Naperőművek és napkollektorok -

Naperőművek és napkollektorok

Dr. Kádár Péter [email protected]

Naperőművek és napkollektorok 2010. 12. 16.

Óbudai Egyetem KVK Villamos Energetikai Intézet

Naptűzhely



Naperőmű típusok • •

• •

•

Napteknő (eng: solar trough, deu: Parabolrinne): Teknő alakú tükrök követik a Nap mozgását, a tükrök fókuszában egy cső található, benne hőátadó folyadék kering és veszi fel a hőt. Naptorony (eng: solar tower, deu: Heliostat): Koncentrikus körökbe telepített nagy felületű és napkövető síklap tükrök irányítják a visszavert fényt a középpontban álló torony tetejére. Itt egy tartályban található a hőátadó folyadék, ami felveszi a hőt. Naptányér (eng: solar dish, deu: Paraboloid): Több korong alakú homorú tükröt mozgat egyszerre a napkövető állványzat. A tükrök közös fókuszpontjában veszi át a hőt a hőátadó folyadék. Napkémény (eng: solar tower(2), Solar chimney, Solar flue): Nagy földterületet borítanak kör alakú üveg vagy műanyagszerkezettel, ami a kör közepe irányába magasodik. Középen egy magas torony található, benne szélturbina vagy szélturbinák. Naptó (eng: solar ponds): A naptó a napenergiából keletkező hőt tárolja úgy, hogy akadályozza a felmelegített vizet felszínre jutásban. Az alsó rétegében oldott só található, így ez a víz túl nehéz ahhoz, hogy a felszínre áramolhasson.

(forrás: www.kekenergia.hu)



Kramer Junction erőmű, CA, USA




3 MW-os egységek, 3 erőműcsoport, 354 MW csúcsteljesítmény (+ földgáz tüzelés)



Működés • A napenergia vagy a gázkazán által megtermelt hő hőcserélőkön keresztül szárazgőzt termel, ami a turbinát meghajtja. A turbina által megforgatott és a hálózatra szinkronizált generátor termeli az áramot. A turbináról a gőz a kondenzátorba kerül, ahol a hűtővíz egy hőcserélőn keresztül lehűti. A hűtővíz a hűtőtoronyban leadja a felvett hőt, a kondenzvíz pedig ismét a hőcserélőhöz kerül, ahol vagy a napenergia vagy az elégetett gáz hőjét veszi fel. • A teknő alakú tükrök fókuszpontjában egy cső található, ami a visszavert napsugarakat elnyeli, és a keletkezett hőt a benne áramló hőátadó folyadéknak továbbítja. A "teknők" napkövető mechanizmussal mindig a Nap irányába fordulnak, így ha süt a Nap, az erőmű is működik. (forrás: www.kekenergia.hu)



Napteknő



A napteknő rendszer



Messongi, Korfu



Naptorony




A naptorony rendszer



Naptányér



Napkémény



Manzanares, Spanyolország

•

View Video: "Beyond 2000" - a 5 minute article on the Pilot Plant in Spain Naperőművek és napkollektorok 2010. 12. 16.


Hőtárolás a nehezebb, sós vízben (75°C)



Solucar, Sevilla



Solucar, Sevilla



Solucar, Sevilla



Solucar PS10 (11 MW) www.solucar.es



Solucar, Sevilla



Solucar, Sevilla



Solanova 50 MW www.solucar.es



Solucar, Sevilla



Solucar, Sevilla



Összehasonlítás Jellege:

farm

farm

torony

Kollektor típusa:

teknő

tányér

torony

Koncentrálóképesség

10...100

100...600

100...1000

Elnyelő hőmérséklet (°C)

150...350

400...900

450...1200

Hatásfoka (%)

6...12

8...20

15...25

Kollektorra vetített teljesítménye m2/kW

20...10

16...6

8...5

Beépített felületre vetített teljesítménye m2/kW

80...40

60...25

40...20

termo-olaj

termo-olaj

-

szerves folyadék, víz

víz, gáz

víz, levegő, hélium, nátrium

csavaros, gőzturbina Stirling-motor

csavaros, gőzturbina, Stirling-motor

gőzturbina, gázturbina

Hűtőfolyadék Munka (hőátvevő) folyadék

Turbina típusa




Háztartási energiamérleg



Háztartási napkollektoros rendszer

- túlnyomásos és - drain rendszerek



Részegységek • • • • • • •

3 db napkollektor: 6 m2. 1db 300 ll--es tároló réz csővezeték tágulási tartály keringető szivattyú vezérlő rendszer hőmérséklet érzékelők



Sík kollektor



Felépítés



Vákuumcsöves kollektor I. • • • • • • • • • •

Hosszúság: 1800 mm A külső cső átmérője: 58 mm A belső cső átmérője: 47 mm Az üveg vastagsága: 1,6 mm Hőtágulás: 3,3 x 10 - 6 °C Anyag: Bórszilikát üveg Elnyelő bevonat: Szelektív AlAl-N/ Al Elnyelés: > 92% (AM 1,5% ) Vákuum: P < 5 x 10 -3 Pa Üresjárati hőmérséklet: 245°°C ( G= 1000 W/m2 ) 245 • Hőveszteség: < 0,8 W/( m 2 C ) • Max. nyomás: 8 bar



Vákumkollektor működése:

A hőátadó folyadék nem kerül a vákuumcsőbe, csak a „fejszerkezetben” veszi fel a nap hőenergiáját.



Vákumkollektor felépítése:



Vákumcső és benne heatpipe



Kompakt kollektor



Patra, Görögország



Vákuumcsöves kollektor II. • • • • • • • • • • •

Vákuumcsövek száma: 8db Kollektor súlya: 30 kg Kollektor nettó felülete: 1,33 m2 Kollektor űrtartalma: 1300 cm3 Kollektor mérete: 1700 mm * 897 mm * 110 mm Vákuumcső átmérője külső: 47 mm Vákuumcső átmérője belső: 37 mm Vákuumcső hossza: 1500 mm Abszorpció (hőelnyelés): 94 - 96% Emisszió (hőveszteség): 4 - 6% Üresjárati max. hőmérséklet: ~ 265 c°



Összehasonlítás Síkkollektor • Konvekcióval adja át a hőt a hűtőközegnek • Egyszerű technológia • Olcsóbb • Rosszabb hatásfok • Nagyobb hőveszteség • Hátsó hőszigetelés kell

Vákumkollektor • Párologtatás útján felveszi a hőt, lecsapódással leadja • Bonyolult technológia • Drágább • Jobb hatásfok • Kisebb hőveszteség • Nem kell annyi hőszigetelés



Hőcserélő tartály:

• • • •


Álló kivitelő 300 literes 2 hıcserélıs hıszigeteléssel


Napkollektor alkalmazás új épületben Gazdaságos alkalmazás:



Hőszivattyú és napkollektor



(Várnai)

Pista bácsi háza



(Várnai)

Pista bácsi háza



Pista bácsi hőközpontja

(Várnai)



Az ÓE KVK VEI rendszer



Napkollektorok és hőközpont ÓE KVK VEI-ben



Hőáramlás



Megtérülés számítás • Konkrét – Kivitelezési ajánlat – Villamosenergia ár – Gáz ár – Élettartam – Fogyasztási szokás ismerete – HMV és/vagy fűtés • Megtérülés ma Magyarországon 3-5 év

(forrás: installateur)



Katalógus értékek Bruttó ár éves termelés 720-960 kWh

napi min kWh 2,0

napi max kWh 2,7

1800/58 V12

12 csöves napkollektor

1800/58 V 20


1200-1600 kWh

3,3

4,4

114.360,-

1800/58 V 30


1800-2400 kWh

5,0

6,7

171.480,-

TZ-58 /1800 15 15 csöves prémium napkollektor

1200-1600 kWh

3,3

4,4

164.880,-

TZ-58/1800 30 30 csöves prémium napkollektor

2400-3200 kWh

6,7

8,9

316.680,-

http://www.sussfelnap.com



68.640,-

Energia költség megtérülés számítás • 100 l vizet 1 kWh 8,6 °C-vel melegít fel • 80 l vizet 20 °C –ról 75 °C-ra kb. 5,1 kWh melegít fel • Ez villanyból kb. 255 Ft (50 Ft/kWh) • Ez gázból kb. 101 Ft (80% hatásfok, 150 Ft/m3) • Évi 93.000 Ft vagy 37.000 Ft • Szezonalitás! • Fogyasztási szokások!



(forrás: installateur)



Felhasznált – ajánlott irodalom • • • • • • • • • • •

www.zoldenergiakft.hu www.kardoslabor.hu www.jauk-solar.com Solar rendszer ismertetése (Sigér Imre előadása, 2006 nov., +36-70-5151699, [email protected] www.eki.kando.hu //aurora.crest.org //solstice.crest.org www.ases.org www.ises.org www.mrsolar.com www.napenergia.lap.hu



Köszönöm a figyelmet!



Naperőművek és napkollektorok -

Recommend Documents