Termikus napenergia

A napenergia egyik hasznosítási módja annak termikus úton történő falhasználása. A hasznosított hőenergia ezután hasznosítható fűtési, használati meleg víz előállítási (vagy akár, de jellemzően nem magyarországi égövön villamos energia) termelési célokra. A továbbiakban e két alapvetően eltérő felhasználási módot és az erre legalkalmasabb technológiákat tárgyaljuk.

Termikus napenergia hasznosítás fűtési  és használati meleg víz termelési célokra:

A napkollektoros meleg víz termelő rendszerrel kapcsolatban két alapvető elvárást kell lefektetni:

  1. folyamatos, elegendő legyen a hőelvétel a hőtároló pufferből: ez a rendszer védelme és a megfelelő hőátadás fenntartása érdekében szükséges
  2. a kollektorok előfűtési üzemben, alacsony hőmérsékleten melegítsék elő a fűtési meleg vizet: ez pedig a rendszer veszteségeinek csökkentése, a haszontalan hőleadás csökkentése miatt fontos tervezési szempont

Egy jól kialakított rendszer és jól megválasztott kollektor ilyen üzemben kb. 700-800 kWh energiát termelhet évente 1 m2 kollektor felületen (SOLAR KEYMARK adatok és szimuláció alapján

heat

Napkollektorral termelhető hőenergia havi bontásban, fűtési célokra (SOLAR KEYMARK szimuláció alapján)

Villamos energia termelés termikus napenergia hasznosítással:

A napkollektorok által termelt meleg víz villamos energia termelésre is fordítható ORC vagy Kalina körfolyamaton keresztül. Ehhez legalább 90°C-os de inkább 100-150°C-os víz szükséges. Minél magasabb hőmérsékletű vizet veszünk el a kollektoroktól, annál jobb hatásfokkal működik az ORC és a Kalina körfolyamat is, azonban annál nagyobbak a kollektoros rendszer veszteségei. A kollektoros rendszer vesztesége azonban a hőmérséklet emelésével radikálisabban nő mint a körfolyamatok hatásfoka, így tekintsük meg, 100°C-os meleg vízzel mennyi villamos energia termelhető.

Termikus napenergia

                               Napkollektorral termelhető hőenergia 100°C-os vízelvétel esetén (SOLAR KEYMARK szimuláció alapján)

A napkollektorokkal termelhető hőenergia ilyen magas hőmérsékleten a növekvő veszteségek miatt lecsökkent (kb. 550-600 kWh/m2a), ez pedig kb. 10%-os hatásfokkal alakítható villamos energiává szerves Rankine (ORC) vagy Kalina körfolyamaton keresztül.

Termikus napenergia

Termikus napenergia hasznosítással termelhető villamos energia

1 m2 kollektor felületen tehát egy optimálisan kialakított rendszerrel és csúcstechnológiájú kollektorral kb. 700-800 kWh/m2a hőenergia, és kb. 55-60 kWh/m2a villamos energia termelhető.

Összehasonlításképp:

1 m2 PV napelemmel kb. 215 kWh/m2a villamos energia termelhető, amely egy levegő-víz hőszivattyús rendszerrel párosítva akár 860 kWh/m2a hőenergiát szolgáltathat.


Leave a Reply