Megújuló energiaforrások

Megújuló energiaforrások

A két leggyakrabban ismételt érv, a megújuló erőforrások, a nap, a szél, a víz, a földhő, illetve a biomassza mellett, hogy gyakorlatilag korlátlanul (és „ingyen”) rendelkezésre állnak, illetve a hagyományos energiahordozókhoz képest sokkal környezetbarátabb megoldásnak számítanak. Tekintve, hogy energia­fogyasztásunk jó részét kiválthatjuk velük, egyre népszerűbbé válnak. Leggyakrabban a családi házakban hasznosulnak,  de számos hazai és külföl­di példa bizonyítja, hogy társasházakban is tökéletesen megállják a helyüket.

Az otthonunkban alkalmazott megújulók esetében egy aranyszabály van: először mindig az épület energiahatékonyságát kell növelni! A megújulók csak ezután következhetnek. Azaz huzatos ablakok, szigeteletlen falak, elöregedett fűtési rendszer, vagy háztartási berendezések mellett nem gazdaságos megújulókba fektetni.

Mit kell tudni a napkollektorról?

A napsugárzást napkollektorokkal alakít­hatjuk át a háztartásban közvetlenül fel­használható hőenergiává. A napkollektorok legelterjedtebb fajtája a síkkollektor. Magyarországon a déli tájolású és megközelítőleg 45°-os dőlésszögű felületet éri a legtöbb napsugárzás. Hazánkban derült idő esetén a napsugárzás teljesítménye négyzetméterenként eléri az 1 kW értéket, ezzel óránként közel 30 liter vizet lehet 40 °C-ra melegíteni. 

Hogyan melegíthetünk vizet a napkollektorral?

Éves szinten a használati meleg víz akár 60–70 százaléka is előállítható napkollektorokkal. A téli félévben ez az arány 30–40 százalék, míg a nyári félévben közel 100 százalék. Családi házak melegvíz-ellátásához a lakók számától és vízfogyasztási szokásaitól függően 4–8 m2 napkollektor-felületre van szükség, valamint egy 200–500 literes melegvíztárolóra. A tároló kialakítása olyan, hogy ha a kollektorokból nem érkezik elegendő napenergia, a víz hagyományos módon is felfűthető kazánnal vagy elektromos fűtéssel. 

Hogyan fűthetünk a napkollektorral?

Épületfűtésre lényegesen rosszabb hatékonysággal használható a napkollektor, mivel télen gyakran borús az idő, a napsugárzás szintje alacsony, az épületfűtés hőszükséglete viszont nagy. A kollektorok az épület hőenergia-szükségletének körülbelül a 15–40 százalékát fedezik, ha 5 m2 fűtött lakótérhez 1 m2 napkollektor tartozik. A napkollektoros fűtésrásegítés elsősorban az átmeneti, tavaszi és őszi időszakban tudja kiváltani a hagyományos energiahordozókat. Alkalmazása az átlagosnál jobb hőszigetelésű, alacsony hőmérsékletű fűtési rendszerrel (falfűtés, padlófűtés, alacsony hőmérsékletű radiátoros fűtés stb.) szerelt épületekben lehet reális cél.

Miért éri meg a napkollektor?

Egy négyzetméter napkollektorral évi 500–600 kWh energia állítható elő, amelynek az ára villamosáram-tarifával számolva körülbelül 25 000 forint, míg vezetékes földgáztarifával eléri a 10 000 forintot. A napkollektoros rendszerek beruházási költsége kollektor-négyzetméterenként 100 000–150 000 forint. A pénzügyi megtérülés a kiváltott energiahordozófajtájától függően tehát 4–15 év is lehet. 

Mit kell tudni a napelemről?

A napelemek vagy más néven fotovoltaikus elemek a nap sugárzási energiáját közvetlenül villamos energiává alakítják át. Fontos tudni, hogy a napelemek felhős időben is termelnek villamos energiát, de a névlegesnél kisebb mennyiségben. A mérések azt mutatják, hogy a háztetőre szerelt, 2–3 kWh összteljesítményű rendszerrel már biztonságosan megoldható egy átlagos család áramellátása.

Milyen napelemes rendszertípusok vannak?

A napelemes rendszerek hálózatra kapcsoltak (hálózatba visszatáplálósak) vagy szigetüzeműek lehetnek. A hálózatra kapcsoltaktól a helyi hálózat üzemeltetője köteles átvenni a saját napelemünkkel megtermelt villamos energiát – feltéve, ha a rendszerünk műszakilag megfelelő. Ez azért előnyös, mert így a napközben megtermelt áramot felveszi a villamos hálózat, tehát nem kell a tárolására szolgáló akkumulátorokról külön gondoskodnunk, míg a reggeli és esti fő fogyasztási időszakokban akkor is lesz elegendő áramunk, ha saját napelemünk épp nem termel eleget. Ha csatlakoztunk a helyi hálózatra, termelésünket és fogyasztásunkat egy speciális villanyóra méri, ami a bejövő és kimenő áramot is számolja, a végén pedig a kettő különbsége szerepel majd a számlán. 

Hogyan tervezzük meg a napelemes rendszert?

Az elektromos hálózat kiépítése a legtöbb esetben lényegesen drágább, mint egy napelemes rendszer telepítése. Ha a villamos hálózat 1 km-nél távolabb van, és az éves villamosenergia-fogyasztás 1000 kWh (ez a legalapvetőbb villamos fogyasztók, például világítás, kisebb hűtő, tévé áramellátásához elég), akkor – a villamos energia árát és az átlagos hálózatkiépítési költséget figyelembe véve – már megéri szigetüzemű napelemes rendszert kiépíteni. Az elektromos hálózattal nem rendelkező területek – például tanyák, hétvégi házak, mezőgazdasági létesítmények – áramellátása szigetüzemű napelemes rendszerekkel jól megoldható. 

Mire jó a szélgenerátor?

A bárki által elérhető, kis teljesítményű (100 W és 20 kW közötti) szélgenerátoros rendszerek telepítése és rend­szerelemei a napelemes rendszerekhez hason­lóak. A szélgenerátoros rendszer is, akárcsak a napelemes, működhet szigetüzeműként és hálózatba visszatáplálós rendszerként. A szélgenerátorok 7–10 km/h szélsebességnél kezdenek forogni, névleges teljesítményüket 36–50 km/h szélsebesség­nél érik el, azaz ekkor tudják a gyártó által megadott teljesítményt nyújtani. A szélgenerátorok néhány típusa fűtőpatronnal is rendelhető, így közvetlenül vízmele­gítésre használható.

Hogyan tervezhetünk a szélenergiával?

Ha családunk áramellátását részben szélenergiából kívánjuk fedezni, legalább 1–2 kW teljesítményű rendszerre lesz szükségünk. A folyamatos áramellátás érdekében min­denképpen hibrid rendszer, azaz napelem és szélkerék együttes kiépítése javasolt. Mielőtt azonban belekezdenénk egy szélgene­rátoros beruházásba, részletes számításokkal alaposan fel kell mérni a tervezett helyszín adottságait, mert az éves leadott energia­mennyiség nagyon változó a helytől, a telepítési magasságtól vagy a domborzattól függően. Szélgenerátor a tetőre is telepíthető, ekkor azonban meg kell fontolni azt is, hogy a ge­nerátor működése közben keletkező rezgések átterjedése az épületre nemcsak kellemetlen lehet, de károsíthatja is az épületet, és a zajhatás is jelentős lehet.

Mit kell tudni a hőszivattyús rendszerekről?

Az utóbbi időben szerte a világon dinamikusan terjednek a hőszivattyús fűtésrendszerek, a technológiai fejlődésnek köszönhetően ugyanis üzemelte­tésük lényegesen gazdaságosabbá vált. A hőszivattyú egyaránt használható ottho­naink fűtésére, hűtésére, valamint meleg víz előállítására. Ha fűtésre használjuk, akkor a kinti környezetből vonja ki a hőt és azt átadja a ház fűtési rendszerének, hűtésnél pe­dig ellenkező irányú a folyamat. A hőszivattyú – típusától függően – a talajt, a talajvizet vagy a levegőt használja hőforrásként. Fontos tud­ni, hogy a hőszivattyú üzemeltetése villamos energiát igényel. A hőszivattyúk két alapvető fajtája a zárt talajhőszondás és a nyitott kutas rendszer. 

Milyen a zárt szondás hőszivattyú?

A zárt szondás rendszer lényege, hogy a föld hőjét zárt rendszerben keringő hőátadó folyadék segítségével közvetíti a lakás fűtési rendszerének. A zárt szondás rendszer telepíthető függőlegesen kialakítva, illetve a talajban vízszintesen elfektetett elemekkel. A vertikális rendszer­nél függőlegesen, 50–100 m mélyre fúrt szondákban, a horizontális kialakításnál 1,5–2 m mélyen, de minimum 400–800 m² területen vízszintesen elhelyezett szondák gyűjtik össze a talaj hőjét. A vertikális szondás rendszerek előnye, hogy kicsi a helyigényük, és bárhol megvaló­síthatók, ahol 50–100 m mélységű fúrásokra engedélyt kapunk. A fúrás azonban költséges, de jó elméleti hatásfokot eredményez. A vízszintesen elhelyezett zárt szondás rendszerek kiépítése – lazább talajviszonyok között – olcsóbb lehet, azonban nagy helyigényük miatt nem mindenhol telepíthetők. 

Milyen a nyitott kutas hőszivattyú?

A víz hőjét hasznosító – nyitott kutas – rendszerben nagy tömegű talajvizet kell keringtetni, amely közvetlenül adja át ener­giáját a felszínen telepített hőszivattyú hőcserélőjének. Ehhez két kutat kell fúrni: az egyiket a víz kiemelésére, a másikat a hőcserélőn átkeringtetett víz talajba vissza­sajtolására. A víz kiemelésének, visszajutta­tásának szivattyúzási, illetve visszasajtolási energiaigénye jelentős lehet. Vízjogi létesítési engedélyért forduljunk az illetékes környezetvédelmi, természetvédelmi és vízügyi felügyelőséghez. 

Mit kell tudni a légkollektorokról?

A levegő hőjét hasznosító rendszerek (légkollektorok) hőszivattyúi felújításkor a régi építésű épületek falára is problémamen­tesen felszerelhetők. A levegőtől hőt elvonó rendszerek –20 °C külső hőmérsékletig képesek a külső levegőből 60 °C-ig terjedő hőmérsékletű fűtővizet előállítani, de az elérhető évi COP-érték jelentősen elmarad a földhőt hasznosító rendszerekétől, és zajterhelésük is jelentős. 

Hogyan hasznosítható a faapríték?

A biomassza alapú megújuló energiahordo­zók közül a legkedvezőbb költséggel az er­dei faaprítékból állítható elő hőenergia. A fának a többi biomasszához képest nagy az energiasűrűsége (azaz egy köbméternyi fából lényegesen több energia nyerhető ki, mint például szalmából), gyakori az előfordulása, kicsi a hamutartalma, és átalakítás nélkül köz­vetlenül felhasználható tüzelésre, ráadásul, a kezelési költségeket nem számítva, olcsó. A fa nedvességtartalma azonban kiter­melésekor általában 45–50 százalék, és ez jelentősen befolyásolja tényleges fűtőértékét. Kétévi megfelelő tárolás után éri el a légszáraznak nevezett 20 százalék körüli értéket. A hasábfatüzelés általában 60 százalék alatti hatásfokú. A hasábfa faelgázosító ka­zánban égethető el a leghatékonyabban és leginkább környezetkímélően. 

Mi az a biobrikett?

Nagy nyomású préseléssel készül ez a szintén faipari vagy mezőgazdasági hulladékalapú tüzelőanyag. Kis nedvességtartalma és nagy anyagsűrűsége miatt fűtőértéke nagyobb (17- 18 MJ/kg) a hasábfáénál, míg hamutartalma kisebb. Gyártási mérete (átmérője 100-150 mm között ingadozik) miatt szinte valamennyi kazánban elégethető, így a favágás meg­spórolható, de a kézi begyújtás és a hamuzás már nem.

Mire jó a pellet?

A 10 százaléknál is kisebb nedvességtartalmú fapellet a fatüzelés hátrányait küszöböli ki. A pellet 100 százalékban természetes fa, illetve biomassza alapanyagokból sajtolt, 6–12 mm átmérőjű, henger alakú granulátum, amelynek rendkívül jók az égési tulajdonsá­gai. A pellet speciális kazánban 90 százalék körüli hatásfokon hasznosítható. Egy átlagos családi ház (120 m² alapterületű, a mai hőtechnikai szabványnak megfelelő hőszigetelésű) évi 5–5,5 tonna pelletet használ fel.