak legvégül elhelyezni a kollektorokat, hogy minél rövidebb legyen az üresjárat. A szolár kör szereléséhez célszerű rézcsöveket alkalmazni, amelyeket 100-130°C hőmérsékletig használható hőszigeteléssel kell ellátni. A készre szerelt berendezésben, a hőszigetelések végleges felhelyezése előtt először tömörségi és nyomáspróbát kell tartani, hogy az esetleges hibákat kijavíthassuk. Sikeres nyomáspróba és a rendszer teljes átöblítése után a zárt szolár kört fel kell tölteni a fagyálló folyadékkal, majd gondoskodni kell az alapos légtelenítésről. A szabályozó berendezést és a szivattyú(k) villamos bekötését és ellenőrzését szakemberrel kell végeztetni. A berendezés működésének első néhány hetében célszerű figyelemmel kísérni az esetleges szivárgásokat, a rendszer belső nyomásának alakulását, a szabályozó működését. Ha néhány hét elteltével mindent rendben találunk, a továbbiakban az automatikus működés nem igényel sem gyakori ellenőrzést, sem beavatkozást. Kérdés 7. Az éves melegvíz fogyasztásom mekkora hányadát tudom majd innen biztosítani? Válasz 7: Magyarországi viszonyok között elsősorban a használati melegvíz-ellátásra hasznosítható a napenergia. A szelektív bevonatú abszorberrel felszerelt, üvegezett napkollektorral kétkörös rendszerben, egész éves üzemben az átlagos használati melegvíz-igény 55-60%-a fedezhető napenergiából. Kérdés 8. A hétvégi házam mellett van egy kis medence. Ennek a fűtésére is alkalmas lehet egy napkollektor telepítése? Mennyit nyújtható a szezon ezzel? Válasz 8: A szabadtéri medencék hőmérsékletét a párolgási veszteség csökkentésével és a begyűjtött energia növelésével emelhetjük. A párolgási veszteséget a vízfelület takarásával csökkenthetjük, a begyűjtött energiát napkollektorok alkalmazásával növelhetjük. A medence vízforgató berendezéséhez csatlakoztatott napkollektorokban keringtetett medencevíz hőmérsékletét jelentősen meg lehet emelni úgy, hogy a medencevíz már májusban (és még októberben) is kellemes hőmérsékletű lesz. A szükséges kollektorfelület 30-40%-kal csökkenthető, ha a használaton kívüli medencéket takarjuk. Fedett medencéknél hasonló a helyzet.
É 6/7
É 0094-06/3/4
Kérdés 9. A napkollektor rendszernél milyen élettartamban gondolkozhatunk? Válasz 9: A korszerű, egész éves üzemű napenergia-hasznosító berendezések korrózió- és időjárásállóak, csak fém és üveg alkatrészekből állnak, ezért élettartamuk az európai tapasztalatok alapján 20-30 év. Kérdés 10. A napkollektoros fejlesztésekre elérhető valamilyen pályázati lehetőség is? Válasz 10: A 2007-2013 időszakban az Új Magyarország Fejlesztési Terv Környezet és Energia Operatív Program (KEOP) megújuló energiaforrás-felhasználás növelése, valamint hatékony energia felhasználás elősegítése érdekében ír ki pályázatokat. 2009. évben meghirdetett pályázati kiírások közül több KEOP pályázat is volt pl. a „Helyi hő- és hűtési igény energiaigény kielégítése megújuló energiaforrásból”, „Épületenergetikai pályázatok megújuló energiaforrás felhasználással kombinálva” vagy akár az „Épületenergetikai fejlesztések megújuló energiafelhasználással kombinálva” címmel megjelent kiírások. Ilyen pályázati kérdésekkel nyugodtan keressék meg a megyei MTESZ Technika Házakban lévő tanácsadó centrumokat ahol szakértő és ingyenes segítséget kapnak. A kérdésekre adott válaszok egyenként 5 pontot érnek, de nem több mint max. 50 pont!
A javítási-értékelési útmutatótól eltérő, más helyes megoldásokat is el kell fogadni. Összesen: 100 pont 100% = 100 pont EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 45%.
É 7/7
