Flemle Informatika Verseny Megjul energik Ksztette Bancsi Mrk

Fülemüle Informatika Verseny Megújuló energiák Készítette: Bancsi Márk Zoltán 8. osztályos tanuló Felkészítő tanár: Csintalan Tamás Iskola: Bolyai János Általános Iskola Címe: 1195 Budapest Árpád utca 14.

Megújuló energiák: • Napenergia • Szélenergia • Vízenergia • Biomassza • Ár- apály energia • Hidrogén mint energia forrás

Napenergia • A passzív napenergia hasznosítás feltételei • A passzív napenergia felhasználáshoz a következő feltételeknek kell • • • teljesülni: - sütnie kell a Napnak - a napsütésnek el kell érnie a szerkezetet - a szerkezetnek alkalmasnak kell lennie a sugárzás hasznosítására - a hasznosítónak alkalmasnak kell lennie a hő tárolására, és a fűtendő térbe való közvetítésére. Gyakran ezek az alapvető feltételek nem adottak, ezért nem lehet az épületet passzív napenergia hasznosításra tervezni. Gondoljunk például azokra a rendezési tervekre, ahol a beépítési távolságok úgy vannak meghatározva, hogy az épületek a nap jelentős részében nem kapnak napfényt. Ebből is látszik, hogy a passzív napenergia hasznosítás tervezése a településtervezéssel kezdődik.

• A passzív napenergia hasznosítás szempontjából a • • tervezés során következőket fontos figyelembe venni: · települési szinten · az épületek megfelelő tájolhatósága érdekében az utak optimális nyomvonalvezetése, · a beépítési távolságok meghatározásánál a benapozás figyelembe vétele, · megfelelő árnyékoló növényzet telepítése, amely nyári időszakban védi az épületeket az erős napsugárzástól.

• • • · építményi szinten · az épület kedvező tájolása, · a tájolásnak és a hő veszteség minimalizálásnak megfelelő alaprajz és tömegforma tervezése, · az üvegezett felületek nagyságának optimális méretezése, · az épületszerkezetek anyagának kiválasztásánál a passzív hasznosítás figyelembe vétele (pl. a falak jó hőtároló anyagból készüljenek).

Szélenergia • Az első szélmalmot feltehetőleg a perzsák építették. • Az idők folyamán sok területen volt nagy szerepük, mind • • az iparban, mind a mezőgazdaságban. Energiatermelés céljából a 30 -200 méter talajszint fölötti magasság a megfelelő. A mérőberendezést általában maximum 20 méteres talajszint feletti magasságokban tudjuk elhelyezni, ezért a szélsebességet a kívánt magasságra át kell számolni. A szél munkavégző képességét a sebessége meghatározza. A szél sebessége (és teljesítménye) a magassággal arányosan nő, mely egy képlet szerint számítható át. .

• Üzemeltetés • A szélerőműveket általában két módon üzemeltetik: • 1. Szigetüzemben, azaz a termelt villamos energiát saját • • célra, a közcélú elosztóhálózattól függetlenül hasznosítják. 2. A villamos áram hálózatra kapcsolva, azaz a villamos áramot közcélú elosztóhálózatra táplálva. A rákapcsolást úgy is ki lehet alakítani, hogy a szélgenerátorral mindkét üzemmódot meg lehessen oldani. A szélgenerátor hálózatra való csatlakoztatásánál általában az alábbi szempontokat kell figyelembe venni:

• · • • műszaki (generátor típus, csatlakozási pont, védelmi funkciók stb. ), · jogi (Villamos Energia Törvény, vonatkozó rendeletek, az áramszolgáltató üzletszabályzata), · gazdaságossági. A hálózati csatlakozásnál a következő paramétereket kell folyamatosan ellenőrizni: · feszültség, · áramerősség, · frekvencia. Ha bármely paraméter a megengedett határokon kívüli értéket vesz fel, a szabályozás a berendezést lekapcsolja a hálózatról.

Vízenergia • A vízfolyások, tavak, tengerek, mechanikai • • energiakészletét villamos energiává (régebben közvetlenül mechanikai energiával alakító műszaki létesítmény. Gyűjtőfogalomként magában foglalja mindazokat a műtárgyakat és berendezéseket, amelyek a villamosenergia-termeléshez szükségesek. A hasznosítható energia növelése érdekében a vizet duzzasztják, esetleg tárolják, és a vízerőtelepen a turbinákra ejtik, amelyek generátort hajtva termelnek villamos áramot. Egyes szakemberek szerint víz a Föld történetében mintegy 4 milliárd éve van jelen, az Archaicum elejétől.

• Hol is találhatók Magyarországon vízi erőművek: · a Dunán nincs villamos energia termelésre szolgáló létesítmény · a Tiszán a Tiszalöki Vízerőmű és a Kiskörei Vízerőmű található 11, 5 MW és 28 MW teljesítménnyel · a Dráván jelenleg nincs erőmű · a Rábán és a Hernádon, ill. mellékfolyóikon üzemel a hazai törpe vízművek többsége · egyéb vizeken nincs működő energiatermelő rendszer

Geotermikus energia • Különböző kísérletek folynak a gőz kiáramlású technológia fejlesztésére, különösen azért, hogy kiküszöböljék a kettős ciklusú erőmű magas beruházási költségeit. Ez a fajta rendszer jól alkalmazható azokon a helyeken, ahol a geotermikus folyadék kis mennyiségű szennyező anyagot tartalmaz, így a vízkő leválás és a nem kondenzálható gázok - amelyek a hasznosíthatóságot befolyásolják - az itt alkalmazott módszer segítségével a minimumra szaoríthatók. A kezdeti nagynyomású befecskendezés után visszamaradt folyadék egy alacsonyabb nyomású tartályba áramlik, ahol egy újabb nyomás csökkentés hatására a gőzzé alakul.

• Az így keletkezett gőz keveredik a nagy nyomású turbinát elhagyó gőzzel és a kettő együtt egy újabb turbinát is képes meghajtani. Ezzel a módszerrel ideális esetben 20 -25 %-kal növelhető a teljesítmény és mindössze 5%-kal növeli az erőmű üzemi költségeit. A felsorolt országok nagy része a geotermikus erőforrásokat elsősorban nem elektromos áram termelésére hasznosítja, hanem közvetlen felhasználásra. Japánban, Új-Zélandon, Izlandon és Olaszországban a nedves gőz vagy meleg víz egy bizonyos hőmérséklet tartományban alkalmas háztartási és ipari felhasználásra.

• Ezeken a helyeken az üledékes medencékben • alacsonyabb hőmérsékletű és nyomású energia források találhatóak, mint a forró gőz mezőkön és általában szivattyúkat kell alkalmazni a folyadék felszínre juttatásához. Gyakran a forró víz túl sós ahhoz, hogy közvetlenül fel lehessen használni, ezért korrózió mentes hőcserélőket alkalmaznak. Ezután a nyert hőt hatalmas üvegház komplexekben hasznosítják lég vagy talajfűtés által. Háztartási alkalmazás esetén hagyományos radiátoros vagy padlófűtésre alkalmas.

• Ezen felül a kémiailag nem tiszta geotermikus folyadékok is hozzáférhetővé lesznek, főleg, ha nyomás alatt tartják. A geotermikus sós vizet nyomásával szivattyúzzák át egy hőcserélőn, ahol ideális esetben a termikus energia túlhevíti a másodlagos folyadékot. Noha így magasabb teljesítmény érhető el, mint az alacsony hőmérsékletű gőz kiáramlású erőművekben, jelenleg hatvan ilyen berendezés üzemel, mivel rendkívül költséges a beruházásuk. A geotermikus folyadék nyomás alatt tartása és a A másodlagos folyadék visszanyomása, a rendszer teljesítményének 30%-át emészti fel, mivel ehhez nagy szivattyúk szükségesek. Ezek az erőművek nagy mennyiségű folyadékot igényelnek, pl. Kaliforniában a Geotermikus erőmű 700 kg/s-ot igényel, 30 MW termeléséhez.

Ár-apály energia • A tengerszint periodikus napi változásából származó, mechanikai energiát hasznosító erőmű. Az ár-apály a beltengerekben néhányszor 10 cm, az óceánok partvidékein a szárazföldbe mélyen benyúló folyótorkolatokban több méter vízszintváltozást okoz. Megfelelő gátrendszerek mellett ez a szintváltozás vízturbinákkal elektromos energiatermelésre hasznosítható. Legismertebb a Franciaországban a Rance folyó St. Malo mellett levő tölcsértorkolatában létesített hasznosító mű, és a kanadai Fundy -őbölben létrehozott árapályerőmű-rendszer, ahol tavak sorozatát csatornaés gátrendszerrel kötötték össze. A tengerszint emelkedése és csökkenése hatalmas erejű természeti jelenség.

• Az ár-apály jelenség energia termelésre való hasznosításának hosszú története van a kis vízi malmoktól kezdve amelyeket a gabona őrlésére használtak Nagy. Britanniában és Franciaországban még a középkorban. A középkorban kis ár -apály malmokat építettek az alkalmas folyó torkolatokba gabona őrlésre és fa fűrészelésre.

• Az 1880 -as években a németországi Hamburgban az ár- apály jelenség energiáját iszap szivattyúzásra hasznosították. Ha megépül 17 terawatt órát termel majd évente, ez az Egyesült Királyságban az 1992 -es év folyamán termelt elektromos áram 6%-val egyenértékű. Az ár-apály erőművek így potenciálisan képviselik a megújuló energiák ezen fajtáját. 1961 -67. között épült meg a franciaországi St. Malo közelében a Rance torkolatánál a bretagnei ár-apály erőmű. 1966 -ban a turbina teljesítménye 240 MW volt. A sikeren felbuzdulva Cap de Carterelnél, Isle de Causey project néven egy újabb, 15 GW-os erőművet építettek. A kanadai Annapolis Royalban egy 18 Mw-os egységet helyeztek üzembe 1984 -ben, Murmansktól 130 km-re Kislaya partjainál egy 400 kw-os egységet és egy 500 k. W-osat Jangxia Creeknél, a Kelet-Kínai-tengeren.

Hidrogén mint energia forrás • Jelenlegi elhanyagolható energetikai szerepéhez képest az elkövetkezendő 30 évben a világ egyik legelterjedtebb energiahordozójává léphet elő a hidrogén. A gazdaságban való megjelenésének, terjedésének nemcsak technológiai, hanem komoly gazdaságpolitikai jelentősége is van, ugyanis új iparágak megjelenését vonja maga után - ami régi iparágak eltűnését eredményezheti. Átalakulhat a közlekedés is. Az Energetikai Szakkollégium Egyesület összeállítása.

• A hidrogén (H 2) a legnagyobb mennyiségben rendelkezésünkre álló elem, amely energiatermelésre alapvetően két módon használható. Éghető tulajdonságát már a XVIII. században ismerték: a hidrogéngáz és az oxigéngáz keveréke durranógázt alkot; ha meggyújtjuk, csattanó hanggal felrobban. A tiszta hidrogén csendes lánggal vízzé ég el. Másik energiatermelő módja az üzemanyagcella, amelyet Sir William Grove fejlesztett ki 1839 -ben Angliában, ám a néhány évtizeddel később megjelenő belső égésű motorok széles körű elterjedésének köszönhetően csupán kuriózumként tekintettek rá.

• Az első üzemanyag cellával meghajtott jármű megjelenéséig 1959 • ig kellett várni. A hidrogén felhasználása környezetbarát, mivel energiatermelés közben tiszta vízzé alakul. Hátránya, hogy a természetben kötött formában van jelen, ezért az alapanyagot hidrogénné és más anyaggá bontó ún. konverziós technológiákra van szükség. A vízben (H 2 O) esetében például a kötött formájú hidrogén mellett oxigén (O 2) van, amely a szétválasztás után a levegőbe engedhető. A hidrogén tárolása is új technológiákat igényel, tárolható például kriogén (rendkívül alacsony hőmérsékletű) folyadéktartályokban, nagy nyomású gázként vagy szilárd formában. Szállítására vezetékrendszerek már épültek Észak-Amerikában, Belgiumban és Hollandiában, de még gondot okoz, hogy az anyagok szerkezete ridegebbé válik tőle, elvesztik szívósságukat, valamint meg kell oldani, hogy a hidrogén ne diffundáljon el belőlük. Közúton és vasúton is szállítható.

• Biomassza: • biológiai eredetű szervesanyag- tömeg, egy biocönózisban a szárazföldön és vízben található élő és nemrég elhalt szervezetek (növények, állatok, mikroorganizmusok) testtömege; biotechnológiai iparok termékei; és a különböző transzformálók (ember, állatok, feldolgozó iparok stb. ) összes biológiai eredetű terméke, hulladéka, mellékterméke. Az ember testtömegét nem szokás a biomassza fogalmába vonni. A biomassza elsődleges forrása a növények asszimilációs tevékenysége. A biomassza hasznosításának fő iránya az élelmiszer termelés, a takarmányozás, az energetikai hasznosítás és az agráripari termékek alapanyaggyártása.

Összefoglaló kérdések • Mik a passzív napenergia hasznosításához szükséges • • • feltételek? Kik építhették az első szélmalmot? Energia termelés céljából milyen magasan lehetnek a talaj szint felett? Hány fajta módon és milyen módszerekkel lehet üzemeltetni? Hol találhatók Magyarországon vízi erőművek? Mi a geotermikus energia lényege? Mikor használhatták először energia termelés céljára az ár-apály jelenséget?

• Melyik elem ál a legnagyobb mennyiségben rendelkezésünkre? • Mikor fedezték fel az éghető tulajdonságát? • Mikorra várható, hogy a hidrogén a világon leginkább elterjedt energia forrás lesz? • Mi is az a biomassza? • Mi biomassza legfőbb forrása?

Források: • www. google. com/képek • http: //www. nyf. hu/others/html/kornyezett ud/megujulo/Startpage/index. html • megujuloenergia. eu

Köszönöm a figyelmet!