Ugrás a tartalomhoz Lépj a menübe
 


Alternatív energiák

szel_energia.jpg

A szélenergia
 
A szélenergia megújuló energiafajta...amelynek termelése környezetvédelmi és költségelőnyei miatt rohamos ütemben nő a világban, főleg Európában.2006-ban a szélerőt felhasználó generátorok 74 223 megawatt energiát termeltek világszerte, mely még mindig kevesebb, mint a világ áramfelhasználásának 1%-a.A szélenergia kitermelésének modern formája a szélturbina lapátjainak forgási energiáját alakítja át elektromos árammá. Ennél sokkal öregebb technológia a szélmalom, amelyben a szélenergia csak mechanikus szerkezetet működtetett és fizikai munkát végzett, mint a gabonaőrlés, vagy a vízpumpálás.
  
A szélturbinákat ma már ipari méretekben, nagy csoportokban is felhasználják szélfarmjaikon a nagy áramtermelők, de nem ritkák a kis egyedi turbinákat működtető telepek sem, amelyeknek különösen olyan környezetben veszik nagy hasznát, amelyek távol vannak a nagyfeszültségű elektromos hálózattól, ezért költséges lenne a felhasználás helyéig kiépíteni a vezetékeket.Az utóbbi években jelentősen csökkent a szélenergia előállításának ára és ma már olcsóbb, mint a fűtőanyag által termelt áram 2004 óta a szélerő a legolcsóbb energiatermelő, 2005-ben előállítása egyötödébe került az 1990-es évek vége költségeinek, és ez a trend a gazdaságos nagy turbinák tömegtermelésével várhatóan folytatódik.
 
 A szélenergia termelése gyorsan nő, 2012-ig becslések szerint a tavalyi szint két és félszeresét érheti el. Nap Földet elérő energiájának 1-3%-a alakul szélenergiává. Ez 50-100-szor nagyobb mennyiség, mint amennyit a Föld teljes növényvilága konvertál a fotoszintézisen keresztül. E szélenergia jórésze nagy magasságokban található, ahol a szél folyamatos sebessége meghaladhatja a 160 kilométer per órát. A súrlódáson keresztül a szélenergia szétoszlik a Föld atmoszférájában és felszínén.A szél abból keletkezik, hogy a Földet forgása következtében egyenetlenül éri a Nap hője. A pólusok kevesebb energiát kapnak, mint az egyenlítői régiók, a szárazföld gyorsabban melegszik fel és hűl le, mint a tengerek. A hőmérsékleti különbségek a földfelszíntől a sztratoszféráig terjedő rétegekben globális légáramlási rendszert tartanak mozgásban.A szelek mozgását egy sor egyéb tényező is komplikálja, mint az évszakok vagy a nappal és éjszaka váltakozása, a Coriolis hatás, a föld és a víz visszaverő képességének, a nedvességtartalomnak és a szélsúrlódásnak az egyenetlenségei.
 
Magyarországon a következő másfél évre a nagy áramszolgáltató vállalatok 1687 megawatt új kapacitás létesítését szeretnék, a legtöbbet az ÉDÁSZ, a folyamatot azonban szabályozási viták nehezítik. Általában az ország adottságait nem tekintik nagyon jónak ehhez az iparághoz, mivel az átlagos szélsebességek viszonylag alacsonyak. 
 
nap_energia.gif
A napenergia
 
A Nap a földi élet elsődleges energiaforrása. Földünk másodpercenként 50 milliárd kWh energiát kap a Naptól. Ez a hatalmas „fúziós erőmű”, már évmilliárdok óta üzemel. A Napban hidrogén alakul át héliummá, roppant gravitációs nyomás mellett extrém magas hőmérsékleten. A nap felületének hőmérséklete 6000 Kelvin.A Nap hatalmas tömegében, amely a naprendszer több mint 99%-a az évmilliárdos működés ellenére még mindig több mint 70 % hidrogén „üzemanyag” van, ami szinte kimeríthetetlen energiaforrásként értelmezhető.
 
A Nap másodpercenként 4 millió tonna tömeget veszít az elektromágneses kisugárzás miatt, de mindez elenyésző veszteség a 2 x 1030kg naptömeghez képest.A földi élet számára a Nap elektromágneses sugárzása a fény a legjelentősebb. A Nap becsült sugárzási teljesítménye 3,96 x 1023 kW, ebből Földet elérő sugárzó teljesítmény mintegy 173 x 1012 kW, ami a jelenlegi energiaigényünket több ezerszer meghaladja. A sugárzás direkt és szórt sugárzás formájában jut el a Föld felszínére. E két komponens összessége a totális sugárzás.
Autó hajtás - solar celákkal
 
A felhasználható napsugárzás az alkalmazás földrajzi helyétől, az évszaktól és a napszaktól is függ. Mindez a napsugárzás vízszintessel bezárt szögével, a napmagassággal magyarázható.További körülmények, mint a levegő szennyezettsége, relatív páratartalom, a felhősödés szintén befolyásolják a felhasználás mértékét. A Föld légkörének határát elérő napsugárzás mértékéül a napállandót használjuk, amelynek értéke 1353 Watt/m2. Mindebből a Föld felszínéig eljutó sugárzás, ideális esetben 1000 Watt/m2. A napenergiát alapvetően kétféle módon tudjuk hasznosítani. Passzív hasznosítással, amely az épületek tájolásával, kialakításával érhető el, kiegészítő berendezés nélkül.Aktív hasznosítással az erre a célra szolgáló eszközökkel, vagyis napkollektorral vagy napelemmel.
 
A napkollektor a napenergia termikus hasznosításának eszköze, melyben a levegő vagy folyadék közeg áramlása módján hőenergiát nyerünk. A hőenergiát használhatjuk melegvíz ellátásra, medence vizének melegítésre, növényházak fűtésére, szárításra vagy más rendszerek hőellátásához. A napelem a napfényt közvetlenül elektromos energiává alakítja át. A villamos áram helyben felhasználható a szokásos módon vagy tovább alakítható tárolható illetve közcélú hálózatra táplálható.
 
vizeromu.jpg
A vízerőmű
 
A víz energiáját az emberiség már a történelmi időkben is használta.A régi kultúrákban, Kínában, Egyiptomban és Mezopotámiában leginkább a vízkerekeket alkalmazták a mezőgazdasági területek öntözésére és ivóvíz ellátásra. A római időkben jelentek meg a vízimalmok; az úszó hajókra felépített úszómalmok, amik gabonát őröltek, csakúgy mint part menti társaik. Felhasználták a vízkerekek forgási energiáját a kovács- műhelyekben kalapálásra és fújtatásra, a fűrészmalmokban a faanyag darabolására. Később a bányákból is a víz energiájával szivattyúzták ki a talajvizet. A vízimalmok ideje az gőzgépek megjelenésével (1765) áldozott le. A vízenergia hasznosítás reneszánsza 1830-tól köszöntött be, ekkor jelentek meg az első vízturbinák és szorították ki a vízkerekeket. A turbinák a nagy esésű és nagy energiájú vizet is tudták hasznosítani, és 1866-tól, a Werner von Siemens által megépített generátor segítségével villamos árammá tudták alakítani mozgási energiájukat.
 
A villamos ipar fejlődésével párhuzamosan a vízenergia alkalmazása is folyamatosan bővült, modernizálódott. 1882-ben New York-ban megépíti Thomas Alva Edison az első elektromos művet, ugyanebben az évben Nicola Tesla felfedezi a váltóáramot. Az első váltóáramú erőművet is ő álmodja a Niagarára, mely 1896-ban áll üzembe.
 
Világszerte a '80-as évekre a kis erőművek nagy részét (csak Németországban 50,000 berendezést) bezártak az olcsó fosszilis energiáknak "köszönhetően". Napjainkban megváltoztak a trendek, a megújuló energiák lassan előtérbe kerülnek, a régi malomvíz csatornákat rendbe teszik, a berendezéseket kicserélik, és egyre több kis erőmű kezdi meg ismét a villamos energia termelést.
 
geotermikus-eneria.jpg
Geotermikus energia
 
A legolcsóbb, leginkább gazdaságos megújuló energiaforrások egyike a geotermikus energia. A Föld mélyéből felfelé áradó hőenergia tekintetében kiváló adottságokkal rendelkezik Magyarország. Hévízkészletünk legkevesebb 500 milliárd köbméterre tehető, amiből mintegy 50 milliárd köbméter ki is termelhető.
  
A geotermikus energia fűtési célú beruházása, jó adottságok esetében 5 év alatt is megtérülhet.A Föld hőjének energiáját kétféle módon hasznosítják. A legelterjedtebb alkalmazási forma az, amikor a hőenergiát fűtésre, illetve használati melegvíz előállítására használják. A másik, kevésbé elterjedt alkalmazási lehetőség a 100 Celsius-fok feletti víz, illetve gőz energiájának elektromos árammá alakítása.
  
Magyarország közismerten gazdag hévizekben, különösen a Duna-Tisza közén és a Nagyalföldön jelentős a készlet.Fűtésre általában 100 Celsius-fok alatti hőmérsékletű geotermikus folyadékot használnak. Lehetőségeink nagyobb része még kiaknázatlan. Kilenc városban (Csongrád, Hódmezővásárhely, Kapuvár, Makó, Nagyatád, Szeged, Szentes, Szigetvár, Vasvár) a távfűtés egy részét ily módon fedezik.
 
bio_energia.jpg
Biomasszák
 
A biomasszák jelentősége, hogy fosszilis energiahordozók válthatók ki velük, így megvalósítható a fenntartható energiafelhasználás. Mivel ezek a biomasszák a megfelelő kezelés esetén megújuló energiaforrások, vagyis rövid életciklusban általában 1 éven belül újból megtermelődnek, használatuk esetén elvileg bányászott energiahordozók takaríthatók meg (kőszén, földgáz, kőolaj). Így a megtakarított fosszilis energiahordozók nem fokozzák a levegő szennyezettségét és a CO2 tartalmának növekedését, következés képpen az üvegház-hatást és a globális felmelegedést.
 
Tüzelhető biomassza:
A tüzelhető biomasszák jellemzően viszonylag alacsony nedvességtartalmúak és ennek megfelelően magas fűtőértékűek. A tüzelhető biomasszákkal szemben fontos követelmény, hogy az éghetetlen hamutartalmuk olyan vegyi összetevőkből álljon, amelyek nem roncsolják szét a kazánberendezést, illetve nem olvadnak rá a fűtőfelületekre, valamint nem okoznak jelentős levegőszennyezést. A legjellemzőbb tüzelt biomassza-fajták : tűzifa apríték (erdei lágy v. keménylombos erdőkből előállítva, fűrészüzemi hulladékokból, illetve lágyfa-energiaültetvényekből (például nyárfa) előállítva, fűrészpor, szalma, energiafű, illetve ezekből előállított pellet.
 
Elgázosítható biomassza:
A biológiailag elgázosítható biomasszák jellemzően nagyobb nedvességtartalmú növényi hulladékból, vagy állati hulladékól áll. Pl: cukortartalmú növények, zöld növényi hulladék, állati szennyvíziszap, trágya. Biomassza elgázosítás történhet elgázosító kazánban is, ahol tökéletlen égés során nyerünk ú.n. generátorgázt. Az erre a célra használható biomasszákat lásd a 'Tüzelhető biomasszák' között.
 
Gépjármű-üzemanyagként hasznosítható biomassza:
Ezeket a biomasszákat két alapvető csoportra bontjuk a helyettesített tüzelőanyag fajtája szerint:
Benzin esetében (ld. bioetanol): magas cukortartalmú (cukorrépa, cukornád), magas keményítőtartalmú (kukorica, burgonya, búza) vagy magas cellulóztartalmú (szalma, fa, nád, energiafű) növények, melyekből etanol gyártható.
Diesel esetében (ld. biodízel): olajtartalmú növények, melyből az olaj kisajtolható, és egyszerűbb vegyszeres kezelések után a diesel olajhoz hasonló anyag nyerhető (például repce, oliva, napraforgó stb.)