Miskolci Egyetem. Gépészmérnöki És Informatikai Kar Energetikai És Vegyipari Gépészeti Intézet Vegyipari Gépészeti Intézeti Tanszék

Miskolci Egyetem

Gépészmérnöki És Informatikai Kar Energetikai És Vegyipari Gépészeti Intézet Vegyipari Gépészeti Intézeti Tanszék

Megújuló energiaforrások alkalmazása egy családi ház példáján keresztül Készítette: Csizmár Zoltán

Tervezésvezető: Bodnár István PhD hallgató

Konzulens: Dr. Siménfalvi Zoltán Egyetemi docens

1

Miskolc, 2014

Tartalomjegyzék: 1. Bevezetés .............................................................................................. 4. 2. Megújuló energiák típusai .................................................................... 5. 2.1. Szélenergia .................................................................................. 5. 2.2. Vízenergia ................................................................................... 5. 2.3. Geotermikus energia ................................................................... 8. 2.4. Biomassza ................................................................................... 9. 2.5. Napenergia .................................................................................. 10. 3. Napenergia hasznosítás ......................................................................... 11. 3.1. Előnyök ....................................................................................... 11. 3.2. Hátrányok, problémák................................................................. 11. 4. Napenergia hasznosítás lehetőségei ...................................................... 13. 4.1. Napenergia passzív hasznosítás .................................................. 13. 4.1.1. Ókori Görögország .............................................................. 16. 4.1.2. Római Birodalom ................................................................ 16. 4.1.3. Középkor és Reneszánsz ..................................................... 17. 4.1.4. Üvegházak elterjedése ......................................................... 18. 4.2. Napenergia aktív hasznosítása .................................................... 19. 4.2.1. Aktív hasznosítás története ................................................. 19. 4.2.2. Napelem .............................................................................. 23. 4.2.3. Napkollektor ........................................................................ 27. 4.2.3.1. Tányéros ...................................................................... 27.

2

4.2.3.2. Napteknő...................................................................... 28. 4.2.3.3. Tornyos naphőerőmű ................................................... 28. 4.2.3.4. Napkémény .................................................................. 30. 4.2.3.5. Síkkollektorok ............................................................. 31. 4.2.3.6. Vákuumcsöves ............................................................. 32. 4.2.4. Napkollektoros rendszerek .................................................. 33. 5. Napenergia hasznosítás Magyarországon ............................................. 36. 6. Napenergiás rendszer tervezése ............................................................ 38. 6.1. Napelemes rendszer .................................................................... 38. 6.2. Napkollektoros rendszer ............................................................. 43. 7. Összegzés .............................................................................................. 48. 8. Idegen nyelvű összegzés ....................................................................... 50. 9. Irodalomjegyzék.................................................................................... 52.

3

1. Bevezetés Mai világunk egyik nagy kérdése az energia igény állandó növekedése, illetve ennek a megnövekedett igénynek a kielégítése. Energia ellátásunk túlnyomó részét a mai napig fosszilis energiahordozókból nyerjük, ám ezek készlete rohamosan csökken, becslések szerint már akár 50 év múlva is problémát okozhat az energiaellátás, ha nem sikerül valamilyen megoldást találni erre a problémára. Nem csak az energiahordozók lelőhelyeinek kimerülése jelent problémát, hanem ezeket általában elégetve nyerjük ki belőlük a számunkra szükséges energiát. Ezek során azonban sok szennyező anyag kerül a levegőbe, ami folyamatosan roncsolja élőhelyeinket, így ez is sürgetővé teszi, hogy az emberiség más féle energiaforrás felé forduljon. Az atomenergia az, ami elterjedt az utóbbi pár évtizedben, azonban ez sem bizonyult jó megoldásnak mivel a sugárszennyezés magas veszélye miatt több fejlett ország már ezen erőművek bezárása mellett döntött. Egyik nagy lehetőség a megújuló energiák hasznosítása lehet, amivel az utóbbi évtizedben kezdtek el komolyabban foglalkozni a tudósok. Ilyen energiák a szél, a víz, geotermikus és a napenergia. Én a napenergiában látom a jövőt ezért szakdolgozatomban, ennek az energiaforrásnak a mindennapi használatát fejtem ki, és megvizsgálom egy konkrét családi ház áram és meleg víz ellátásához szükséges napenergia hasznosító berendezéseket.

4

2. Megújuló energiák típusai 2.1. Szélenergia Magyarországon a szél energiáját már évszádokkal ezelőtt kezdték el hasznosítani, gondolok itt a gabona feldolgozásban használatos szélmalmokra. Ezek főleg a Dél- Alföldön voltak mivel itt húzódik végig Magyarország egyik szélcsatornája. Hazánk mérsékelten szeles területen terül el, az átlag szélsebesség 2-6 m/s között változik. Ez európai viszonylatban alacsonynak számít ezért nem is tudjuk hatékonyan kihasználni ezt az energiaforrást. Az 1950-es évektől kezdődtek a modern szélturbinák fejlesztései, ezek már elég hatékonyan tudják hasznosítani a szél energiáját. A turbina lapátjai nagy, akár több 10 méter átmérőjű kört írnak le, hogy minél nagyobb mennyiségű levegő érje őket. Lapátjaik állítható szögűek, hogy a szél, erősségétől függően az optimális energiát tudja átadni. Túl nagy szél esetén a kereket rögzítve lehet megakadályozni a túlpörgést. A lapátok egy hajtóművön keresztül egy generátort hajtanak meg, ami ezt a forgó mozgást elektromos árammá alakítja. A megtermelt energiát a hálózatba táplálják így jutva el az ország lakosságához. Magyarországon jelenleg 172 darab üzemel. Zöme a nyugati határ északi részén, mivel itt tudják a legtöbb energiát megtermelni. Sajnos a szélerőmű nem egy tájba illeszthető tereptárgy ezért negatív vizuális hatást kelt, illetve fontos, hogy az őshonos élővilág életét ne zavarja, ezért nehéz számukra megfelelő helyet találni hazánkban. [3] Sajnos családi házak, egyedi áramellátását nem tudjuk megvalósítani ezekekkel az eszközökkel, mert méretük elég nagy, és a forgás közben keltett zaj is zavaró lehet a többi, lakókörnyezetben élő ember számára. Ezért általában ezek engedélyeztetése nem sikeres, így ezeknek az erőműveknek az otthoni felhasználása sajnos nem lehetséges.

1. Sopronkövesdi szélerőművek 5

2.2. Vízenergia

A vízenergiát csak úgy, mint a szélenergiát már évszádokkal ezelőtt kezdték hasznosítani. Vízikerékkel hajtottak meg többek között malomköveket, illetve kovácsgépek is. A vízerőműveknek több típusát különböztetjük meg: A tározós erőműnél például egy folyót felduzzasztva egy víztározót hoznak létre, így növelve meg a víz helyzeti energiáját, amit majd a gátban lévő turbinák alakítanak elektromos árammá. Másik lehetőség a folyó vízi erőmű. Erre csak nagy vízhozamú nagy sodrású folyóknál van lehetőség. Itt nincs szükség a vízenergia mesterséges növelésére. A vizet itt is egy turbinára terelik, ami előállítja az áramot. Továbbá léteznek földalatti erőművek. Ezt általában akkor használják, ha a folyó egy pontján nagy a szintkülönbség. Például vízeséseknél. Itt a vizet egy alagútba terelik, ami levezeti a lentebbi részhez, miközben az alagútban elhelyezett turbinát meghajtja. A szivattyús tározós erőművek, nem folyamatosan üzemelő erőművek. Két medencéből állnak, amelyek tengerszint feletti magassága eltérő. Mikor épp nem üzemelnek, a lenti medencéből a fentibe szivattyúzzák a vizet, így növelve helyzeti energiáját, majd amikor szükség van nagyobb mennyiségű elektromos áramra, a fenti medencéből a lentibe engedik a vizet, miközben a turbinát meghajtva, így állítják elő a többlet energiát. [3] Léteznek még továbbá a tenger mindennapi energiáját kihasználó erőművek. Ilyen például az ár-apály erőmű illetve a hullám és tengeráramlat erőmű. Az erőművekben általában nem egy, hanem több turbina is van. Ezek nagy teljesítményű turbinák, amelyekre a nagy energiájú vizet ráengedik, így az forogni kezd. Ezt a forgó mozgást egy generátornak továbbítja, ami ezt az energiát villamos árammá alakítja, amit transzformátorok segítségével a hálózatba táplálnak így jutva el a fogyasztókhoz.

6

Magyarország sajnos nem bővelkedik nagy esésű folyókban, és sajnos tengerünk sincsen így jelentős vízenergia felhasználást nem tudunk elérni. Jelenleg hazánkban kicsivel több, mint 10 vízerőmű üzemel, amelyek méretükben és teljesítményükben is jócskán elmaradnak a világ más tájain üzembe helyezett nagy vízerőművektől. A világ legnagyobb vízerőműve Kínában épült a Jangce folyó vízhozamát kihasználva. A gátban 32 fő turbina és két kisebb turbina helyezkedik el. Az egyes turbinák átmérője közel 10 méter. Az erőmű teljes teljesítménye közel 21.000 MW. Mivel egy ilyen létesítmény létrehozása nagyban befolyásolja a környezete élővilágát, ezért sok esetben ez akadályozza meg, hogy egy ilyen erőmű létrejöjjön. Erre jó példa a Bős–nagymarosi vízlépcső, amely ezek miatt nem az eredeti tervek szerint épült meg, pedig ez lett volna hazánk legnagyobb ilyen jellegű létesítménye. [10]

2. Tiszalöki vízerőmű

7

2.3. Geotermikus energia A Föld belső hőjéből eredő, főleg meleg vízként megjelenő energiában hazánk bővelkedik. Számos termálkút található az ország területén, több mint 180 ilyen kútból 60 oC foknál is melegebb víz tör elő, amit házak, lakások, épületek, vagy akár egész lakótelepek fűtésére is fel lehet használni. Ez a meleg víz gyakran az egészségre jótékony anyagokat is tartalmaz, ezért hazánkban sok gyógyfürdő és termálfürdő is üzemel, amit a magyarok és a külföldiek egyaránt előszeretettel vesznek igénybe, akár szórakozás akár gyógyulás céljából. A geotermikus energiában rejlő lehetőségeket misem bizonyítja jobban, hogy a miskolci Avas lakótelep lakásait már ez az energia fűti. A meleg víz több száz méter mélyről tör a felszínre, minél mélyebbről jön annál melegebb. A föld magja felé a hőmérséklet kilométerenként 30 oC fokkal növekszik. (Ez az érték Magyarországon magasabb, főleg a budai helyekben, ezért is olyan népszerűek itt a fürdők). Miután a felszínre tört víz geotermikus energiáját egy hőcserélőn keresztül átadja a lakások fűtésére szolgáló rendszernek, és hőmérséklete jócskán lecsökkent, visszapumpálják a felszín alá, így az a föld belsejében újra fel tud melegedni, illetve a lelőhely vízkészlete nem csökken olyan gyors ütemben így a saját nyomása képes lesz a továbbiakban is a felszínre juttatni a termálvizet, így újrakezdődik a körfolyamat. Sajnos ezt az energiát is csak nagy méretben célszerű és hatékony kihasználni. Egyéni felhasználása nagyon költséges lenne. A több kilométer mély kinyerő kút és a visszasajtoló kút elkészítése nem kis költséget jelent, és a rajta keresztül érkező vízmennyiség egy családi ház számára általában rengeteg. Ezért megtérülési ideje nagyon hosszú idő lenne, így csak nagy üzemi kivitelezése éri meg. [11]

3. Geotermikus erőmű működése 8

2.4. Biomassza Minden biológiai úton létrejövő szerves anyag ide tartozik. A növények a Nap energiáját fotoszintézis segítségével alakítják szerves anyaggá, így biztosítva tápanyagot a teljes táplálékláncnak. A biomassza három fő részből áll: a növények tömege (fitomassza), az állatok tömege (zoomassza) és egyéb élőlények összes tömege adja az egyszerre egy időben jelen lévő biomassza tömegét. Ezt a három csoportot elsődleges, másodlagos, és harmadlagos biomasszának is szokták nevezni. A biomassza energiafelhasználása is három féle lehet. Közvetlen égetéses, biológiai úton biogáz előállítása és üzemanyag előállítása. Az égetéses úton való hasznosítás elve megegyezik más tüzeléses technológiájú erőművével, csak ebben az esetben a fűtőanyag maga a biomassza. Azonban mielőtt a kazánokba kerülhetne, a biomasszának szárításon kell átesni, hogy fűtőértéke magasabb legyen. Léteznek nagy, ipari erőművek, amik akár villamos energiát akár fűtésre szolgáló meleg vizet is állíthatnak elő. De léteznek otthoni felhasználásra előállított biomasszával működő kazánok is. Biomassza erőmű épült például Miskolcon is, ahol nem elektromos áramot állítanak elő a segítségével, hanem az elégetés során keletkező hőt, távfűtéses rendszerben hasznosítják. Itt a kazán tüzelőanyagát, fahulladékot, faaprítékot, szénát és szalmát a környéken szerzik be. Miután a csarnokban kiszáradtak a kazánba adagolják. Tehát egy esetleges gáz hiány esetén sem kell a lakótelepek lakóinak hideg lakásokban élniük. Illetve, ennek a technológiának köszönhetően több mint egy millió köbméter gáz elégetésétől mentesül a város, ami 2.500 tonna ki nem bocsájtott szén-dioxidot jelent. Biogáz a szerves anyagok, biomassza mesterséges lebomlasztása következtében jön létre. Az eljárás két fő részre osztható. Első lépcső a fermentáció, vagyis erjesztés, a második pedig a metánképződés. Ez a metán az, ami hasznos az energiatermelés számára. Több hasznosítási módja is létezik. Biogáz erőművekben, a kazánok fűtőanyaga a biogáz, ami segítségével meleg vizet állítunk elő, amit fűtésre használhatunk. Előállíthatunk villamos energiát is, biogáz üzemű motorokkal hajtott generátorok által. Illetve a biogázból előállíthatunk földgáz minőségű biometánt, amit aztán számos földgáz tüzelésű eszközben hasznosíthatunk.

9

Az autóiparban is nagy szerepe van a biomasszának. A bioetanol gyártásának alapanyaga a nagy cukortartalmú úgy nevezetett energianövények. Ilyen például a cukorrépa vagy a cukornád, de például ilyen a repce is. A gyártás során az alapanyagot cukrosítják, hidrolízis segítségével glükózt állítanak elő. Majd fermentálják, vagyis erjesztik a meglévő anyagot, ezután desztillálják, aminek végeredménye 95 %-os alkohol, amelyből molekula szűrők segítségével 99,9 %-ost állítanak elő. Az így előállított tiszta alkoholt denaturálják vagy benzinbe keverik. Ez az arány általában hagyományos Otto motoroknál 50 %-os. Nagy előnye, hogy megújuló anyagokból készül, így kevesebbet kell használni a fosszilis üzemanyagokból. A kibocsájtott szennyező anyagok kevésbé vannak hatással az üvegházhatásra illetve, hogy ára a kőolajszármazékokhoz képest alacsonyabb, viszont hátránya egyben hogy ebből az üzemanyagból a jelenlegi autók körülbelül 25 %-al többet fogyasztanak. [12]

4. Biomassza erőmű Miskolcon

2.5. Napenergia A Napból az energia fény és hő formájában jut el a Földre. Ezeket az energiákat az emberek már ősidők óta használják egyre fejlődő technológiák segítségével. Használhatjuk fűtésre, világításra, elektromos áram előállítására, de ez az energia nélkülözhetetlen a növények számára is így ez az energia az életünk alapeleme, és korlátlan mennyiségben áll a rendelkezésünkre. Hasznosítása lehet akár egészen apró mértékű, de lehet akár erőmű léptékű is. Így ezt az energiát a következő pontokban részletesen is megvizsgálom.

10

3. Napenergia hasznosítás A napenergia az az energiaforrás, ami nélkül a világ nem létezhetne, és ami korlátlan mennyiségben áll a rendelkezésünkre ezért jó eséllyel ez lehet a jövő energiája, ami kiszorítja majd a fosszilis energiahordozókat, és így megmentve a Földet az üvegházhatásért felelős szennyező gázoktól. A napenergia, ahogy nevéből is adódik a Napból érkező energiát takarja. Ennek az energiának jó része elveszik a légkörbe való belépés közben, ám így is jut be annyi, hogy az elegendő legyen. A napenergia segítségével fotoszintetizálnak a növények, amelyek a táplálék lánc alapjai, de ennek köszönhető a megfelelő hőmérséklet is. Az energia nagy részét az óceánok és tengerik nyelik el, amelyek elpárologva keltik a légáramlatokat. A napfény hatására van világosság a Földön, tehát a Nap nélkül nem lenne élet.

3.1. Előnyök Mindenképpen legfőbb előnye, hogy korlátlan mennyiségben áll rendelkezésre. Tiszta energia, nem jár semmilyen környezetszennyező hatással. Alkalmazása lehet akár erőmű szintű, ahol egész városok energiaigényét elő lehet állítani, de lehetnek akár egész kicsik is, amik akár csak egy ház, vagy egy lakás igényeit elégítik ki, de akár lehetnek egészen aprók is, amelyek csak egy eszköz energiaellátásáért felelnek. Segítségével előállíthatunk használati meleg vizet, technológia meleg vizet, gőzt, de elektromos áramot is. Megfelelő hasznosítás mellett akár az egész Föld energiaszükségletét fedezni tudja.

3.2. Hátrányok, problémák Sajnos a jelenlegi technológiai fejlettség mellett sem tudjuk fedezni teljes energiaszükségletünk csak ezzel a megújuló energiaforrással. A ma rendelkezésre álló eszközök egyike sem tudja a napból érkező összes energiát hasznosítani, egyik hatásfoka sem éri el a 100 %-ot és valószínűleg soha nem is fogja. Továbbá nehézséget okoz a napenergiát hasznosító eszközök előállításához szükség alapanyag és technológia költségessége, ezért állami támogatás nélkül a lakosság önerőből nem képes jelentős mennyiségű napenergia hasznosításra, illetve az eszközök élettartama sokszor kevesebb, mint a jelenlegi feltételek melletti várható megtérülési idő.

11

A napenergia hasznosítás egyik nagy problémája, hogy a termelés ingadozó, függ az időjárástól, az évszakoktól és függ az éjjel és nappalok váltakozásától, illetve földrajzi fekvés is befolyásolja a megtermelhető mennyiséget, mivel a 90 o -os beesési szögtől való eltérés már csökkenti a hatásfokot. Ezen hatások miatt a megtermelt energia néha több a szükségesnél, néha pedig kevesebb, ez veti fel a következő problémát, hogy az el nem használt energiát valahogy tárolni kellene azokra az időkre, amikor kevesebbet tudunk termelni. Megoldás lehet a problémára az, ha megtermelt elektromos áramot a központi hálózatba tápláljuk, ahol mások is eltudják használni, és az energiahiányos időszakokat más erőművekkel látnák el. Ezek lehetnek akár szélerőművek, de hagyományos hőerőművek szakaszos működtetése révén létrejövő „hibrid” rendszer is viszonylag alacsonyan tudná tartani a széndioxid kibocsájtást. Sajnos az elektromos áram érdemleges tárolására nem vagyunk képesek. Ugyan az áramot kémiai úton átalakítva, akkumulátorokban tudjuk tárolni ám ezek nem számottevőek. Tárolására alternatíva lehet a szivattyús vízerőművek, ahol az el nem használt többlet energiát a víz felsőbb tartályba való szivattyúzására fordítják, így megnövelve annak helyzeti energiáját, és az energiahiányos időszakban vízturbina segítségével azt elektromos árammá alakítanák. További lehetőség még, hogy a megtermelt energiával, hidrolízis segítségével, vízből oxigént és hidrogént állítanak elő. A hidrogént a földgázhoz hasonló technológiákkal lehet kezelni és akár hibrid autók üzemanyagaként, vagy akár hőerőművek fűtőanyagaként is szolgálhat, mivel az égetése során keletkező vízgőz ártalmatlan a környezetre. A napkollektorok által megtermelt meleg víz is időben ingadozó mennyiségű, így ezek tárolása is indokolttá válik. A megtermelt meleg vizet jól szigetelt tartályokba vezetik, ahol azt tárolják. Ezek több száz literes nagyságúak is lehetnek, amelyek akár napokra is eltudják tárolni az így megtermelt hőt. Azonban a hő veszteségek miatt ezek hosszabb idejű tárolása sem lehetséges. Másik nagy probléma, a már említett beesési szögtől függő hatásfok csökkenés. A

beesési

szög

csökkenése

magával

húzza

az

egységnyi

felületre

jutó

energiamennyiséget, végeredmény, hogy csökken az energiasűrűség. Ez a megtermelt elektromos áram, vagy meleg víz mennyiségének csökkenését jelenti. Tehát a föld másmás pontján különböző mértékben lehet hasznosítani a Napból érkező energiákat, tehát globálisan nem tudja kiváltani a fosszilis energiahordozókat. [2]

12

4. A napenergia hasznosítás lehetőségei A napenergia hasznosításnak több formáját és lehetőségét megkülönböztetjük, azonban ezeket két fő csoportra oszthatjuk. Egyik a passzív a másik pedig az aktív napenergia hasznosítás. Passzívról akkor beszélünk, amikor az energia felhasználására nem használunk semmilyen speciális eszközt, ilyen például a szoláris építkezés. Aktívról akkor beszélünk, amikor már valamilyen eszköz segítségét használjuk az energia átalakítására.

4.1. Napenergia passzív hasznosítása Ilyen hasznosítási mód például a szoláris építészet. Ez a napenergia hasznosítás legősibb és leggyakrabban alkalmazott formája. A közvetlen és szórt napfényt használjuk fel hő és fény formájában. Az ember komfortérzetét nagyban növeli a világítás mivolta, a természetes fény elősegíti, hogy jobban érezzük magunkat otthonunkban. Ezért bevett szokás, hogy a nappali használatra tervezett helységeket a déli oldalra célszerű elhelyezni. A passzív energiafelhasználásnak is két fajtáját különböztetjük meg az egyik a direkt hasznosítás. A helységekbe a nap az üvegfelületeken keresztül süt be, így felmelegítve a bent lévő tárgyakat, a falakat illetve a levegőt. Az üvegházhatást kihasználva a meleg bent is marad.

5. Passzív, dierkt napenergia hasznosítás

13

Másik energiafelhasználási mód az indirekt. Ebben az esetben a naptól érkező hő, máshol kerül be az épületbe és máshol kerül az tárolásra. Ennek is több típusát különböztetjük meg. A tömegfal esetén az üvegfelület hátsó részén egy vastag hőszigetelő fal helyezkedik el, ami felmelegedik, és sokáig tárolja is a hőt, így adja át a helységnek azt. Téli időszakban ez azért is hasznos, mert a fal éjszaka, a napsütés megszűnésével is meleg marad, így éjjel sem tud a lakás kihűlni. Ennek egy másik változata a Trombe-fal, ahol a hő konvektív áramlására már megfelelő nyílások vannak, tehát a meleg levegő fölfelé mozogva a felső nyíláson át bejut a szobába, majd miután ott lehűlt, az alsó nyíláson ismét visszaáramlik, és újra felmelegszik. A nyílások elzárásával ez a folyamat megállítható így szabályozva a hőmérsékletet. A harmadik típus az úgynevezett transzparens fal, ami jó hőszigetelő képességű rétegzett üvegből és egy hőszigetelő falból áll. Az üveg átereszti a hőt, a fal pedig tárolja azt. Mivel mind az üveg mind a fal jó hőszigetelésű ezért a hő nem távozik hamar, téli időszakban is hatékonyabb, mint az előző két eset.

6. Passzív, indirekt napenergia hasznosítás

14

Passzív hasznosítási módnak minősül még a naptér, vagy napház használata. Az épülethez kapcsolt, üvegfalú épületrész, ahol a levegőt a nap a direkt módon melegíti fel. A hőtárolásról az üvegrészt a háztól elválasztó fal, illetve tetőrész gondoskodik, a hő pedig vagy konvektív vagy vezetéses hő árammal kerül a fűtendő épületrészekbe. A túlhevüléstől az épületrész üvegfelületeinek elfedésével lehet védekezni. A mai modern hőszigetelő ablakok segítségével az üvegház éjjel sem hűl ki ezért az éjszakai naphiányos időszakban is megoldott az ház fűtése. Ezzel a módszerrel is sokat lehet spórolni egy épület fűtésigényén. Ráadásul télen növényeink tárolására is alkalmas mivel itt elegendő napfényt kapnak mégsem fagynak meg kint a hidegben. [4]

7. Naptér egy ház oldalán

15

Kezdetleges passzív napenergia hasznosítást már az ókorban is használtak. Ezt az alábbi pontokban részletesen is kifejtem.

4.1.1. Ókori Görögország A napenergia hasznosítás első jeleit a Görög történelemben figyelhettük meg. Mivel a görögök sok fát használtak el mindenféle építkezésekhez, illetve hajók építéséhez, egyéb harci eszközök gyártásához, ezért az ország területén nem sok tüzelőnek való fa maradt. Ez a probléma késztette az a görögöket a szoláris építkezésre. Felismerték a napban rejlő lehetőséget, és házaikat déli tájolásúra építették. Ezen az oldalon előrenyúló tetőt építettek, amit általában oszlopokkal támasztottak meg. Így a nyáron magasan haladó nap nem tudott besütni az épületbe, így az nem melegedett fel túlzottan, de télen mivel a nap alacsonyabban jár, ezért az ablakokon besütve felmelegítette a benti levegőt. Az északi oldalon nem- vagy csak kicsi ablakok voltak, illetve a fal vastagabb volt, ezért ez is hőszigetelő feladatot látott el. Mivel a görögök még nem ismerték az üveget, így nyílászáróik nem gátolták meg a hideg és a meleg áramlását így a szoláris építészet nem volt túl hatékony, de mégis felismerték a napban lévő lehetőséget.

8. Órkori görög lakóház

4.1.2. Római birodalom Itt is a görögökhöz hasonló problémákkal küzdöttek az emberek. Mivel nagyon sok fát használtak fűtésre és az építészetben, ezért gyakorlatilag eltűntek az erdők, nem volt fa, amivel fűthették volna lakásaikat, külföldről való import pedig igen drága lett volna. Így nem csak átvették, hanem tovább is fejlesztették a görögök technikáját. 16

A rómaiak is déli tájolású házakkal próbálták a napenergiát fűtésre hasznosítani, ám mivel ők már ismerték az üveget, így a nyílászárók már ellátták feladatukat, így még jobban ki tudták használni az üvegházhatást. A közkedvelt időtöltést szolgáló fürdők falán és tetején is előszeretettel használtak üveget, így melegítve a bent lévő levegőt. A Római birodalomban elsőként rögzítették törvénybe a napenergiához való jogot. Ez annyit tett, hogy mindenkinek egyenlő lehetőségeket biztosítottak, hogy a napenergiát hasznosítsák, ezért szabályozták a házak magasságát elhelyezkedését, hogy azok ne árnyékolják a szomszédos épületeket.

9. Ókori római fürdő

4.1.3. Középkor és a reneszánsz Ebben az időszakban sajnos, a napenergia hasznosítás szinte teljesen eltűnt a köztudatból. Nagyrészt csak fantáziáltak róla, hogy hogyan lehetne használni a nap energiáját. Ilyen volt például, hogy fókuszálható tükrökkel próbáltak hadihajókat elsüllyeszteni, illetve mindenféle hadiipari felhasználásban látták a jövőt. Próbálkoztak nagy, akár 2-3 méter átmérőjű gömböket, fókuszálható tükröket előállítani, főleg demonstrációs célokra, azonban ezek nagyok és kezelhetetlenek voltak. Előrelépést az jelentett mikor egy ezermester, kis darabokból állította össze gömbtükrét, amit főleg tűzgyújtási bemutatókra használtak.

17

4.1.4. Üvegházak elterjedése Nyugat-európában a 16. századtól kezdett elterjedni az üvegház kultúra. Ezek előtt az egyház ellenezte ezek építését és használatát mivel úgy gondolták, hogy ezek az építmények Isteni ellentmondások, a teremtett évszakok váltakozását felülírni nem szabad. Azonban a nagy földrajzi felfedezések elősegítették ezek elterjedését, mivel a délebbre talált egzotikus gyümölcsök és növények termesztése csak ilyen épületekben volt lehetséges.

10. Viktoriánus üvegház

Angliában a 19. században terjedtek el a lakóépületekhez kapcsolt üvegházak. Ezekben a helységekben egzotikus növényeket neveltek, illetve a téli kert funkcióját is ellátta. Azonban ezek az épületrészek a fűtésben is nagy segítséget tettek, mivel az üvegfalak fogságba ejtik az nap által felmelegített meleg levegőt, és azt a lakásba terelve, nagyszerű fűtési megoldásnak bizonyult. Eleinte ezt csak a gazdagok engedhették meg maguknak, azonban később már városi lakótömbök lakásaihoz is kapcsoltak ilyen üvegházakat. Az első világháború ideje alatt azonban ezek az épületek teljesen kimentek a divatból. [4]

18

4.2. Napenergia aktív hasznosítása Az aktív hasznosítás alatt azt értjük, hogy az energia átalakításához valamilyen eszközt használunk. Ezeknek is két fő csoportját különböztetjük meg. Az villamos energia előállítását szolgáló eszközök, ezek a napelemek, a másik csoport pedig a nap hőjét hasznosítják, ezek a napkollektorok.

4.2.1. Aktív hasznosítás története A történelemben először használt aktív eszköz az úgy nevezett forró dobozok voltak. Az üvegházhatás már előző pontokból kiderült, hogy már egészen az ókortól ismeretes volt, de tudományos vizsgálata csak a 18. század második felében kezdődött el. Tudósok, jól szigetelt fadobozt, néhány réget üveglappal fedtek le, ezután a dobozt napra helyezve megállapították, hogy a doboz belsejében akár 100 oC is keletkezhet. Ezeket a dobozokat, utazások során főzésre és sütésre használták. Ezek a kísérletek technikai alapjául szolgáltak a későbbi meleg víz előállítására alkalmas eszközöknek. Az idők során egyre jobb hőszigetelő anyagok feltalálásával képesek voltak akár fémeket is olvasztani ilyen dobozokban.

9. Forró doboz

19

Franciaországban, a 19. században élt egy matematika professzor, Augustin Mouchot, aki felhagyva a tanítással, életét a napenergiát hasznosító berendezések fejlesztésére szentelte. Az akkori Franciaország ipari fellendülését várta ezektől a találmányoktól. Hosszas kutatások után 1874-ben be is mutatott egy naphőerőművet. Ez egy rézlemezből készült, csonkakút alakú tükör volt, amelynek a fókuszában egy víztartály volt, amelyben a fókuszált napenergia hatására a víz felforrt, amivel egy 0,5 lóerős gőzgépet tudtak meghajtani. A tükör 2,5 méter átmérőjű volt, amely több tarabból állt. Az egészet tükörrel fedte le, hogy az üvegházhatást is kitudja használni. A szerkezetet napkövető órás, forgó szerkezettel látta el, hogy a nap járását követve a legnagyobb mértékben tudja hasznosítani a Napból érkező energiákat. Gépe igen nagy sikert aratott az akkori időkben. A találmány azonban elég kis teljesítményűnek bizonyult, amit Mouchot Franciaország földrajzi elhelyezkedésének tulajdonított, ezért kísérleteit a Francia gyarmat Algériában folytatta. Itt építette meg az 1878-ban, a Párizsi Világkiállításon bemutatott, a korábbinál is nagyobb napkazánját. Ennek 5 méter átmérőjű tükre volt, és az általa meghajtott szivattyú óránként 2.000 liter vizet szivattyúzott. Ám segítségével akár jégkockákat is tudtak készíteni.

10. Mouchot napkazánja

20

Ezzel egy időben, Amerikában egy bizonyos John Ericsson, svéd származású feltaláló, felismerte a problémát, hogy a fosszilis energiahordozók készlete véges, és ezek elfogyása után talán a napenergia lehet, amiből kielégíthetjük egyre növekvő energiaigényünk. 1870-ben meg is építette saját naperőművét, amely szintén gőzt állított elő, amivel gőzgépeket tudtak meghajtani. A gép alapjai megegyeznek a Mouchot gépével, ám a kivitelezés merőben eltérő. Ericsson egy teknő alakú tükröt használt, aminek a fókuszvonalában egy kis átmérőjű rézcső futott. Ő nem alkalmazott tükröt, hogy lefedje gépét, de napkövető órás mozgó szerkezetet ő is használt. A cső egyik végén a vizet bevezette, és mire a másik végére ért ott már gőz formájában távozott. Gépen annyira jól működött, hogy sorozatgyártásba is szerette volna állítani ám ebben halála megakadályozta.

11. Ericsson naphőerőműve

21

Kettőjüknek sok követője akadt, akik gépeiket tökéletesíteni próbálták, ám azonban nagy sikerrel nem jártak. Azonban egy német származású mérnök Frank Shuman bebizonyította, hogy a napenergiának az ipari alkalmazásban is van létjogosultsága. Első gépei a forró dobozokhoz hasonlított, amikben alacsony forráspontú folyadékot forralt el, és vele alacsony nyomású gőzgépeket hajtott meg. Bemutatói nagyon sikeresek voltak, mivel gépeivel nagy teljesítményű szivattyúkat is képes volt meghajtani. Gépét továbbfejlesztve, ő is vályú alakú reflektort alkalmazott, amivel már magasabb hőmérsékletet tudott elérni, így vizet is tudott használni. Ez a berendezés akár 32 lóerő teljesítményt is el tudott érni. 1913-ban aztán angol érdekeltségben, Egyiptomban épített egy akkor nagyléptékűnek számító naphőerőművet. Öt darab, egyenként 70 méter hosszú és 3,5 méter széles napteknőt épített, amelyek gőzt termelve szivattyúkat hajtottak meg. A hőtárolásról is gondoskodott. Jól hőszigetelt tartályokban tárolta a gőzt, így a szivattyútelep a nap 24 órájában üzemelni tudott. Az összteljesítmény 55 lóerő volt, amit kihasználva akár percenként 25 m3 vizet is tudtak szivattyúzni. Akkoriban a magas tüzelőanyag árak miatt, ez a szerkezet akár 2-3 éven belül is megtérülhetett. [4]

12. Schuman naphőerőműve

22

4.2.2. Napelemek A napelemek célja és feladata az, hogy napból érkező hasznos energiákat elektromos árammá alakítsa át. Ezek ez eszközök foto effektus alapján működnek. Az eszköz a sugárzás elnyelésének hatására, anyagában elektronok lökődnek ki és ez által a vezetőben elektromos áram indukálódik. Ez az elektromos áram egyen irányú, és időben határolt, tehát csak a napsütéses órákban keletkezik. Ezért ezt az áramot invertálni kell, hogy a háztartásban is használatos váltakozó áramot kapjuk, illetve ha nem kerül azonnal felhasználásra vagy akkumulátorokban tároljuk, vagy szolgáltató felé a rendszerbe tápláljuk egy mérőórán keresztül, amit a szolgáltató köteles jóváírni a tulajdonos irányába. Tehát ez a megoldás jó lehet olyan helyeken ahol nincs vezetékes áram, és önellátásról kell gondoskodni. Napelemek leggyakrabban szilícium alapúak, de ezen kívül léteznek más félvezetőből vagy szerves anyagból készült napelemek is. [6]

13. Napelem felépítése

23

A szilícium alapúaknak is több típusa létezik: - Monokristályos tehát egy kristályos napelemek. Ezek előállítása a legdrágább, de hatásfokuk és élettartamuk ezeknek a legjobb. Akár 25-30 évig is kifogástalanul működhetnek, illetve hatásfokuk akár 18 % is lehet.

14. Monokristályos napelem panel

- Polikristályos, vagyis többkristályos. Egyszerűbb és olcsóbb technológiával készülnek, mint az egykristályos társaik, de ezért hatásfokuk már csak 14-16 %-os.

15. Polikristályos napelem panel

24

- Az amorf technológiával készült napelemek hatásfoka a legalacsonyabb, ám olcsó előállítási költsége őt teszi a piacon a legnépszerűbbé.

16. Amorf napelem panel

A napaelemek hatásfokát nagyban befolyásolja azok elhelyezése. Ha déli tájolású helyre telepítjük őket, akkor akár egész nap képesek energiát termelni. A beesési szög is befolyásolja a hatásfokot, szakemberek azt tanácsolják, hogy 35 fokos szögben érdemes őket elhelyezni így tudják a legtöbb elektromos áramot megtermelni. A napelemek nagy előnye, hogy bárhol használható, nem igényel semmilyen mást csak, hogy süssön a nap. Kicsi és nagy méretben is gyártható, kisebb árammal működő berendezésekbe beépítve is árulják. Például számológépek, órák, irányfények és egyéb kisebb használati tárgyak áramellátásáról gondoskodhatnak. Léteznek már hajlékony vagy egészen vékony napelemek is, de tudósok már az átlátszó napelemet is kecsegtetnek számunkra. Nagy méretekben akár egész tetők lefedésére, vagy napelem farmok létrehozására is van lehetőség, ezek már akár egy kisebb város áramellátását is tudják biztosítani. Nem tanácsolt azonban az országos hálózattól való végleges elszakadás, mivel a napelemek áramtermelési kapacitása korlátozott és az áramtermelés időben nem egyenletes. Éjszaka egyáltalán nem termel áramot, illetve borult időben hatásfoka drasztikusan eshet. Így téli időszakban lehet, hogy az áramellátás nem lenne zavartalan. Mivel az elektromos áram tárolása nagy mennyiségben és hosszú időre nem lehetséges ezért nem ajánlatos a teljes függetlenedés. Sajnos mivel még mindig relatív drága technológiáról van szó, ezért koránt sincs úgy elterjedve, mint amennyire szüksége lenne rá. [9] 25

Hátrányai között az is elmondható, hogy alapanyaga a szilícium, viszonylag kevés helyen található meg a Földön és az ára is elég magas, ezért valószínűleg sosem lesz versenyképes ára. Illetve hátrányként megemlíthető még, hogy gyártása erősen környezetszennyező mivel, előállítása során rengeteg széndioxid kerül a levegőbe. Egy napelemes rendszernek csak az áramtermelő része a napelem, ezen kívül más kiegészítő eszközökre is szükség van ahhoz, hogy egy rendszer megfelelően működjön. A napelem által megtermelt elektromos áram egyenfeszültségű. Tehát ha egyen áramú eszközöket akarunk vele működtetni, akkor nincs szükség átalakításra, illetve ha az áramot akkumulátorokban akarjuk tárolni azt is egyenáram formájában tehetjük meg, ám ekkor már szükség van valamilyen vezérlő eszközre, amely figyeli az akkumulátor állapotát és attól függően állítja a hozzá érkező feszültséget. Amennyiben hálózati váltakozó áramot szeretnénk belőle előállítani, szükségünk van egy inverterre is. A rendszerbe építhetünk még egy túlfeszültség védőt, ami véd például a villámok által keltett feszültségtől. Ebben az esetben a megtermelt áramot saját magunk felhasználására termeljük, ezt nevezzük szigetüzemnek. A hálózatba tápláló rendszernél annyi a különbség, hogy az inverter után a rendszer csatlakozik a meglévő elektromos hálózatra, ahol egy oda-vissza mérő villanyóra méri, hogy mennyi áramot termeltünk, és mennyit használtunk a szolgáltatótól. Ha a termelt mennyiség több a fogyasztott mennyiségnél a szolgáltató köteles a többlet energia árát jóváírni a tulajdonos számára. [6]

17. Hálózatra termelő napelemes rendszer

26

4.2.3. Napkollektor A napkollektor a Napból érkező energiát nem elektromos árammá alakítja, hanem azt hőenergiaként hasznosítja. Használhatjuk fűtésre, meleg víz előállításra, melegíthetjük vele a medence vizét, de naperőművek is ezen a technológián alapulnak. Egyik nagy előnye, hogy nagy hatásfokkal dolgozik ez akár 70-80 % is lehet. Másik nagy előnye, hogy működése során nem bocsájt ki szennyező anyagokat, tehát nem károsítja életterünket. Hátránya, hogy téli időszakban, mikor kisebb a nap beesési szöge, és kevesebb a napsütéses órák száma, a napkollektor sajnos nem tud annyi hőt termelni, hogy kiváltsa a teljes fűtésrendszert, ezért általában csak kiegészítő fűtésként szokták alkalmazni. Ősszel és tavasszal azonban rendkívül hasznosnak bizonyulnak, és a fűtésen kívül a meleg vízszükségletet is kielégíthetik. A napkollektoroknak is több típusát különböztetjük meg. Főleg kialakításuk alapján lehet őket csoportokba sorolni. Az első nagyobb csoport a tükrös napkollektorok. Az alábbi pontokban ezeket mutatom be.

4.2.3.1. Tányéros Ennél a típusnál a tükrök elhelyezése egy tányéréhoz hasonlít. Ezek fókuszpontja egy pontba esik, ahol egy víztartály helyezkedik el. A napsugarak a tükrökről visszaverődve a tartályra esnek, így az abban lévő vizet felmelegítve, vagy akár felforralva. Az egész szerkezetet a nap járásával együtt lehet forgatni így mindig maximális az energiafelhasználás. A megtermelt meleg vizet lehet használni fűtésre, vagy ha a magas hőmérséklet hatására gőz keletkezik, akkor azt egy turbinára vezetve akár elektromos áramot is előállíthatunk. [13]

15. Tányéros naphőerőmű 27

4.2.3.2. Napteknő Ennél a típusnál a parabola keresztmetszetű tükrök egy hosszú vályút alkotnak, aminek a fókuszvonalában egy cső fut. A cső egyik végén bevezetik a vizet és a másik végén meleg vízként, vagy gőzként távozik. A vályú a nap haladásával egyidejűleg forog így biztosítva mindig a legjobb hatásfokot. Ezeket az akár több tíz méter hosszú szakaszokat, soros rendszerben összekötve, akár egészen magas hőmérsékletet is képesek elérni. Az egyes sorok között annyi helyet hagynak, hogy azok ne tudják árnyékolni egymást, így nem csökken a hatásfok. Ebből a rendszerből is akár egész nagy farmokat is lehet telepíteni, amik segítségével már akár egy kisebb város áramellátását is biztosítani tudják. [13]

16. Parabolavályús naperőmű

4.2.3.3. Tornyos naperőmű Ennél a típusnál is sok tükröt használnak, amelyeket körkörösen több sorban helyeznek el egy torony körül, aminek a tetején helyezkedik el a víztartály. A tükrök egyenként mozgathatóak így mindig a toronyra tudják fókuszálni a nap sugarait. Így a víztartályt érő napenergia hatására a benne lévő víz felforr, gőz keletkezik, amit azután egy turbinára vezetve elektromos áramot lehet előállítani.

28

Ilyen rendszerű a 2014-ben átadott, a világ legnagyobb naperőműve. Itt három önálló naperőmű rendszer van egymás mellett. Összesen háromszázezer, számítógép vezérelt tükör segítségével fókuszálják a napfényt a három, egyenként 137 méter magas toronyra. Ezek tetején helyezkednek el a víztartályok, amikben a nap energiájának hatására gőz keletkezik. [13]

17. Naperőmű Kaliforniában

4.2.3.4. Napkémény A kéményes vagy léghuzatos naperőmű egy kéményből és az azt körülvevő napkollektorokból áll. A nap felmelegíti a napkollektorok alatt lévő levegőt, amely a kollektorok ferde elhelyezése és a levegő sűrűségének megváltozása miatt a torony irányába kezd haladni és maga után pedig kívülről hideg levegőt húz. A toronyban aztán a kéményhatás miatt felgyorsul és az oszlop tetején távozik miközben a toronyban elhelyezett turbinát meghajtja. Ez a turbina ezután egy generátort hajt meg így állítva elő az elektromos áramot. [13]

18. Napkémény 29

19. Napkémény látványterve

A tükrös napkollektorok mellett léteznek olyanok is, amelyek a nap fényét nem tükrök segítségével melegítik fel a hordozó közeget, hanem nagy felületen közvetlenül képes melegíteni azt. Ezek többnyire nem gőzt, hanem csak meleg vizet állítanak elő ezért is ezek terjedtek el a háztartásokban. Az alábbi pontokban ezeket vizsgálom meg.

30

4.2.3.5. Síkkollektorok A síkkollektorok felépítése általában azonos, csak kis eltérések vannak az egyes típusok között. Az eszköz háza általában fából vagy alumíniumból készül, ez ad helyet a többi alkatrész számára. A házat felülről hőszigetelő üveggel zárják le. Ennek több feladata is van. Átengedi a napfényt, hogy az felmelegíthesse az alatta lévő abszorbert, illetve üvegházhatás segítségével, tovább fokozza a hőhatást. A napkollektor munkát végző, fényelnyelő részét, abszorbernek nevezik. Ezt matt fekete, hő elnyelő festékkel vonták be, általában rézlemezből készül. Az abszorber része a csőhálózat, amiben a felmelegítendő közeg fut. A csőhálózat több féle típusú lehet, például párhuzamos, osztógyűrűs, vagy csőkígyós. Ház többi részét hőszigetelő anyaggal töltik ki, hogy a hőenergia minél nagyobb része tudjon hasznosulni.

20. Síkkollektor felépítése

A napkollektorokat az elnyelő berendezés típusa szerint is csoportosíthatjuk: 1. A lefedés nélküli, nem szelektív síkkollektor: Ennek a típusnak a legnagyobb az optikai hatásfoka, mivel a lefedés nélkül nincs reflexiós veszteségük, azonban mivel nincs ház, ezért hőszigetelő anyag sem veszi körbe ezért nagy a hő veszteség is, ezért csak alacsony hőmérsékleti tartományban üzemelnek. 2. A lefedett, nem szelektív síkkollektor: A házat vagy műanyag, vagy üveglappal fedik le. Hatásfokuk igen gyenge, a legtöbb elnyelt sugárzást azonnal visszasugározzák a környezetüknek. Használatuk télen szinte lehetetlen.

31

3. Lefedett, szelektív, sima síkkollektor: Az abszorber szelektív bevonata lehet festék vagy lakk alapú, vagy valamilyen fémoxid alapú. Ez a szelektív bevonat teszi lehetővé, hogy az eszköz energiaelnyelő képessége 90 % feletti. A legtöbb veszteség, konvektív hőátadás eredménye, amit a házban rekedt levegő okoz. 4. Lefedett, szelektív, vákuumos síkkollektor: Az előzőhöz képest annyi a különbség, hogy az ott megemlített veszteséget, a házban létrehozott vákuummal szüntetik meg. Mivel a vákuum, jó hőszigetelő tulajdonsággal bír, ezért a kollektor hő vesztesége csökken. [5]

4.2.3.6. Vákuumcsöves napkollektor Ez a legmodernebb és leghatékonyabb típus. Lényege, hogy dupla üvegcsőből áll. A két cső egymásban helyezkedik el, a kettő közül kiszívják a levegőt, így vákuum jön létre, amiről már tudjuk, hogy jó hőszigetelő. A külső cső anyag erős, bórszilikát alapanyagú, hogy ellenálljon az időjárás viszontagságainak. A belső cső belső falát szelektív anyaggal vonják be, így növelve az energiaelnyelő képességét. A belső cső belsejében helyezkedik el a hőcserélő közeg vezetésére szolgáló rézcső, ami átveszi a hővé alakult energiát, és a hőcserélő tartályban átadja azt.

21. Vákumcsöves kollektor felépítése

32

4.2.4. Napkollektoros rendszerek A háztartásokban használt napkollektoros rendszerek folyadékot használnak hőcserélő közegként. A felmelegített vizet több féleképpen is hasznosíthatjuk, ezek alapján két fő típust különböztetünk meg: 1. Az egykörös rendszerben, közvetlenül a felhasználásra kerülő folyadék kering a kollektorban. Például a fürdő vizünk először a kollektoron halad keresztül ahol felmelegszik, és csak utána érkezik a csaphoz, ahol fel tudjuk használni. Ennek hátránya, hogy csak fagymentes időszakban tudjuk használni, télre le kell engedni a rendszert, mivel éjszaka, napsütés hiányában, és a negatív hőmérsékleti értékek miatt, a víz megfagyna, így tönkreteheti a berendezést. 2. Kétkörös rendszerben a kollektorban felmelegített közeg, egy hőcserélőn keresztül átadja a hőt a második rendszernek, amiben már a felhasználásra kerülő víz kering. Így a hőcserélő már lehet zárt térben ahol nem éri a fagy, ezért a víz benne nem tud megfagyni, illetve a primer körben alkalmazhatunk fagyálló folyadékot, tehát rendszerünk védve van a fagyos időjárástól, és télen is tudjuk hasznosítani a nap energiáját. Mivel ez a megoldás előnyösebb ezért nagy tömegben ez terjedt el az egykörössel szemben.

22. Egy- és két-körös rendszer

A képen az „A” eset az egy körös és a „B” a kétkörös rendszer. Az 1. maga a kollektor, 2. szabályozó berendezés, 3. hidegvíz beáramlás, 4. hőtároló tartály, 5. meleg vízfogyasztás. A képen is jól látszik a különbség a két típus között. A kétkörös rendszerben, a fagyálló folyadék egy zárt csőhálózatban kering, és hőtároló tartályban adja át a meleget, a fogyasztásra, fűtésre szánt víznek. 33

Egy napkollektor önmagában nem elég egy meleg vizes rendszerhez, további berendezések szükségesek ahhoz, hogy a rendszer teljes legyen. [4] A napkollektor, elnyeli és hővé alakítja a Napból érkező energiát, majd a hővezető közeg részére átadja azt. Ez a közeg egy csővezeték rendszeren keresztül szivattyú segítségével halad, amíg eljut a hőtárolóhoz, ami egyben hőcserélő szerepet is betölt. Ez egy nagy víztartály, puffertartály, amiben egy külön csővezeték kígyóban kering a napkollektortól érkező meleg közeg, ami átadja a tartályban lévő víz számára a hőt. A rendszerben helyet kap még egy tágulási tartály, ami helyet ad a megnövekedett térfogatú meleg víz számára. Az egész rendszer automatika vezérli, és különböző szabályozó, és biztonsági szerelvények is szükségesek a zavartalan működés érdekében. Mivel egy ház fűtési és meleg víz ellátását sajnos csak napkollektorok segítségével nem tudjuk ellátni, ezért ehhez a rendszerhez általában kapcsolódik még hagyományos kazán, és bojler is. Ha ezeket is a rendszerbe akarjuk kapcsolni, akkor máris minimum kettő, de inkább három hőcserélős víztartály szükséges, hogy a rendszer működni tudjon. Mindezek egy nagy összefüggő rendszerben működnek, és mikor csak lehetséges, a számítógép vezérlés a napkollektort részesíti előnyben.

23. Napkollektoros rendszer 34

A képen is látható, hogy egy ilyen rendszer rengetek összetevőből áll. Az alábbi felsorolásban ezeket nevezem meg: 1. tágulási tartály 2. a kollektorban keringő fagyálló folyadék keringetésére szolgáló szivattyú 3. használati meleg vizet keringető szivattyú 4. szabályozó elektronika 5. hőtároló, puffer tartály 6. radiátoros fűtés keringető szivattyúja 7. padlófűtés keverőszelepe 8. padlófűtés keringető szivattyúja 9. radiátor 10. padlófűtés 11. gázkazán 12. hőérzékelő 13. keringető szivattyú, 14. hagyományos tüzelésű kazán 15. bemenő hidegvíz. [14] Az ábrán látható tartály, egy három hőcserélős puffertartály. Mikor a kollektorban lévő folyadék hőmérséklete magasabb a tartályban lévőénél, akkor a vezérlő elektronika a keringető szivattyú segítségével elkezdi áramoltatni a folyadékot, hogy az, az első hőcserélőn átadja hőjét a tartályban lévő folyadéknak. Ebben az esetben a másik két hőcserélő sorosan van összekötve, így a használati meleg víz jobban át tud melegedni, míg átér a csőkígyón. A tartály vizét közvetlenül a gázkazán vagy a hagyományos tüzelésű kazán egyike melegíti, azokban az időkben, amikor a kollektor nem képes elegendő energiát termelni.

A tartály vizét használja közvetlenül továbbá a fűtés

rendszer, amely két féle elemből áll, egyik egy hagyományos radiátoros fűtés, ezen felül beépítésre került egy padló vagy fal fűtés is.

35

5. Napenergia hasznosítás Magyarországon

Napenergia hasznosítás szempontjából, igen fontos, hogy az adott ország a Föld melyik részén terül el. Magyarország ebből a szempontból viszonylag jó helyet mondhat magának. Az északi féltekén Európa közepén, a szomszédos országokhoz képest magasabb az ország területére érkező napenergia, viszont a déli féltekén lévő országokhoz képest csak 50-60 %-a. A napsütéses órák száma 1.900 és 2.300 óra közé tehető, és a beeső napsugárzás éves összege körülbelül 1.300 kWh/m2. Hazánk területe nem a legnagyobb ám a földrajzi változatosság miatt, országon belül is eltérések mutatkoznak a hasznosítható napenergia mennyiségében. A legjobb helyzet az Alföldön mutatkozik, és a legrosszabb pedig a nyugati és az északi határvidéken elterülő hegyvidékeken. Ám ezek a különbségek mindössze 8 % körüliek. Azonban a mediterrán vidék országaihoz képest, hazánkban a téli és nyári időszak napsugárzási adatai között nagy különbség van, ami sajnos nem teszi lehetővé, hogy a téli fűtést tisztán csak napenergiával oldjuk meg.

24. Napsütéses órák számának eloszlása az ország területén

36

25. Napsugárzás havi megoszlása Magyarországon

Magyarországon a legelterjedtebb napenergia hasznosítás a meleg víz előállítása. Ezek az eszközök éves szinten 30-50 %-os hatásfokkal hasznosítják a napból érkező energiát. Persze csak akkor, ha megfelelően vannak telepítve. Mivel a téli időszak napenergia ellátottsága jóval rosszabbnak mondható, ezért főleg az idényjelleggel működő, szállodák, panziók, nyaralók meleg víz igényét éri meg a legjobban megújuló energiával előállítani. Közszolgálati intézmények felújítása, fűtéskorszerűsítése során a tetőre már előszeretettel szerelnek napkollektorokat, amik a fűtésben és a használati meleg víz előállításban is segítséget nyújtanak. Hivatalok, kórházak, irodaházak, de nagy lakótelepek épületeinek felújítása során is egyre elterjedtebb, hogy minél nagyobb felületen helyezzenek el napenergiát hasznosító eszközöket. Így Magyarországon, ha nem is rohamosan, de biztosan növekszik a napenergiával fűtött lakások száma. A mezőgazdaságban is megtérülhet a napenergia hasznosítása. Üveg és növényházak fűtésére például kiválóan alkalmas illetve gabonafélék szárításában is nagy segítséget tehet. Többek között állattenyészetek istállóinak fűtésére is szolgálhat. Ezeknek a házaknak, magtárolóknak, istállóknak a tetejét akár környékét be lehet építeni napkollektorral, ami jelentős mennyiségű is lehet. [7]

37

6. Napenergiás rendszer tervezése

Szakdolgozatomnak ebben a részében, a saját családi tulajdonban lévő ingatlan, napenergiás rendszerrel való áram és meleg víz ellátását tervezem meg. Ez az ingatlan Észak-Magyarországon a bükk hegységben van, Bükkszentkereszt belterületén. A család már nem ebben az ingatlanban lakik mindennapi szinten, tehát csak nyaraló hétvégi ház funkciójában van. Az épület teteje észak-déli tájolású tehát a mindig napos déli oldal kiválóan alkalmas arra, hogy rá napelemes rendszert telepítsünk. A hagyományos sátortető, illetve a körülbelül 40

o

–os dőlésszög is elősegíti ezt. A

szomszédos házak illetve fák, nem tudnak árnyékot vetni a tetőre. Az egyetlen akadály a hát L alakja jelentheti, hogy a rövidebb oldal a reggeli órákban a tető egy részét takarhatja, ám az árnyék mentesen hasznosítható terület, még így is körülbelül 40 négyzetméter. Első lépésként az elektromos áramellátáshoz szükséges napelemes rendszert vizsgálom.

6.1.

Napelemes rendszer

Mivel a család nem lakóházként használja az épületet ezért az energiafogyasztás sem kimagasló. A fogyasztást a lakásban lévő elektromos eszközök, többek között, televízió, mikrohullámú sütő, világítás, és a kerti növénygondozáshoz szükséges eszközök például fűnyíró képezik. Mivel a helyi áramszolgáltató, a megtermelt ám el nem használt áramot átveszi, ezért a rendszer hálózatra tápláló típusú is lehet. A kész rendszer elszámolása egy ún. ad-vesz mérő segítségével történik. Át kell térni az éves egyszeri leolvasásra és elszámolásra. Ekkor amennyiben a napelemes rendszer kevesebbet termelt, mint az épület éves fogyasztása, úgy a különbözetet -mint ahogy most is- ki kell fizetni az áramszolgáltatónak. Ha az óra egyenlőséget mutat, nem fizet senki sem. Ha a termelés meghaladja a fogyasztást, akkor a szolgáltató fizet, de csak vállalkozó által kibocsájtott számla ellenében és csak a termelői árat, ami jóval kevesebb annál, mint amit a villanyszámlánkon láthatunk. Az így keletkező bevétel után természetesen meg kell fizetni a szokásos adókat is. Éppen ezért a napelemes rendszert nem célszerű a fogyasztásnál nagyobb termelésre méretezni.

38

A családi ház éves energia fogyasztás körülbelül 2.000 kWh. Az éves fogyasztás fedezéséhez szükséges napelem teljesítményének kiszámítási képlete: 𝑃=

𝐸é𝑣𝑒𝑠 𝑘 ∙ 𝑡 𝑘𝑡 (1)

Az Eéves az éves energiafogyasztást jelöli, a t a mértékadó éves napsütéses órák száma 45 o os dőlésszögű, déli tájolású felületen, aminek az értéke 1.100 Wh/W·év, a k a megtermelt elektromos áram és a szolgáltatótól vásárolandó árammennyiség arányt jelöli, ami Magyarországon 2/3-ad, a kt pedig a napelem elhelyezésétől függ. A kt számot az alábbi ábra segítségével tudjuk kiszámítani:

26. Módosító tényezőt ábrázoló diagram

Mivel a tető déli tájolású, és a napelemeket fel tudjuk 40 o-os szögben rögzíteni, így ez az érték ebben az adott esetben 1.

39

Tehát a képletbe behelyettesítve: 2 2000 3 𝑃= ∙ = 1,21 𝑘𝑊 1100 1 (2) Egy átlagos ma kapható napelem panel teljesítménye 250 W, ezért 5 darab beszerelése lenne indokolt. A fenti adatok alapján a Naplopó Kft.-től ajánlatot kértem a rendszerre. Ők mindezek alapján elvégezték a számításokat, és az alábbi ajánlatot kaptam:

27. Naplopó Kft. ajánlata

40

Tehát ők a megadott teljesítmény eléréséhez 7 napelem panelt javasolnak. Azonban én úgy gondolom, hogy páros számú panel felhelyezése egyszerűbb és esztétikusabb illetve az én számításaim alapján kevesebb is elég ezért 6 darab felszerelése mellett döntöttem. A napelemek felhelyezése két sorban, és két oszlopban célszerű. Az egyes elemek szélessége 0,99 m és magassága pedig 1,61 m. Az egyes panelek között 2 cm-es szerelés hézagot érdemes hagyni, illetve a lefogató fülek is ide esnek. Tehát a szerkezet teljes szélessége 3,05 m és teljes magassága 3,28 méter, ami 10,004 m2. A tető széleitől el kell hagyni 30-30 cm-t a biztonságos szerelés érdekében, tehát az így megnövekedett terület igény 12 m2. Tehát a napkollektoros rendszer részére maradt 28 m2 hely. Ahhoz, hogy a napelemes rendszer tudjon működni és a hálózatba is tudjon táplálni, szükség van kábelekre, amelyek vezetik a megtermelt áramot. Továbbá szükség vagy egy inverterre amely a megtermelt egyenáramból, a háztartásban használt váltakozó áramot állítja elő, illetve szükség van még egy hatóság által hitelesített oda-vissza mérő órára, amely regisztrálja, hogy mennyit termeltünk és mennyi áramot használtunk a hálózatból. Ez az ajánlatból is jól látható. Egy egyes építőelemek árait egyesítve, 6 panellal számolva 1.313.582 Ft, szerelési költséggel együtt. Az energiapersely.hu által erre az áramfelhasználásra számított éves áramszámla végösszege 79783 Ft. Ezt az alábbi képen láthatjuk:

28. ELMŰ kalkulátora által számolt éves áramdíj

41

Tehát a jelenleg ismert adatok alapján, ha azt feltételezzük, hogy az infláció mértéke megegyezik az áramdíj változásával és a napelem teljesítményromlását nem vesszük figyelembe, akkor egy rövid számítás után azt kapjuk: 𝑛=

𝐶0 𝑃𝑉 (3)

Ahol: n az évek száma C0 a beruházás értéke PV minden évben jelentkező energia megtakarítás pénzbeli értéke tehát: 𝑛=

1.313.528 = 16,46 é𝑣 79.783 (4)

Ez az jelenti, hogy a beruházás közel 16,5 év alatt térülne meg. A napelemek teljesítmény romlása fokozatos, azonban a 20 év időtartam után rohamosan csökken. Ez azt jelenti, hogy ebben az esetben körülbelül 3,5 év az amit nyereségesen tudnánk üzemeltetni.

6.2. Napkollektoros rendszer A napkollektoros rendszert a ház használati meleg víz használatának előállítására használnánk. Ennek tervezése során azt veszem figyelembe, mintha az ingatlan rendes napi használatban lenne. Családunk napi meleg víz használata közel azonos. Az átlagos személyenkénti meleg vízfogyasztás 50 liter/nap, átalagosan 45 oC -os vízből. Mivel családunk 4 tagú ezért a napi meleg vízfogyasztás: 𝑉 = 4 ∙ 50 = 200 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟/𝑛𝑎𝑝 (5)

42

Ennek a 200 liter 45 oC -os meleg víz előállításához szükséges hőmennyiség: 𝑄𝐻𝑀𝑉 = 1,1 ∙ 𝑐 ∙ 𝜌 ∙ 𝑉 ∙ (𝑇𝑚 − 𝑇ℎ ) (6) Ahol: c= 1,16 Wh/kgK a víz fajhője ρ=1 kg/l a víz sűrűsége Th= 12 oC a hideg víz hőmérséklete Tm= 45 oC a meleg víz hőmérséklete Az 1,1 es szorzó a tárolási és felhasználási veszteségeket korrigálja Tehát jelen esetben a napi vízfogyasztás előállításához szükséges hőmennyiség: 𝑄𝐻𝑀𝑉 = 1,1 ∙ 1,16 ∙ 1 ∙ 200 ∙ (45 − 12) = 8422 𝑊ℎ/𝑛𝑎𝑝 (7) Ha ezt egész évre kiszámoljuk: 365 ∙ 8422 = 3074030 𝑊ℎ/é𝑣 ami 3074 kWh/év Nyáron sokkal nagyobb a Napból érkező hőmennyiség, ez hozzávetőleg 2,8 kWh/m2 egy nap alatt. Ez télen sajnos sokkal kevesebb, körülbelül 1,1 kWh/ m2 egy nap alatt. Ezt a 25. ábrából jól leolvashatjuk. Nyáron a rendszer biztosítani tudja a meleg vízfogyasztás 100 % -át azonban télen jóval kevesebb, ez az jelenti, hogy az éves szoláris részarány körülbelül 60 %-os. A szükséges kollektor felület kiszámításához az alábbi képletet használjuk: 𝐴𝑘𝑜𝑙𝑙 =

𝐾𝐴𝑈𝑆 ∙ 𝑆𝐷 ∙ 𝑄𝐻𝑀𝑉 𝑆𝑁 ∙ 𝑄𝐸 (8)

Ahol: Akoll a kollektorfelület KAUS az elhelyezéstől függ, tehát a tájolástól a dőlésszögtől. Ezt a 26. ábráról leolvashatjuk. Jelen esetünkben ez az érték 1.

43

SD szolár fedezeti fok, ami ebben az esetben 60 % QHMV a meleg víz előállításához szükséges hőmennyiség SN szolár rendszer kihasználtsági fok, aminek becsült értéke ebben az esetben 30 % QE besugárzás mértéke, Magyarországon 1000 kWh/év Tehát a képletbe visszahelyettesítve: 𝐴𝑘𝑜𝑙𝑙 =

1 ∙ 60 ∙ 3074 = 6,148 𝑚2 30 ∙ 1000 (9)

Mivel a legtöbb napkollektor mérete 2 m2 ezért a beépítendő panelek száma ebben az esetben 3 darab, ami megfelelően tudja majd biztosítani a család meleg vízellátását. Erre a rendszerre is árajánlatot kértem a Naplopó Kft. weboldaláról. A fenti adatokat megadva az alább ajánlatot küldték számomra:

29. Naplopó Kft. árajánlata napkollektoros rendszerre 44

Számításaimat megerősítve, ők is 3 panel beszerelését javasolják. Ez összesen 6 m2, ami teljes szerelés mellett sem tudja meghaladni a rendelkezésre álló 28 m2-t, tehát a kivitelezés lehetséges. A rendszer tartalmaz a továbbiakban egy 18 literes tágulási tartályt, ami a zárt rendszer miatt szükséges. A felmelegedett folyadék kitágul, így ez a tartály biztosít helyett a megnövekedett térfogatnak. A használati meleg víz felmelegítése egy 300 literes tartályban történik, ahol a kollektorban keringő fagyálló folyadék egy, a tartályban lévő csőkígyón áthaladva átadja hőjét a víz részére. A tartály ellátható külön elektromos fűtéssel is, ami abban segít, hogy téli időszakban is biztosítva legyen a meleg vízellátásunk. A teljes beruházás szerelési költséggel együtt: 1.267.575 Ft. Jelenleg a meleg vízellátásért egy villanybojler felel. A villamos energia árának és a szükséges hőmennyiség ismeretében kiszámolható az éves meleg vízellátáshoz szükséges áramdíj. Ismét az energiapersely.hu kalkulátorát hívom segítségül. A szükséges hőmennyiség körülbelül 3.000 kWh/év. Ezt egy kalkulátorba beírva az eredmény a következő:

30. ELMŰ kalkulátorának nappali áramdíj számítása

45

Mivel a házban van éjszakai, vagy másnevén vezérelt áram, és mivel annak mértéke kisebb ezért azt is lekérdezve az eredmény kedvezőbb:

31. ELMŰ kalkulátorának számítása éjszakai áramos áramdíjjal

Van még egy lehetőség a meleg víz előállítására, méghozzá a gázbojleres megoldás. Amennyiben ezt használnánk akkor annak a költségei a következők lennének: A gázból előállítható hőmennyiséget, a gáz fűtőértéke és a hőtermelő rendszer hatásfoka határozza meg. 1 m3, 34 MJ/ m3 fűtőértékű gázból 9,44 kWh hőenergiát tudunk előállítani. Azonban a hőtermelő rendszer hatásfoka soha nem 100 % ezért most 70 % fogok számolni. Tehát: 9,44 ∙ 0,7 = 6,61 𝑘𝑊ℎ (10) Ez azt jelenti, hogy az éves meleg vízhasználat előállításához 2000 = 302 𝑚3 6,61 (11) Gázra van szükségünk. Ennek értéke a tigaz.hu számítása alapján: 41.855 Ft.

46

Amennyiben a jövőben az áram és a gáz díjváltozása illetve az infláció mértéke megegyezik abban az esetben a megtérülési idő a következőképpen számítható: 𝑛=

𝐶0 𝑃𝑉 (12)

Ahol: n az évek száma C0 a beruházás értéke PV minden évben jelentkező energia megtakarítás pénzbeli értéke A 3 rendszer alapján a megtérülési idők a következő táblázatban láthatók: Nappali áram Beruházás értéke Éves megtakarítás összege Megtérülési idő

Éjszaki áram

Gáz

1.267.575 Ft 119.623 Ft

51.791 Ft

41.855 Ft

10,59 év

24,47 év

30,28 év

Ez annyit jelent, hogy a beruházás több mint tíz és fél alatt térülne meg leghamarabb. Az is látszik, hogy amennyiben jelenleg a meleg vizet gázbojlerrel állítjuk elő, a megtérülési idő nagyon hosszú.

47

Mivel a nyári és téli teljesítménye eltér a kollektornak, azért ez az adat általában a valóságban több. Nyáron a kollektor képes az adott fogyasztásunk akár többszörösét is megtermelni, ezért ez a teljesítmény elpazarlódik, nem tudjuk 100 %-ban kihasználni, sőt, nyáron lehetnek olyan időszakok, amikor a kollektor felületét el kell takarni a nap elől, mert a benne lévő folyadék felforrhat, gőzzé alakulhat, ami a tágulási tartály végessége miatt akár az egész szerkezetre is veszélyes lehet. Ezt van, aki úgy oldja meg, hogy felmegy a tetőre és a napelem egy részét vagy teljes egészét letakarja, vagy ezt meg lehet oldani különböző reluxa rendszerekkel, akár automatizálni is lehet. Azonban ezek költsége is növelni fogja a végösszeget, így tovább növelve a megtérülési időt.

48

7. Összefoglalás Világunk egyik fő problémája az energiaprobléma. Felgyorsult életünkben a megnövekedett igények kielégítésére mielőbbi megoldást kell találnunk. A folyamatosan csökkenő készletek, illetve a fosszilis energiahordozók elégetésekor keletkező környezetszennyező anyag kibocsátása, mind azt jelzik számunkra, hogy mielőbbi globális változtatásokra van szükség. Erre a súlyos problémára megoldást kínálnak a megújuló energiák: a szél, a víz, a geotermikus

energia,

biomassza, és

természetesen a napenergia.

Mindegyik

környezetbarát energiaforrás, ami rendkívül lényeges, illetve még lényegesebb, hogy mivel megújuló energiaforrások, kifogyásuktól soha nem kell tartanunk. Ezek közül is a leghatékonyabb és a legtöbb lehetőséggel kecsegtető a napenergia. Folyamatos fejlesztésekre van szükség ahhoz, hogy ezen energiákat minél hatékonyabban tudjuk hasznosítani. Úgy vélem, hogy nagy valószínűséggel ezek az energiák fogják fedezni a jövő emberének energiaszükségletét. Ezért tartottam fontosnak, hogy ebből a témából írjam a szakdolgozatomat. Dolgozatomban a napenergia felhasználásának két fő csoportjáról írtam, az aktív és a passzív hasznosításokról. A passzív hasznosítás attól különbözik az aktívtól, hogy nem szükséges hozzá eszköz, az épületek elhelyezésével és tudatos szoláris építkezéssel nyerhetünk ki napenergiát. Az aktív felhasználás során mesterségesen előállított termékeket használunk arra, hogy a Napból érkező energiákat hasznossá tegyük. Az aktív csoport is két nagy részegységre osztható: A Napból érkező energiát elektromos áram előállítására használjuk, ezek a napelemek. Fejlesztésük folyamatosan történik, ám van még hova fejlődni, hiszen a korszerű napelemek laboratóriumban elért teljesítménye is csak 30-40 %, tehát a teljes hasznosítás még messze áll az ideálistól. A másik csoportba azok az eszközök tartoznak, amelyek az energiát hő formájában hasznosítják, ezeket nevezzük napkollektoroknak. A folyamatos fejlesztések hatására egyre jobb hatásfokokat tudnak elérni ezen a területen.

49

Napenergiát hasznosító berendezések tervezéskor figyelembe kell venni az adott helyszín földrajzi fekvését, és a napenergiát hasznosító berendezés elhelyezhetőségét. Figyelni kell továbbá az árnyékhatásokra a napsütéses órák számának maximális kihasználtsága érdekében. A napenergiát hasznosító rendszerek száma egyre növekszik, azonban nem megfelelő mértékben. Ennek legfőbb oka, hogy a magas árak miatt, az átlagember állami támogatás nélkül nem tudja megvalósítani, vagy nem éri meg megvalósítania a beruházást. Én úgy gondolom, hogy a napenergia kiváló lehetőség az emberiség számára, hogy energiaszükségét egy megújuló, környezetbarát és tiszta energiaforrásból fedezze. Azonban hosszúnak és rögösnek tűnik az út, amíg a teljes energiafelhasználást megújuló forrásokból fogjuk fedezni.

50

8. Summary One of the main problems in the world is the problem of energy. Our need for energy has grown, and to find a solution to meet these energy requirements is urgent. On one hand, the resources are decreasing; on the other hand, burning fossil fuels releases environmental pollutants. These indicate that global changes are necessary as soon as possible. The renewable energy resources: wind, water, geothermal energy, biomass and, of course, solar energy offer a solution to this severe problem. All of these are environment friendly energy resources, which is important, and even more significantly, as they are renewable, there is no need to worry that they will run out. The most effective of them is solar energy, which also offers the most prospects. Continuous development is necessary to use these resources more and more effectively. In my opinion these energy sources will most probably cover the future energy requirements. That is why I chose to write my thesis on this subject. I discussed the two main categories of the usage of solar energy: active and passive systems. Passive techniques do not require special equipment: the solar energy can be harnessed by the orientation of buildings and applying solar-conscious designs. Active techniques require pre-manufactured equipment to utilize energy from the Sun. Active systems can be further categorised into two main groups. The first is when solar panels convert energy from the Sun into electricity these are the solar cells. These panels are constantly being improved, but there is still room for improvement as the lab performance of even the most recent panels is 30-40%, that is, total effectiveness is still far from ideal. In the other group, equipments are used, which utilize energy as heat. They are called solar thermal collectors. As a result of constant developments, the efficiency is getting better and better in this field. When designing equipment using solar energy, one needs to consider the geographic location of a given site and the placement of the machinery utilizing the solar energy. Moreover, the shadow effect must be taken into consideration to maximize exposure to sunlight.

51

The number of solar energy systems is growing, although not in a satisfactory rate. The main reason is that due to high prices, an average person without government help is not able to implement a system, or it is not cost-effective. I believe solar energy is an excellent opportunity for human kind to satisfy their energy requirements from a renewable, eco-friendly and clean source. However, the road to total renewable energy consumption seems long and difficult.

52

9. Irodalomjegyzék [1] Dr. Munkácsy B.: Az Energiagazdálkodás és az emberi tényező, 2008, Környezeti Nevelés Hálózat Országos Egyesület [2] Dr. Munkácsy B.: Energiagazdálkodás, Egyetemi Jegyzet, 2007 [3] Dr. Göőz Lajos: Energetika Jövőidőben, 2007, Bessenyei György Könyvkiadó [4] Ujfaludi László: Napenergia A Jövő Energiaforrása, 2004, A Heves Megyei Önkormányzat Pedagógiai Intézete [5] Dr Gyurcsovics Lajos: Hőtermelés napsugárból, 2007, Műszaki könyvkiadó

Internetes források: [6] http://ekh.kvk.uni-obuda.hu/napelemek/17-napelemek-mukodese-esalkalmazasa.html [7] http://www.matud.iif.hu/2010/08/05.htm [8] http://www.hetedhethatar.hu/hethatar/?p=2560 [9] http://www.muszakiak.hu/tudastar/energia/napenergia [10] http://www.matud.iif.hu/2010/08/07.htm [11] http://www.alternativenergia.hu/wpcontent/themes/alternativenergia/tudjmegtobbet.php?catid=11 [12] http://www.biomasszaeromuvek.hu/biomassza [13] http://zoldegyetem.obuda.hu/wpcontent/uploads/2010/08/napereomuvek_napkollektorok_kp.pdf [14] http://szomax.hu/epuletenergetika-palyazatirastol-a-megvalositasig

53