1. dia .


25 views
Uploaded on:
Category: Product / Service
Description
NAPENERGIA. A probléma az energia tárolási nehézségeiben rejlik: az egyik megoldás a minél több energia minél hosszabb távú eltárolása. A másik pedig az, hogy a felesleges energiát a villamos hálózatra kell irányítani, és amikor hiányunk támad az energiából, onnan kell visszapótolni.
Transcripts
Slide 1

NAPENERGIA

Slide 2

A probléma az energia tárolási nehézségeiben rejlik: az egyik megoldás a minél több energia minél hosszabb távú eltárolása. A másik pedig az, hogy a felesleges energiát a villamos hálózatra kell irányítani, és amikor hiányunk támad az energiából, onnan kell visszapótolni. Ez utóbbi megoldás a hazai villamos szolgáltatók érdektelenségén rögtön elbukik. Hazánk időjárási jellemzői :

Slide 3

Az éghajlat kialakításánál alapvető az a sugárzó energia, amely a Napból a földfelszínre stick. Jellemzésére a globális sugárzás szolgál, értékét MJ/m 2 egységben fejezzük ki.

Slide 4

A besugárzás évi összege hazánk túlnyomó részén a 4100-4700 MJ/m 2 értékek közé esik. A legtöbb besugárzást júliusban kapjuk, annak ellenére, hogy a nappalok már valamivel rövidebbek, a Nap delelési magassága kisebb, viszont a felhőzet mennyisége csekélyebb, mint nyár elején. Legcsekélyebb a besugárzás decemberben, a nagy borultság és a rövid nappalok miatt. A besugárzás energiahozama mellett fontos tudnunk, hogy milyen hosszú időn át érkezik ez az energia a földfelszínre. Erről a napsütéses órák száma advertisement tájékoztatást. A napsütés tartamát csillagászati és éghajlati tényezők befolyásolják. a Magyarországra érkező hőmennyiség éves eloszlása

Slide 5

Látható, hogy egy felhőtlenebb nyári napon akár 21 kJ energia is érheti a felszínt (/m 2/rest), ebből kb. 400 - 500 W (hő) energiát jelent négyzetméterenként. Ez az energia persze teljes egészében nem hasznosítható, így a különböző veszteségekkel együtt kb. 150 W forgatható be a háztartásba négyzetméterenként. A magyarországi napfénytartam éves megoszlása

Slide 6

Az éves napfénymegoszlásból következik a napenergia egyik - s talán legkomolyabb - hátulütője: a napsugárzás a téli hónapokban a legcsekélyebb, pont amikor a fűtésre a legnagyobb szükségünk szokott lenni. Éppen ezért a napenergia fűtéscélú hasznosítása hazánkban mindenképpen csak egy fűtésrendszer kiegészítéseként használható. Házi melegvíz hasznosítás esetén pedig vagy a nyári hónapokhoz képest jelentősen túl kell méretezni a rendszert, vagy szintén kiegészítő fűtést kell alkalmazni a téli hónapokban. Tálcán kínálja magát a legkézenfekvőbb megoldás: a napkollektor és a hőszivattyú kombinációja. vagy: fekete rézcső hullámlemez-tükör fókuszpontjaiban, üvegházban"

Slide 8

sörösdobozokból is lehet …

Slide 9

Stirling-engine, Rankine-ciklus

Slide 10

Robert Stirling, 1816; előtte a gőzgépek felrobbantak ��  balesetek stirling-engine = „levegőmotor" ��  kevésbé veszélyes A robbanómotorok rohamos elterjedése a gőzgéppel együtt a helyigényes Stirling-motorokat is a hátétbe szorította, és csak napjainkban kezd ismét terer hódítani a techológia, egyrészt a jól alkalmazható anyagoknak köszönhetően, másrészt pedig mert a megújuló energiákkal és a CHP (= C ombinated H eat and P ower - kombinált hő-és villamosenergia előállítás; kombinált ciklus) rendszerekkel jól összeköthető. A mai Stirling-motorok hatékonyságukban lassan felülmúlják a dízel-és benzinmotorokat teljesítmény-súly arányukban. Csendes üzemelésük és környezetbarát (emissziómentes) működésük egyre szélesebb teret szorít nekik mindennapjainkban. A Stirling-engine működési elve A Stirling-motoroknak több változata létezik, ld. Koici Hirata ( www.bekkoame.ne.jp/~khirata/english ) animációit. A Stirling-motorokban többnyire két dugattyú mozog, egymással 90°-os szöget bezárva. Az egyik nem illeszkedik teljesen a henger falához, feladata a levegő mozgatása, "terelése" (kiszorító-dugattyú). A másik illeszkedik a henger falához, ennek feladata a hengerben található gáz nyomásának változtatása (teljesítmény-dugattyú). A Stirling-motorban teljesítmény dugattyú végzi az effektív munkát, és a kiszorító-dugattyút is ez mozgatja. A Stirling-motort voltaképpen ez a nyomás-hőmérséklet változás hajtja. A mozgást szintén majdnem minden motornál négy fázisra lehet osztani (Rankine-ciklus). A Stirling-engine változatai: alfa Stirling-engine Az alfa Stirling változat két külön dugattyúval rendelkezik, egyik a meleg hőcserélőben, a másik a hideg hőcserélőben. Ennek a típusnak an az egységnyi térfogatra eső teljesítménye nagy, de nehézségek merülnek fel a tömítéssel, mivel az egyik dugattyú állandó magas hőmérsékleten üzemel.

Slide 11

tágulás: a legtöbb gázmolekula az alsó, fűtött hengerben van itt felmelegszik ��  kitágul ��  mindkét dugattyút befelé nyomja 2. gáz áramlása: a gáz kitágult, de jelentős része még a forró hengerben van 3. összehúzódás: a gáz nagyrésze a hideg hengerbe áramlott ��  lehül ��  összehúzódik ��  kifelé mozgatja mindkét dugattyút 4. gáz áramlása: az összehúzódott gáz még a hideg hengerben van, a lendkerék visszaforgatja a főtengelyt a kiindulási állapotba ��  a gázt visszanyomja a meleg hengerbe ��  a ciklus befejeződött

Slide 14

béta Stirling-engine egyetlen hengerben egy teljesítmény-dugattyúja és ezt körülvevő második dugattyúja van, mely az első dugattyúval egy tengely mentén mozog. A második dugattyú hézaggal illeszkedik a hengerbe, nem szolgáltat hasznos munkát, csupán arra szolgál, hogy a gázt a forró kamrából a hideg kamrába tolja. Amikor eléri a hideg hengervéget, a lendítőkerék átsegíti a holtponton és megkezdi a hideg gáz átnyomását és komprimálását a meleg hengerbe. Ez a konstrukció elkerüli az alfa változatnál felmerülő problémákat.

Slide 15

gamma Stirling-engine

Slide 16

Stirling-motorok CHP-alkalmazása:

Slide 17

Egy új fejlesztésű 35 kWe Biomassza üzemű Stirling motoros berendezés

Slide 18

CHP alkalmazás energiamegoszlása : egy biomassza tüzelésű Stirling-motorral kibővített kazán energiamegoszlási diagrammja A biomassza a kazánban kerül elégetésre, a távozó füstgáz először a belépő égési levegőt előmelegíti, majd az ECO-n leadja a hőjének egy részét a fűtési víznek. Az eltávozó füstgáz maradék hője veszteségnek számít. Az égési levegő hőjéből dolgozik a Stirling-engine is, a beérkező 140 kW-ból 35 kW villamos áramot termel, a maradék hő pedig szintén az ECO-ra kerül (CHP elv). A berendezés sugárzott hővesztesége 5kW az ábra szerint. A berendezés teljese hatásfoka (254 kW/300 kW) 85%, villamos hatásfoka 12%, termikus hatásfoka 73%.

Slide 19

Elgázosító kazánnal működtetett CHP rendszer, Stirling-motorral másik alkalmazás:

Slide 20

Stirling-hűtőgép (kriogenikus hűtés) A Stirling-engine működése megfordítható: ha a tengelyt forgatjuk, a kamrákon hőfok különbség mérhető. Az első Stirling hűtőgépeket a Philips fejlesztette ki az 1950-es években és többek között folyékony nitrogén gyártáshoz használták. 1990-ig több típust készítettek, ekkor feloszlatták a vállalatot, helyébe a Stirling Cryogenics & Refrigeration BV - ot alapították, mely mama is termel. Érzékelők hűtésére sokféle kis Stirling hűtőgépet használnak. Az ábrán látható kriogenikus hűtő két fokozatban végzi a hűtést, az első fokozat 80 K-ig, a második fokozat pedig 20-40 K-ig.

Slide 21

A Stirling-engine előnyei Az égés kivül zajlik le, ezért a levegő-tüzelőanyag-keveréket sokkal pontosabban lehet szabályozni. A hőforrás folytonos égést kíván, ezért az elégetlen füstgázok mennyisége elenyésző. Sok Stirling-engine csapágyazása a hideg oldalon helyezkedik el, ezért a kenést egyszerűbb megoldani és a kenőanyag élettartama két olajcsere között hosszabb lehet. Az egész engine sokkal kevésbé bonyolult szerkezet, mint a belsőégésű motorok. Nincsenek szelepek, a tüzelőanyag és beömlő rendszer sokkal egyszerűbb. Sokkal kisebb nyomáson üzemelnek, ezért sokkal biztonságosabbak mint a konvencionális hőerőgépek. A kisebb üzemnyomás könnyebb szerkezeti elemek beépítését teszi lehetővé. Nagyon nyugodt járású szerkezetet lehet kivitelezni, működéséhez nincs szüksége külső levegőre, így tengeralattjárókon ideális erőgép lehet. Igéretesnek tűnik alkalmazása repülőgépeken: csendesebbek, kevésbé szennyezik a környezetet, megőrzik hatásfokukat a magasságtól függetlenül, megbízhatóbbak, mert kevesebb alkatrészből állnak, elmarad az indítóberendezés, kisebb rezgésszinten üzemelnek, az üzemanyaguk kevésbé robbanásveszélyes. A Stirling-engine hátrányai A Stirling-engine hideg és meleg oldali hőcserélői költséges szerkezetek, ezek nyomásálló és korrózióálló kivitelben kell, hogy készüljenek. Ez megnöveli a költségeket különösen akkor, ha jó hatásfokú motort kell készíteni. Különösen kis hőmérsékletkülönbség esetén a hideg és meleg oldal között an engine méretei sokkal nagyobbak az azonos teljesítményű belsőégésű motorokhoz képest a nagy hőcserélők miatt. A környezet felmelegítésekor keletkező hőveszteség a legnagyobb akadálya annak, hogy Stirling-motorokat alkalmazzanak gépkocsi hajtására. Ez azonban nem hátrányos házaknál, ahol a hőveszteséget jól fel lehet használni melegvíz előállítására és fűtésre. A Stirling-motort nem lehet gyorsan beindítani, lassú felmelegedésre van szüksége. Ez ugyan a belsőégésű motorokra is igaz, de a felfűtéshez szükséges idő itt sokkal hosszabb. A leadott teljesítményt nehéz változtatni, gyors változtatás nem is lehetséges. A teljesítményt vagy a dugattyú lökethosszán

Recommended
View more...