Megújuló energia potenciál
SZÉLBŐL ENERGIA • A napenergia másodlagos formája szélenergiaként is megjelenik • a földet érő napsugarak a légkört különböző mértékben 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 1,52,5%-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 felhasználása 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 után Például: 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 fogva képes 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
15
Finland
86
(2005: 83, +83.7%)
(2005: 82, +4.9%)
16 Hungary
61 (2005: 17.5, +248.6%)
17
Lithuania
55.5
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
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%)
(2005: 6.4, +767.2%)
(2005: 199.2, +92.3%)
Wind energy installation by country EU27 Definition: Total capacity installed end 2006, in megawatts (MW) Source:European Wind Energy Association (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 EUban: On-Shore: 23-25% Off-Shore: 40-45% • Lehetséges problémák: Rendszerirányítási, szabályozási (különös tekintettel a megfelelő tárolókapacitásra)
KÖRNYEZETRE GYAKOROLT HATÁS • Zajkibocsátás : max 100 dB (max. teljesítménynél) • Atmoszféra kibocsátás: NINCS (CO2, SO2, hamu, por) • Ökológiai értékelés: károsodást nem okoz, az építési területen álló nem terem
20 barackfa elöregedés miatt már
• Madarakra gyakorolt hatás: 1/perc)
• Hidrológiai értékelés:, a
komoly veszélyt nem okoz.(30
Vízkészletre nem gyakorol hatást, forrás környéken nincs.
• Biztonsági értékelés:
legszigorúbb európai védőtávolság
• Vizuális hatás:
fényelnyelő felületkezelések Árnyék nem halad el lakott terület fölött
250m, Legközelebbi lakóház Kulcson: 500 m
• Társadalmi hatás: hatás
• Lebontás hatása:_ elbocsátás nincs
környezetkímélő oktató, nevelő, tudatosító kb. 30 év, veszélyes hulladék nincs, újrafelhasználható, munkaerő
„Minden kilowattóra elektromos áram, amelyet szélerőművel 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 után Például: 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 globális mezık dinamikai leskálázásával.. Magyarországi szél és napenergia kutatás eredményei. 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 vonatkozó potenciális fajlagos szélteljesítmény eloszlását bemutató térképlapok • MTA Energetikai Bizottság Megújuló Energetikai Technológiák Albizottság: „Magyarország megújuló energetikai potenciálja” szélenergia potenciál Tanulmány
– Eredménye
• A szélenergia potenciál vizsgálat 60 méter magasságra 600 kW teljesítményő 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 (Péves átl =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
ELMŰ; 1 TITÁSZ; 51
MVM; 254
DÉMÁSZ; 78
DÉDÁSZ; 126
1800
negyedévi
halmozott
1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 20 05 .I V. 20 06 .I . 20 06 .II . 20 06 .II I. 20 06 .IV . 20 07 .I.
ÉMÁSZ; 223
ÉDÁSZ; 954
szélerőmű-teljesítőképesség, MW
Összesen 1687 MW új szélerőmű – másfél év alatt
Mintegy húsz befektető cég (Kft) tervei alapján (?!) 1. ÁBRA Magyarországi 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) 2001 2002 2003 2004 Geotermia Napkollektor Tűzifa Erdészeti hulladék Egyéb biomassza Biogáz Vízenergia Szélenergia Fotovillamos ÖSSZESEN Hulladékégetés Mindösszesen Részarány (%)
7 7,6 186 0,9 0,06 201,5 112 313,5 0,8
6 109 793 11,2 18,37 23 194 171 210 1,2 3,6 5,5 0,06 0,07 0,1 212,4 301,97 1031,6 59 67 54 271,4 368,97 1089,6 0,6 0,9 2,6
Hőhasznosítás (TJ)* 2001 2002 2003 2004 3 600 60 13 539 4 600 12 461 126 669,6 3,24 0,0216 35,1 PJ 2 597 37,7 PJ 3,6
3 600 70 14 592 4 550 11 602 133 698,4 4,32 0,0216 35,2 PJ 1 995 37,2 PJ 3,6
3 600 3600 76 76 18 176 23900 4 800 15029 9 625 191 229 615,6 756 12,96 20 0,0252 0,36 37,1 PJ 42,7 PJ 1 507 1373 38,6 PJ 44,1 PJ 3,5 4,2
Szélerőművek fajtái
ENERCON E40 SZÉLERŐMŰ ALAPADATAI • Tengelymagasság: • Rotor átmérő: Max. kerületi sebesség: • Indító szélsebesség: • Névleges szélsebesség: • Leállítási sebesség:
65 m 44 200 km/ó 2,5 m/ó 12,5 m/s 25 m/s
• Névleges fordulatszám: 18-38 f/perc • Névleges teljesítmény:
600 kW
• Automatizáltság foka: TELJESKÖRŰ
Idén megduplázódott a hazai szélerőművi kapacitás A Magyar Szélenergia Társaság 2006 szeptemberében következő magyarországi 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 Törökszentmiklóson csatlakozott hálózatra egy-egy 1,5 MW Fuhrlander gyártmányú szélerőmű. Szeptember elején Felsőzsolcán építettek egy Vestas 1,8 MW V90NH105 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.
Megújuló energiafor potenciál Mo-n (PJ/év) 70 60 50
58 50 Potenciálisan felhasználható Jelenleg hasznosított
40 28
30 20
5
0,7
Vízenergia
0,01
Szél
Geotermia
0
7,2 0,006 Biomassza
3,2
4
Nap
10
A megújuló energia hasznosítása Magyarországon 1999 – 2003.
Élettartam ciklus elemzés Life Cycle Analysis (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 nem old meg minden környezetszennyezési problémát, de segít egy környezetbarát és fenntartható energiagazdaság megteremtésében! - A fosszilis tüzelőanyagok kedvező ára,
elérhetőségük, nagyobb fajlagos energiatartalmuk, korszerűbb felhasználási technológiájuk hátráltatja a megújulók hasznosításának növekedését
FIGYELŐ grafika, 2004-es júliusi 8.-íszám.
