INFINITUS

Az energia nem vész el!

A napkollektoros rendszerek téliesített változatánál a fagymentességet a rendszerben

lévő fagyálló folyadék vagy a több funkciót is betöltő, érzékelőkkel ellátott drain-back

rendszerelem biztosíthatja.

A napkollektoros rendszer bővíthetőségének megvannak a korlátai. Abban az esetben,

ha a téli fűtésrásegítést esetleg teljes fűtést napkollektorral szeretnénk megvalósítani,

úgy erősen megnövelt napkollektor felületet kellene elhelyeznünk a téli napenergia

szegény időszak miatt. Az ilyen megnövelt napkollektor felület viszont a nyári időszakban

hatalmas többlet hőenergiát eredményez, amelynek elvezetésére szükség van,

a rendszer károsodásának elkerülése érdekében. Ilyen esetben a „fölösleges”

hőenergiát medencébe vezetve, a medence használatának időtartamát elnyújthatjuk,

akár több hónappal is.

Napkollektoros fűtést úgy is megvalósíthatunk, ha nem rendelkezünk medencével.

Ekkor a megnövelt napkollektor felületből nyáron keletkező többlet hőenergiát

egy szigetelt föld alatti tárolóba vezethetjük. Ezt szezonális tárolónak nevezzük.

A tavaszi és őszi fűtéshez elegendő hőenergiát nyerünk a megnövelt felületből.

A téli fűtést egyrészt a nyáron elraktározott hőenergia visszanyerése biztosítja,

másrészt a kollektorok téli napsütésből nyert energiatermelése.

Extrém hideg időkben pedig a rásegítést bármilyen egyéb kazánból nyerhetünk,

aminek üzemeltetése és fogyasztása jelentős mértékben lecsökken,

mivel csak ritkán kell használnunk. Jelenleg ilyen módon fűthetünk a leggazda-

ságosabban hosszú távú működtetési lehetőséggel. A megoldás hazánkban

még kevéssé ismert, de külföldön, kevésbé napsütötte országokban is

eredményesen használják ezt az eljárás.

A szél energetikai célú hasznosításának alapjai

A szél időben és térben rendkívül változékony energiaforrás, így mennyisége nehezen

meghatározható. Pontos adatok hiányában, a rendelkezésre álló szélenergia

mennyiségét különféle módszerek (spekulatív becslések, statisztikai becslések,

modell-becslések) segítségével lehet közelítően megadni (Tar, 2001).

A kutatások kiterjedtek a szél irányának és erősségének éves és hónapos

változá-sainak vizsgálatára az Alföld mérőállomásain

(Baja, Budapest, Debrecen, Nyíregyháza, Szeged, Szolnok).

Emellett a 10 m/s-os szélgyakoriság vizsgálata is megtörtént

(Baja, Békéscsaba, Budapest, Debrecen, Kecskemét, Nyíregyháza, Orosháza,

Paks, Szarvas, Szeged, Szolnok) mérőállomásokról származó adatok alapján.

A kapott eredményekből átfogó kép adható az alföldi szélenergia-felhasználás

lehetőségeiről.

Aszélirányok és szélerősségek évi alakulásának vizsgálata során az 1978 és

1987 közötti időszakból származó adatok kerültek feldolgozásra.

A szélirányok és gyakoriságuk vizsgálatának eredményei jórészt megegyeznek

Keveiné (2001), Dobosi és Felméry (1971), Justyák (1998) és Péczely (1998) által

leír-takkal.

A Tiszántúlon az északkeleti áramlások, az Alföld többi részén az északnyugati

áramlások az uralkodóak (3. ábra). A legnagyobb szélirány gyakoriság mértéke

15 % körül alakul. Kecskemét, Szolnok felől az Alföld peremei felé növekszik,

Szeged és Nyíregyháza térségében már a 20 % fölötti értéket is eléri.

A második leggyakoribb szélirány, amely Justyák és Tar (1994) módszere alap-ján

jellemző széliránynak tekinthető, általában keleties. Ezek mértéke 15 % körül mo-zog.

Az adatok azt mutatják, hogy csak Szeged és Nyíregyháza térségében mutatkozik

az uralkodó széliránnyal nagyjából megegyező irányú jellemző szélirány, a többi

állo-máson az uralkodóval közel ellentétes irányú.

A szél- és napenergia hasznosításának klimatikus adottságai az Alföldön

A szélsebesség, Szolnok térségében 2 m/s alatti, míg Szeged és Nyíregyháza

körzetében 3 m/s fölötti évi átlaggal jellemezhető. A legnagyobb átlagos szélsebességek

vizsgálata kapcsán elmondható, hogy a legnagyobb szélsebesség értékek az uralkodó

szélirányokkal esnek egybe.

Ami az egymást követő éveket illeti, a szélirányok gyakoriságának egymáshoz viszo-

nyított értékei statikusnak mondhatók, a szélsebességek azonban változékonyak.

A rendelkezésre álló szélenergia mennyiségének időbeli és térbeli alakulásának vizsgála-

tára az Alföld hat meteorológiai állomásának (Baja, Budapest, Debrecen, Nyír-egyháza,

Szeged, Szolnok)

1978 és 1984 közötti adatai alapján került sor.

Ennek eredményeit az éves szélirányeloszláshoz viszonyítva, négy hónap

(janu-ár, április, július, október) átlagos szélirányváltozásaira megadva megállapítható,

hogy az éves átlaghoz viszonyított szélirányeloszlás gyakoriságát tekintve januárban

az Al-föld területén nincs jelentős változás. Az egyes területeken az uralkodó

szélirányok to-vábbi kis mértékű erősödése tapasztalható. Áprilisban az Alföld egész

területén az észa-kias szélirányok felerősödése a jellemző. Az éves átlaghoz viszonyított

szélirányeloszlás gyakoriságát illetően júliusban az Alföld területén eltérések

mutatkoznak az eddigi irá-nyoktól, ugyanis minden mérőállomáson a nyugati szélirány

gyakoriságának jelentős növekedése figyelhető meg. Októberben a jellemző szélirányok

gyakorisága nő meg számottevően. Ezek általában a délies, dél-keleties, illetve a

Tiszántúlon a dél-nyugatias szelek.

Ezen kívül a kutatás kiterjedt arra is, hogy a kiválasztott hónapok átlagos szélse-bessége

milyen mértékben tér el az éves átlagos szélsebesség értékeitől. A januári átla-gos

szélsebesség az évi átlaghoz viszonyítva nem mutat jelentős eltéréseket.

Minden vizsgált település mérőállomásán az évi átlagos szélsebességhez

viszonyítva ±0,2 m/s-os az eltérés. Áprilisban az évi átlagos szélsebességhez és

a januári értékekhez viszo-nyítva eltérés mutatkozik, melynek mértéke a januárihoz

képest általában +0,2 m/s. A szélsebesség csökkenése a nyári hónapokban éri el

maximumát. Az évi átlagos szélse-bességhez viszonyítva júliusban 0,2 és 0,7 m/s közötti

csökkenés mutatható ki. Októ-berben az átlagos szélsebesség kis mértékű erősödése

figyelhető meg. Ennek nagysága azonban még mindig az évi átlagos szélsebesség

értéke alatt marad 0,2–0,5 m/s-mal.

A rendelkezésre álló szélenergia-készletek gyakorlati alkalmazásának lehetősé-gei

szempontjából meghatározó a szélirányok gyakorisága és sebessége.

A szélgeneráto-rok telepítésének egyik feltétele az, hogy átlagosan 5–6 m/s-nál nagyobb

legyen a szél sebessége (Tóth et al., 2001).

Ezen okból kifolyólag a 10 m/s-os szél gyakorisága is a vizsgálat tárgyát képez-te.

A szélenergia-potenciál gyakorlati kiaknázhatóságának vizsgálatakor összeadásra

került az egyes meteorológiai állomások azon napjainak száma, amelyek esetében

a szél sebessége meghaladta a 10 m/s-ot. A vonatkozó adatok az Alföld mérőállomás-

airól (Ba-ja, Békéscsaba, Budapest, Debrecen, Kecskemét, Nyíregyháza, Orosháza,

Paks, Szar-vas, Szeged, Szolnok) az 1988 és 2001 közötti időszakról származnak.

Az Alföld középső részén, Szolnok térségében található a legkevesebb olyan nap

(102,3), ahol a szélsebesség eléri a 10 m/s-ot, míg az Alföld peremei felé haladva

ezen napok száma folyamatosan nő. Debrecenben már 148,6 nap, Nyíregyházán pedig

még ennél is több (151,2).

Az egy éven belüli adatokat vizsgálva megállapítható, hogy a 10 m/s-os szélse-bességgel

rendelkező napok száma az átlagos szélsebesség változásaihoz hasonlóan tavasszal

mutatja a legnagyobb értékeket.

VÍZENERGIA HASZNOSÍTÁS MAGYARORSZÁGON

Hazánkban a vízenergia-felhasználás a múlt század végéig az egyik alapvető energiaterme-

lési mód volt, különösen a malomiparban. Egy 1885. évi statisztika szerint Magyarország

akkori területén 22647 vízkerék és 99 turbina üzemelt, 56 MW teljesítménnyel.

A századfordulón néhány vízimalmot törpe vízerőműre alakítottak, amelyek csak

elektromos energiát termeltek. Ilyenek voltak a Gyöngyösön, a Pilinkán, a Kis-Rábán,

később pedig a Répcén, a Lajtán és a Sédén. A ma üzemelő 100 kW-nál kisebb

teljesítményű vízierőművek mintegy 58%-a a második világháború előtt épült.

Az 1958-as nagy áramszünetek következményeként minden lehetséges energiaforrást

fel kellett kutatni. Ekkor kerültek ismét előtérbe hazánk kis vízfolyásainak vízhasznosítási

kérdései. Párhuzamosan folyt az országos hálózatra dolgozó, illetve egy-egy település

önálló villamosenergia-ellátását biztosító törpe vízierőművek létesítése.

Ezeket általában a még jó karban lévő vízimalmok átépítésével alakították ki.

A munkák 1960-ig tartottak, utána újabb vízerőmű alig létesült, a gazdaságtalannak

ítélteket pedig leállították.

Magyarország műszakilag hasznosítható vízerőpotenciálja kb. 1000 MW, amely

természetesen jóval több a valóban villamosenergia-termelésre hasznosított vagy

hasznosítható vízerő-potenciálnál. A százalékos megoszlás durván az alábbi:

Duna 72%,

Tisza 10%,

Dráva 9%,

Rába, Hernád 5%,

egyéb 4%.

A teljes hasznosítás esetén kinyerhető energia 25-27 PJ, azaz 7000-7500 millió kWh

évente. Ezzel szemben a valóság az, hogy

a Dunán nincs – és várhatóan a közeljövőben nem is lesz – villamosenergia termelésre

szolgáló létesítmény,

a Tiszán a – hazai viszonyok között nagynak számító – Tiszalöki Vízerőmű és,

mint legújabb létesítmény, a Kiskörei Vízerőmű található 11,5 MW és 28 MVA

beépített teljesítménnyel,

a Dráván jelenleg nincs erőmű,

a Rábán és a Hernádon, illetve mellékfolyóikon üzemel a hazai kis- és törpe vízerőművek

döntő többsége,

egyéb vizeinken működő energiatermelő berendezés nincs üzemben.

A Duna, a Tisza és a Dráva vízerőpotenciáljának hasznosítása

pillanatnyilag nem aktuális feladat.

Érdemes viszont áttekinteni a kisvízerő-hasznosítás lehetőségeit, hiszen a privatizáció,

az önkormányzatok önálló gazdálkodása és nem utolsó sorban az energiaárak rendezése

ezt a kérdést előbb-utóbb napirendre tűzi. A hazai lehetőségek – az esésmagasságokat

figyelembe véve – mind kisesésűek, hiszen a létrehozható szintkülönbségek a 10-15

métert sehol sem haladják meg. Célszerű azonban teljesítőképesség szerint sorolni az

erőműveket, illetve a lehetőségeket, és így 3 kategóriát különböztethetünk meg:

I. kategóriába sorolhatók az 500 kW fölötti erőművek, mert ezek teljesítményük miatt

országos jelentőségűek. Ilyenek lehetnek a nagyobb hőerőművekbe

(Tisza, Dunamenti, Paks) építhető rekuperációs turbinák, vagy pl. a Maros vagy

a Kőrösök vízkészletét ilyen méretű erőművekkel lehetne hasznosítani.

II. kategóriába sorolhatók a 100-500 kW teljesítménytartományba eső erőművek

vagy a még kihasználatlan lehetőségek. Ide sorolható a meglévő kisvíz-erőművek

egy része, vagy mint lehetőség, néhány nyugat-dunántúli vízfolyás vagy az alföldi

főcsatornák.

III. kategóriába a 100 kW alatti lehetőségeket soroljuk, amelyekre számos példa

van a magyar gyakorlatban.

Hazai kis- és törpe vízerőműveink nagy része a kedvező hidrológiai és topográfiai

adottságokkal rendelkező vidékeken üzemel. A működő erőművek mindegyike

rekonstrukcióra szorul. Van, ahol kisebb-nagyobb munkák már megtörténtek,

de a teljesítménynöveléssel és modernizációval is együttjáró teljes rekonstrukció

még várat magára. Észak-Magyarország területén a Hernádból kiágazó Bársonyos

csatornán öt törpe vízerőmű üzemel. Mindegyik a század elején létesült, helyi

energiaforrásként, egy-egy 40 kW-os Francis-turbinával. Összteljesítményük 200 kW,

éves átlagos energiatermelésük 0,5 millió kWh lenne, de kettő már üzemképtelen

közülük. Rajtuk kívül három közepes teljesítményű vízerőmű hasznosítja még a

Hernád vízerőkészletét.

Az északi térségben is számos vízhasznosítási lehetőség kínálkozik még, amelyeket

mind érdemes megvizsgálni. Sőt, nemcsak energiatermelési, hanem egyéb más helyi

és általános vízügyi érdekeket is figyelembe kell venni. Elsősorban a jelenlegi

duzzasztóműveknél, ipari vizek visszavezetésénél, tározóknál érdemes az

energiatermelés lehetőségét is megvizsgálni, hiszen ilyen helyeken többnyire adott az

infrastrukturális háttér, azaz minimális költséggel és építészeti munkával lehet

eredményt elérni.