Megújuló energia – Széláram
2004/7-8. lapszám | R. M. | 3569 |
Figylem! Ez a cikk 21 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Szaklapunk mindig támogatta a megújuló energiák gépészeti (és egyéb) jellegű felhasználását. Ennek jegyében született alábbi írásunk, amelyben a sokak által jól ismert napenergia, illetve a még nem túl elterjedt szélenergia áramtermelésre való, kis, családi házas méretekben való felhasználásának lehetőségéről lesz szó.
A napkollektorokkal való melegvíz-előállítás – általában kiegészítő megoldásként a kazánhoz – manapság már igen jól bevált módszer, főleg, ha a 30%-os állami támogatást is igénybe tudjuk venni. Ám a napenergiával való közvetlen áramtermelés még nem egy megszokott dolog, csakúgy, mint a szélgenerátor ilyetén célú alkalmazása. Ez utóbbi különösen meglepő, hiszen ha szélenergiára gondolunk, akkor hazánkban inkább az egy-két hatalmas, ipari méretű telepre gondolunk, nem pedig egy cirka 1,5 méter magas „pörgettyűre”. Hol érdemes igénybe venni ezeket a szerkezeteket? Különböző okok miatt, amiket lentebb részletezünk, ott, ahol nincs kiépítve az elektromos hálózat. Tanyák, hegyvidéki üdülők, ideiglenes táborok, szivattyúzásra házaknál, telekommunikációs létesítmények (átjátszóállomás) netán hajók használhatják optimálisan ezeket a berendezéseket. Egy Börzsönyben üdültető vállalkozó kisteherének platójára szerelt fel egy „hibrid rendszert” (leírása később), és azzal látja el árammal a gyerektábort.
Akkor most konkrétan a készülékekről.
A napelemek, más néven a napcellák a fotovillamos jelenséget hasznosítják. Ez alatt a Nap sugárzási energiájának közvetlenül villamos energiává történő átalakítását kell érteni. A napelem fény hatására működik, így közvetlen vagy közvetett (az égboltról érkező) napsugárzás, illetve egyéb fényforrás hatására is. Az említett elektromágneses sugárzás a napelem anyagát képező félvezetőben szabad töltéshordozókat hoz létre, amelyek hatására a napelem fémelektródáin feszültségkülönbség keletkezik. Ha a fémelektródákat külső áramkörön keresztül összekapcsolják, akkor a napelem megvilágításának hatására a külső áramkörben azzal arányos mértékű egyenáram folyik. Az áram nagyságát a keletkezett szabad töltéshordozók száma határozza meg, a feszültség pedig az alapanyag jellegétől függ. A termelt egyenáramot egy megfelelő inverterrel a kívánt feszültségű és frekvenciájú váltóárammá lehet alakítani.
Meglévő elektromos hálózatba visszatöltő napelemes rendszer esetén a fotovillamos berendezés egy arra alkalmas inverteren keresztül össze van kötve az utcai hálózattal. A nappal termelt, fel nem használt villamos áramot az áramátalakító egység 230 V-ra konvertálja, és a helyi áramszolgáltató megvásárol(hat)ja, a mennyiséget egy második villanyóra mér(het)i. A feltételes mód ebben az esetben jogos, mert jelentős akadályok tornyosulnak a magyarországi áramértékesítés előtt. Az ELMÜ, illetve a többi szolgáltató különböző szabályozást alkalmaz, de egyezik az álláspontjuk abban, hogy állandó modemes kapcsolat és telefonvonal kiépítését kérik, hogy ellenőrizzék a rendszert. Pedig valószínűleg – és logikusan – elég lenne a mérőóra, Németországban legalábbis így van, és mindenki elégedett. Ezen okok miatt általában „szigetrendszerek” kerülnek kiépítésre, ahol a termelt áram akkumulátorokban tárolódik. Esténként aztán ez a tárolt villamos áram kerül felhasználásra. Az általunk megismert napelemes modul cellái az optikai hatásnak köszönhetően csaknem feketék. A polikristályos cellák – felületi szerkezetük révén – akár 15%-os hatásfokot is elérhetnek. Felületük szabálytalan kúpos mikroszerkezetű. A „családi házas” méretű készülékek 120-160 W teljesítményűek, méretük kb. 1 m2, súlyuk 12-15 kg.
Míg Magyarországon a fényviszonyok az átlagosnál jobban kedveznek a napenergia felhasználásának, addig a szélenergia alkalmazását pontos és részletes előzetes felmérésnek kell megelőznie. Van, ahol csak „úgy érezni, mintha lenne szél, valójában azonban felhasználni nem lehet. Készült ugyan széltérkép Magyarországról, de annyira részletes és aprólékos, hogy kinyomtathatatlan. A »legjobb« szél egyébként Északnyugat-Magyarországon van. Magyarországon az őszi és a tavaszi időszak a legideálisabb szélenergia szempontjából. A »házi" szélturbinák szerelhetők háztetőre, földre, tartóoszlopra. Két vagy három rotorlapáttal dolgoznak és érnek el 0,4-2 kW teljesítményt. A rotorátmérő 1-4 méter, a berendezések súlya 6-150 kg-ig terjed. A turbina – melynek anyaga általában nemesacél és üvegszál – kb. 3 m/s-os szélnél indul el, optimális teljesítményt 12 m/s-nál ad le, 14 m/s-os szélsebességnél pedig automatikusan befékez vagy kifordul a síkból.
Ha valaki alkalmazni szeretné a napelemes modulokat vagy a szélturbinát, a legjobb, ha együtt, ún. „hibrid” rendszerként teszi, ugyanis így biztosítható a folyamatos áramellátás (ha nincs napsütés, van szél és fordítva). Bármekkora, tetszőleges darabból álló rendszer felépíthető, kezdve az 1 turbina + 1 napelemtől. Elterjedésüknek azonban több dolog is határt szab. Mindjárt itt vannak a piszkos anyagiak. A megújuló energiák örök problémája: van ugyan egy 30%-os igényelhető állami támogatás, de ennek kerete már mostanra elfogyott. Ebből a rendszerből azonban pénzt is lehetne keresni, ha eladná a tulajdonos a megtermelt és fel nem használt áramot, viszont az áramszolgáltatónak a rendelkezések szerint csak 100 kW fölött köteles átvenni azt, alatta minden tárgyalás és megegyezés kérdése – és az eddigi áramszolgáltatói csúcsajánlatok az átlagár harmadára szóltak. Nem is beszélve az infrastruktúra tulajdonosra háruló kiépítéséről (modemes kapcsolat stb.)…
Így maradnak az akkumulátorra dolgozó egységek, amelyek jelen körülmények között jóval hosszabb idő alatt (pl. szélturbina kb. 10 év) térülnek meg, mint más energiatermelők. Állami támogatással – és a zöldek engedékenyebb magatartásával, ők ugyanis információink szerint nem szeretik a szélkerekeket – jobban elterjedhetnének ezek a berendezések.
