Hírlevél
Bejelentkezés
Napenergia meghajtással először a Föld körül
Az ABB innovációs és technológiai együttműködésre lépett a Solar Impulse projekttel (a világ első napenergiával hajtott repülőgépe), amely 2015-ben kísérletet tesz, hogy elsőként kerülje meg a Földet napenergia felhasználásával. Azt követően, hogy a Solar Impulse prototípusa nyolc világrekordot állított fel, amikor elsőként szelte át a két kontinens közötti légteret, majd átrepülte az Egyesült Államokat, Bertrand Piccard és André Borschberg elérkezettnek látja az időt, hogy a vállalkozásukat 2015-ben egy világkörüli repüléssel koronázzák meg.
Az energiahatékonyság, a fenntartható közlekedés és a megújuló energiaforrások fejlesztésében élenjáró ABB nagy jelentőséget tulajdonít a napenergiának, és meggyőződése, hogy ez az energiaforrás nagyban hozzájárulhat a környezeti hatásoktól mentes gazdasági növekedés eléréshez, illetve meghatározó szerepet játszik majd a jövőbeni energiaszerkezetben. Az ABB, amely a 90-es évek óta jelen van a napenergia-ágazatban hosszú ideje az iparág elkötelezett támogatója. A vállalat ez irányú elkötelezettségét jól jelzi, hogy tavaly 1 milliárd dollárért megvásárolta a világ második legjelentősebb szolárinverter-gyártójának számító Power-One-t.
Az ABB és a Solar Impulse szívügyének tekinti a megújuló energiaforrások hasznosítását, ezért folyamatosan olyan új és kreatív módszerek kifejlesztésén dolgozik, amelyek hozzájárulnak a jövő energiával kapcsolatos kihívásainak újszerű megoldásához. Mindkét cég jelentős technológiai fejlesztésekkel büszkélkedhet a megújuló energia felhasználók számára történő átalakítása terén, valamint az energiatárolás területén is.
Repülés a világ körül:
átkelés óceánok és kontinensek felett
Az öt hónapra tervezett, a Föld megkerülését célzó repülések 2015 március elején kezdődnek és 2015 július végéig tartanak. z napenergia-meghajtású repülőgép első földkörüli repülésének bázisa Abu Dzabiban, az Egyesült Arab Emírségek fővárosában lesz, így a gép innen indul, és ide fog visszaérkezni a világ körüli útjáról.
Az útvonal:
a gép elrepül a Perzsa-öböl sivatagai felett, majd a veszélyes indiai monszunt kikerülve átrepül a kínai nagy fal felett; ezt az etapot két óceán feletti átkelés követi (a két átkelés közt egy „álom” pihenőt tartanak Amerikában), majd visszatérnek az indulás helyére, a Perzsa-öbölbe.
A Solar Impulse jelenleg az Abu Dzabiból induló repülőút etapjainak egyeztetését végzi. A gép a 2015 júliusára tervezett Abu Dzabiba történő visszatérése előtt leszáll majd Ázsiában, az Egyesült Államokban, Dél- és Észak-Európában, valamint Észak-Afrikában is.
Repüléstörténeti esemény:
mint minden, a történelemben elsőnek számító vállalkozás esetében, most sincsenek viszonyítási pontok. Mint korábban, most is számos kihívással fogunk szembesülni, ami elengedhetetlenül arra késztet majd bennünket, hogy kitoljuk a technológiai, az emberi és a navigálási teljesítmény határait.
Abu Dzabi, a bázisnak otthont adó város
Abu Dzabi, az Egyesült Arab Emírségek fővárosából indul, és itt ér majd véget az első napenergia-meghajtású repülő Föld körüli útja.
Masdar, az Abu Dzabi székhelyű, megújuló energiára szakosodott cég lesz a Solar Impulse helyi partnere. A Solar Power csapatát a Masdar és Abu Dzabi városa látja majd vendégül január elején, hogy a csapat tagjai elvégezhessék az első napenergia-meghajtású géppel tervezett Föld körüli repülés előtt szükséges teszteket és gyakorlást.
A Si2-t a svájci Payerne repülőteréről teherszállító repülőgéppel átszállítják Abu Dzabiba, ahol bemutatják majd a World Future Energy Summit (WFES) energiacsúcson. A WFES csúcs abba az Abu Dzabi Fenntarthatósági Hét elnevezésű, 2015 január 17. és 22. között tartandó rendezvénysorozatba illeszkedik, amelynek a házigazdája a Masdar lesz.
„Ez az ideális partneri kapcsolat be fogja bizonyítani, hogy Abu Dzabi az újrahasznosítható energiaforrások tekintetében kompetenciaközpontak számít, illetve a Solar Impulse az első napenergia-meghajtású gép Föld körüli repülőútja során bemutatja majd a tiszta energia nagy horderejű alkalmazásait”- jelentette ki Bertrand Piccard. André Borschberg így folytatta: „Azért esett a választásunk erre a helyre, mert az éghajlata, az infrastruktúrája és a tiszta technológiák iránti elkötelezettsége miatt a legjobb és legalkalmasabb indulási pontnak tartjuk a Föld körüli repülés szempontjából.”
A Föld körüli repülőút főbb adatai:
A napenergia-meghajtású gép első Föld körüli útja számokban:
- - 2 pilóta: Bertrand Piccard és André Borschberg, akik felváltva vezetik majd a gépet az együléses pilótafülkéből
- - 1 repülőgép: Solar Impulse 2
- - A fedélzeten szállított üzemanyag mennyisége: 0 liter
- - A tervezett út hossza: 35 000 km (22 000 mérföld)
- - Repülési idő: kb. 500 óra
- - 10 etap, amelyek közül néhánynak az időtartama meghaladja az 5 nappalt és éjszakát
- - A küldetés tervezett időtrtama 5 hónap (2015 márciusától 2015 augusztusáig)
- - 60 fős támogató csapat
Forrás: mnnsz.hu
A napenergia kutatásának története
Az építészeknek az első szolártechnikai tanácsot a görög történetíró, Xenophón (kr.e. 430-354) adta: "A házak déli oldalát magasabbra kellene építenünk, hogy a téli napot befoghassuk" .
A legnagyobb antik szolártechnikus Arkhimédész (kr.e. 287-212) volt, napenergiával kapcsolatos kutatása nemcsak elméleti, hanem fontos gyakorlati eredményeket is hozott. Homorú tükrök segítségével, amelynek gyújtópontja kis görbületük miatt több száz méter távolságban volt, a római hadvezér Marcus Claudius Marcellus hajóit a szicíliai főváros kétéves megszállásakor felgyújtotta.
Európában a Nap melegének hasznosítási kérdése akkor került előtérbe, amikor Gallilei (1564-1642) feltalálta a lencsét.
Az első modern napmelegtárolót a svájci természettudós, de Saussure (1740-1799) építette meg. Öt üvegtárcsát úgy helyezett el, hogy az üveglapokat mindig légtér választotta el egymástól. Az üvegrétegek közötti levegő jelentősen fokozta a hatásfokot. Ezzel a módszerrel de Saussure 87,5 °C-ot ért el. Modern síkkollektoraink ezen az elven működnek.
A naperőgépek évszázada a XIX.sz. volt. A moder naperőgép a francia August Bernard Mouchot nevéhez fűződik. Algír közelében 1864. szeptember 22-én helyezte üzembe készülékét. Ez a nagy berendezés egy 5 m átmérőjű tükörrel működött, és percenként 2,5 t vizet szállított.
1902-ben Kaliforniában H.E. Willsie és John Boyle 4,4 kW és 15 kW teljesítményű naperőgépet készített. A.G. Aneas egy 11 kW teljesítményű gépet szerkesztett, és ugyanebben az évben készült el Pasadenában a híres napenergiával működő gőztermelő is.
A napenergia hasznosítása
Ki gondolta volna, hogy a napenergia hasznosítása az egyik legrégebbi módszerünk az energia előállítására? Közel 2500 éves műltra tekint vissza. Időről időre előtérbe került – természetesen mindig olyankor, amikor valami miatt energiaválság fenyegetett.
Legelőszöris éppen a Görögországban, az i.e. 5. század környékén. Az ezt megelőző időszakban a görögök rengeteg fát használtak hajóépítésre, fűtésre, fémek kiolvasztására; gyakorlatilag nem maradt kivágható fa erre az időre. Mivel a fa behozatala drága multaság volt már akkoriban is, a szükség szülte kényszer hatására találták föl az „energiatakarékos építészetet”. Akkoriban ez persze egészen mást jelentett, mint napjainkban: a megfelelő tájolás, a vastag falak és az egymást védő épületcsoportok jelentették a technika lényegét.
A rómaiak nem csak a görögök fapazarló példáját vették át, hanem energiatakarékos építészeti elképzeléseiket is és átdolgozták ezeket a hatalmas birodalom régióinak megfelelően. Komoly modernizációt jelentett az üveg használata, amit a görögök még nem alkalmaztak. Szintén a rómaiakhoz (és a nevezetes római joghoz!) kapcsolódik a napenergiához való jutás jogának első törvényi szabályozása is, ami minden római polgár elidegeníthetetlen jogának számított és Justinianus törvénykönyvében rögzítették.
A középkor az elődök eredményeiről szinte teljesen elfeledkezett, bár a haditechnikában továbbra is kísérleteztek különféle gömbökkel és tükrökkel – de ez elsősorban az ellenség elvakítását, semmint a fűtést szolgálta (volna).
A fordulat az 1600-as években következett be, ekkortól gyorsan terjedt az üvegházi kertészeti kultúra. Összefüggött ez a nagy földrajzi felfedezésekkel, hiszen a délszaki növények meghonosítása másképp elképzelhetetlen lett volna.
A 18. század végén már az üvegházak hőtárolására is gondoltak: a felmelegedett levegőt külön kamrában tárolták és éjjel visszaáramoltattás az üvegházba. Szintén ekkoriban elevanítették fel az üvegházhatás hasznosítására vonatkozó ókori tudást is. Horace de Saussure és Sir John Herschel „forró dobozokat” készített (nagy méretű fadoboz üveg borítással), amiben még fagypont alatt is föl lehetett forralni a vizet – feltéve, hogy sütött a nap.
A jelentős ipari fejlődés a 19. század elején kezdődött. Mivel Franciaország szénkészletei szűkössége miatt hátrányban volt, ezért itt kezdődött a legintezívebb kutatás a napenergia hasznosítására. Augustin Mouchot teljesen újszerű készülékek sorát fejlesztette ki e célra. Ezek a masinák még erősen függtek a napsütéstől, a megtermelt energia tárolására nem voltak alkalmasak. Mouchot, hogy több energiával és jobb feltételek mellett kutathasson, Algírban folytatta vizsgálatait. Itt építette az első napkazánt, ami az 1878-as világkiálltáson egy gőzgépet működtetett. A kazán óránként 2000 liter vizet szivattyúzott, alkoholt desztillált, ételeket főzött, sőt egy kiegészítő berendezéssel még jégkockát is lehetett készíteni vele. A sokoldalú szerkezet hiányossága az volt, hogy még mindig nem volt képes a tárolásra…
Mouchot nem adta fel: addig kutatott, míg végül felfedezte az energiatárolás mindmáig legkorszerűbbnek tartott módját, a vízbontást elektromos árammal. A napközben felszabaduló hidrogén elégetésével biztosítható az energiaellátás a fényszegény időkben. Mivel ekkoriban még nem ismerték a napelemet, ezért termo-elemekkel próbálkozott, ezeknek azonban igen kicsi volt a teljesítménye.
A jól induló új technológia végül mégsem fejlődött ki ebben az időszakban, ugyanis közben Franciaország ban korszerűsösött a bányászat és nem tartották rentábilisnek a további ráfordításokat.
A francia kísérletekkel egyidőben Amerikában is érdeklődni kezdtek az új lehetőségek iránt. John Ericson, majd Frank Shuman neve fémjelzi ezt az időszakot, melynek legfontosabb eredménye a napenergia erőművi hasznosításának lehetősége lett. A fejlődés azonban az Újvilágban is megakadt: közbeszólt a világháború, majd az olajipar fejlődése…
Forrás: huszadikszazad.hu
Energiatermelő ablak
A DSC egy harmadik generációs fényintenzitás hatására elektromosságot termelő rendszer, mely a mesterséges fotoszintézis elvén alapszik. A rendszert üveg vagy fém felületen lehet a legjobban alkalmazni. A nanotechnológia bevetésével létrehozott réteg a sima felületeken egyszerűen kialakítható. A végeredmény egy napenergia hasznosításra alkalmas nagy egybefüggő felszín, mely felhős, ködös körülmények között is képes ellátni feladatát.
A Dyesol egy olyan, ablakra felszerelhető innovatív napelem, ami a legígéretesebb találmány a szilikon felfedezése óta. A DSC kifejezés angol eredetű, a Dye Solar Cell szavakból került összevonásra. Ez egy teljesen új technológia, mely ideálisan alkalmazható függőleges felületeken is, akár félárnyékos körülmények között is.
Ablakba építhető napelem
A queenslandi Műszaki Egyetem kutatói nemrég jelentették be, hogy előállították a „Dyesol"-t, vagyis egy olyan innovatív napelemet, aminek segítségével az ablakok képesek lesznek energiát előállítani. Ezek a festékkel bevont napelemek jelentősen le tudnák csökkenteni a ház költségeit, sőt plusz energia termelésére is képesek lennének. A Dyesol-t úgy titulálták, mint a legígéretesebb találmány a szilikon felfedezése óta.
A modern építészetnek elég disszonáns a viszonya az ablakokhoz. Egyrészt szeretik használni, mivel fényt és világosságot visznek a belső helyekre, másrészt viszont a főbűnösnek szokták kikiáltani az energiaszámlák növekedésében, ugyanis többnyire itt távozik a meleg. A hagyományos válasz erre a problémára az, hogy meg kell növelni az ablakok szigetelőképességét. Az új megoldás szerint azonban nem a lyukakat kell betömni, hanem az ablakból egy energia előállító felületet kell létrehozni.
Mesterséges fotoszintézis
A Dyesol napelem teljesen új technológiát képvisel, amit a legtömörebben mesterséges fotoszintézisnek nevezhetnénk. Ennek lényege, hogy a két üveglap közé egy réteg ruténiumfestéket, egy speciális elektrolitot és egy vékony titániaréteget (a titánia a fogkrémekben használt fehér színanyag) helyeznek el. A beérkező fény a titániaréteg elektronjait gerjeszti, ami ezáltal a természetes fotoszintézisnél megjelenő áram sokszorosát generálja.
Ezeknek a festett napelemeknek az előnye, hogy olcsóbbak, mint a szilíciumot tartalmazó napelemek, mivel itt nincs szükség a drága alapanyagra. Ráadásul hatékonyabban tudják felhasználni a napsugárzást, még akkor is, ha árnyékolásban vannak. Ezt az új találmányt különösen a felhőkarcolók esetében lehet nagyon jól kihasználni, ahol a faltól falig ablakok, ezentúl nem terhelik, hanem csökkentik a fűtésszámlát. Jelenleg rózsaszín, kék, zöld, szürke árnyalatú festékkel kísérleteznek a kutatók, akik szerint néhány éven belül a boltokba kerülhet az új találmány.
A technológia előnyei:
- Alacsonyabb előállítási költségek, egyszerű tömeggyártás
- A termék kevésbé érzékeny a napsugárzás beesési szögére és annak változására
- Alacsony napsugárzás mellett is jól használható
- Szélsőséges hőmérsékleti viszonyok között is alkalmas a használatra
- Részleges beárnyékolásra sem érzékeny
(forrás: muszakiak.hu)
Meddig működik egy napelemes rendszer?
A napelemes rendszerek átlagosan tervezett élettartama 20-25 év szokott lenni: ennyi időre (20 évre) szólnak a betáplálási támogatások a legtöbb európai országban, és a bankok is általában 20 évvel számolnak üzleti tervekben nagyobb erőműveknél. A húsz évet tehát vehetjük elvárható minimumnak.
Azt is hozzá kell tenni, hogy ebben a 20-25 évben minden komolyabb befektető úgy szokott számolni, hogy az invertereket várhatóan a 10-15 éves korukban cserélni kell - egyszerűen bizonyos elektronikai alkatrészek az általános tapasztalatok szerint eddig bírják. Tehát a napelemes rendszer élettartama alatt egy inverter cserével azért számolni kell, de a napelemek, kábelek, rögzítés (amennyiben rozsdamentes acél és alumínium rögzítést használtunk) ki kellene bírniuk a 25 évet is.
De mi történik a huszadik év után? Vannak már példák, amiket ilyenkor érdemes lehet megnézni. Ilyen volt a 90-es évek elején Németországban indított "1000 tető" program, amit a szövetségi Oktatási és Kutatási Minisztérium finanszírozott, és 70%-os támogatást adott az akkor még nagyon borsos árú napelemes rendszerre. Az egyik német egyetem épp ennek járt utána (a PV Magazine pedig megírta), hogy mi a helyzet az akkor telepített rendszerekkel. Néhány meglepő eredményt találtak.
Minimális napelem degradáció
Egy Lipcse melletti rendszer például több, mint 20 év után is évi átlagos 800-900 kWh áramot termel kilowattonként. Azaz szinte semmivel se kevesebbet, mint az új telepítési rendszerek a szászországi időjárás mellett (itthon 1100-1200 kWh áram várható 1kWp napelemes rendszertől, kicsit délebbi és naposabb klímánk miatt).
A napelemek teljesen megfelelő állapotban vannak - ami azért is érdekes, mert a 90-es években még sok gond volt a laminálással, még nem voltak olyan időtálló ragasztó, lamináló anyagok, mint amiket ma használnak (laminálásról egy korábbi cikkünk itt). Semmilyen elszíneződés nem látható rajtuk. Az invertert egyszer cserélték, ahogy az várható is volt.
A Chemnitz-i Egyetemen összesen 102 rendszert vizsgáltak meg, ami a 90-es évek "1000 tető" programjában került kiépítésre. Az egyik érdekesség, hogy a napelemek többsége ma is 90-95%-os teljesítményt hoz. Azaz a napelem gyártók által 80%-os, 25 évre szóló teljesítménygarancia valójában egy óvatos vállalás, a szilícium degradációja a gyakorlati tapasztalatok alapján jóval a várt 0.8% alatt van. Voltak olyan gyártók, akik moduljainál magasabb visszaesést mértek, de még ott is 80% felett voltak, és a vizsgálatok szerint még legalább 5 év működés ma is elvárható a legtöbb napelemtől.
Ma is működő inverterek
Ami még meglepőbb volt, hogy az inverterek is meglepően jól tartották magukat. Az esetek felében még ma is, 20-23 év távlatában is működik az eredeti inverter. Itt gyártónként azonban nagy volt a szórás: a Siemens invertereinek 80%-át kellett már cserélni, az SMA invertereknél 53%-ukat. Ez utóbbi már összhangban van a mai elvárásokkal is. Néhány, ma már nem is ismert gyártó (ASP és UFE) invertereknek például mindegyike azóta is működik, azaz 0% volt a cserearányuk.
Összességében tehát invertereknél továbbra is jobb 10-15 évre tervezni, de a gyakorlat azt mutatja, hogy a 20 éves élettartam egyáltalán nem lehetetlen, mégha el nem is várható.
A ma is működő rendszereket természetesen eszük ágában sincs gazdáinak lecserélni: már sokszorosan megtermelték a bekerülési árukat, "enni nem kérnek", azaz további költséget - amíg az inverter bírja - nem jelentenek, gyakorlatilag valóban ingyen termelik a várt időn túl is az áramot. Sőt, egy inverter cserével - még ha csak 80-90%-on termelve is - megérheti tovább üzemeltetni. A mai nagyobb, jó minőségű alapanyagokat felhasználó gyártók moduljai, az elmúlt húsz év tapasztalatait hasznosítva, lényegesen jobb laminálási anyagokkal várhatóan felül is múlják majd a 90-es évek napelemeit.
(forrás: napelemek.blog.hu)
Energiatermelő útburkolat
Az útburkolat begyűjti a hosszútávfutók energiáját. A résztvevők energiát fognak termelni a Boston Maraton utcai futóversenyén. Egy napon az atléták energiáját képesek leszünk megcsapolni, hogy működtessük akár a rendezvény multimédiás eszközeit.
A közelmúltban a Párizs Maraton is bizonyította, hogy az elv működőképes a gyakorlatban is. A verseny szervezői az útvonal egyes pontjaira speciális gumilapokat fektettek, melyeket a londoni székhelyű Pavegen Systems gyártott újrahasznosított kamion abroncsokból. A borítás a lábdobbanások mozgási energiáját képesek feldolgozni, és átalakítani csekély elektromossággá.
A lapok lépésenként akár 8 watt energiát képesek generálni. Kétségtelenül ez elenyésző. De 40.000 futó esetén ez már elegendőnek bizonyult, hogy a kivetítőket és jelzőtáblákat a verseny útvonala mentén működtetni tudják. Kezdetnek nem is rossz.
Hasonló ötleteket láthattunk már korábban is (emlékeznek az energiatermelő táncparkettre ?), de a technológiának még nagy lépéseket kell tennie, mielőtt megbízható befektetésnek bizonyulna. A lapok mostani 76 dolláros árának még drasztikusan kell csökkennie, a hatékonyságnak pedig nagymértékben kell javulnia.
A Pavegen tovább dolgozik az eszköz fejlesztésén, és igyekszik minél inkább megismertetni az ötletet más nagy utcai futóversenyeken keresztül. Esetleg újabb felhasználási lehetőségeket is találnak a jövőben a versenyzők és a szurkolók kiszolgálására.
(Forrás: muszakiak.hu)
