Megújuló energia - Napenergia - Szélenergia

A megújuló energiaforrás olyan közeg, természeti jelenség,melyekből energia nyerhető ki, és amely akár naponta többször ismétlődően rendelkezésre áll, vagy jelentősebb emberi beavatkozás nélkül legfeljebb néhány éven belül újratermelődik.

A megújuló energiaforrások jelentősége, hogy használatuk összhangban van a fenntartható fejlődés alapelveivel, és nem okoznak olyan halmozódó káros hatásokat, mint az üvegház-hatás, levegőszennyezés, vízszennyezés.

Napenergia

A napenergia közvetlenül vagy közvetve alkalmazható. Az elnyelt sugárzási energia elektromos vagy hőenergia formájában hasznosítható. A közvetlen alkalmazásnál a hőenergiát melegítésre, az elektromos energiát mechanikai munkavégzésre vagy egyéb célok elérésére használhatjuk. Közvetett felhasználás történik, amikor a nyert energiát egy bizonyos idő elteltével kívánjuk alkalmazni. Ekkor a nyert elektromos vagy hőenergiát tárolni (pl. akkumulátor, tartály) kell.
Napenergia segítségével az elektromos áram szükséglet részlegesen megoldható. Nyáron a berendezés meleg vizet termel, illetve légkondicionálót működtet. A napsugárzás kisegítő fűtésként kb. 30% fűtőanyag-megtakarítást eredményez a téli hónapokban.
A napenergia közvetlen felhasználásának két leggyakoribb módja: a napelem és a napkollektor, közöttük ránézésre nincs túl sok különbség, ezért könnyen összetéveszthetők.

A napkollektor melegvizet állít elő napenergia felhasználásával, melyet fürdéshez, mosogatáshoz, fűtésre és medencevíz fűtésre használhatunk; így a fűtési energiaköltségek mérsékelhetőek. A viszonylag magas beruházási és üzemeltetési költségek megtérülését azonban akadályozza a gyenge és változó téli napbesugárzás, felhősödés. Ezért kell megvizsgálni a körülményeket.
A napsugárzás-gyűjtőknek (napkollektoroknak) két típusa ismert. A tükrös kollektorok a direkt napsugárzást tükrözés révén fókuszálják, azaz megnövelik a sugárzási áramsűrűséget. A koncentrált nyaláb érkezik az abszorberre, amely vagy hővé (naptűzhely) vagy elektromos energiává alakítja a napsugárzást.
A másik fajtája a síkkollektor, ahol az abszorberre koncentráltan napsugárázás jut, így ezek nemcsak a direkt, hanem a diffúz sugárzást is hasznosítják. A hőenergiát termelő síkkollektorok abszorberét rendszerint kettős üvegréteg borítja. Mivel az üveg a merőlegesen érkező napsugárzás közel 95%-át átbocsátja, de a belülről érkező infravörös hősugarakat visszaveri, ezért a védett abszorber sugárzási és konvektív vesztesége kicsi (üvegházhatás). A napkollektorok hatásfoka 30-70%.

A napelem olyan eszköz, amely a nap sugárzását elektromos árammá alakítja át. Ezeknél a fényelemmel szolgáltatott áramot elektronikus módszerrel váltóárammá alakítják át, ezt először 800 W-ra, majd 20 kV-ra transzformálják, és az áramot betáplálják a közüzemi hálózatba. A napelemek a Napból érkező sugárzást 8-15% hatásfokkal alakítják át elektromos energiává. A háztartási használatra szánt napelem ára folyamatosan csökken, hatékonysága pedig folyamatosan növekszik. A többletköltsége az üzemelés során megtérül. A megtérülés időtartama a hagyományos energiafajták árától függ: magas árak mellett a napenergiát hasznosító berendezés hamarabb válik gazdaságossá.

A napenergia hasznosításának előnyei:
    - tiszta és környezetbarát energia (pl. 35 m2 napelem 3 t szén-monoxid kibocsátásától
      óvja meg a Földünket).
- független az áramszolgáltatóktól, teljesítmény garancia.
- hangtalan és öntisztító szerkezet, egyszerű és gyors szerelés.

Egy év alatt 400-szor több napenergia éri az országot, mint a teljes éves energiafelhasználás.

Szélenergia

A szél a levegő földfelszínhez viszonyított mozgása, ami a légkörben kialakuló nyomáskülönbségek hatására jön létre. A légkör alsó rétegeiben végbemenő légmozgást a Nap sugárzó energiája hozza létre. A légmozgás során a felmelegedett levegő ritkább, ezáltal felfelé emelkedik, és helyébe hidegebb levegő áramlik. A trópusi területeken a légtömegek erősebben felmelegszenek, ezért a levegő felemelkedik és a sarkok felé kezd áramlani, az ilyen irányú szél lesz az antipasszát szél. A pólusok felé haladva lehűl, nyomása megnövekszik, süllyedni kezd, végül a föld felszínén visszaáramlik az egyenlítő irányába, ez pedig a passzát szél. Azon a helyen ahol a meleg levegő fölfelé emelkedett vákuum alakul ki. A légnyomás süllyed, és alacsony légnyomású terület keletkezik. Ott viszont, ahol a levegő ismét a talaj felé süllyed, magas nyomású terület alakul ki.

Szélenergia-hasznosítás
Olyan energiahasznosítási módszer, amely folyamatosan erős széljárású területeken, közvetlen munkavégzésre vagy elektromos energia előállítására kialakított szélerőgéppel történik.

Szélgenerátor helyének, típusának kiválasztása
A szél időben változó intenzitású energiaforrás, ezért nagy jelentősége van az adott helyszínen történt szélméréseknek és az így kapott eredmények megfelelő kiértékelésének. Szélgenerátort csak olyan helyen érdemes telepíteni, melynek környezeti viszonyai és domborzati fekvése megfelelő a szélenergia kinyerésére. Tehát helyi szélsebesség és szélirányméréseket kell végezni. A mérések alapján felvett időben változó szélenergia áramok pontos leírásához, elemzéséhez statisztikai módszerek szükségesek. Energiatermelés céljából a 30-200 méter talajszint fölötti magasság a megfelelő. A szél munkavégző képességét a sebessége határozza meg, mely sebesség és teljesítmény a magassággal arányosan nő. Általában a szélgenerátorokat szigetüzemben vagy villamosenergia hálózatra kapcsolva szokták üzemeltetni.

Geotermikus energia

A geotermikus energia a magmából ered, és a fölkéreg közvetíti a felszín felé, korlátlan, el nem fogyó, folytonos, viszonylag olcsón kitermelhető és a levegőt nem szennyezi. A felszínről sugárirányban a Föld középpontja felé haladva 1 km-enként átlag 30 fokkal emelkedik a hőmérséklet, de bizonyos területeken ennél nagyobb a hőmérsékletemelkedés. Például, hazánkban is, ahol a földkéreg az átlagosnál vékonyabb, ezért geotermikus adottságai igen kedvezőek. A Föld belsejéből kifelé irányuló hőáram átlagos értéke 90-100 mWm/m2 , ami mintegy kétszerese a kontinentális átlagnak. A fenti termikus adottságok miatt nálunk 1000 m mélységben a réteghőmérséklet eléri, sőt meg is haladja a 60 fokot.
A lakóépületek fűtési és használati melegvíz igényét a 70-90 fokos hévizet szolgáltató kutakkal távhőszolgáltatás szerűen lehet kielégíteni. Az épületeknél a közepes-, és kishőmérsékletű fűtési rendszerek (padlófűtés, légfűtések) kialakítására alkalmas, mivel ezeknél a hévizek jól felhasználhatók,
A geotermikus energia hordozóját hazánkban döntően a termálvíz képviseli, melynek jellemzői:
    - a hőhasznosítás műszaki színvonala legtöbbször alacsony, hatásfoka kicsi
    - villamosenergia-termelésre nem alkalmas
    - additív energiaforrás, amely a többi energiahordozó hasznosításával együtt, azokat
      kiegészítve hasznosítható
    - a geotermikus energia kifogyhatatlan, de hazánkban csak egyes helyeken
koncentrálódó, helyi energiaforrás.
Magyarország alatt 30.000 MW hőenergia található, mellyel a második legnagyobb geoenergia mennyiségét tudhatjuk magunkénak a világon!

Biomassza

A biomassza kifejezés alatt tágabb értelemben a Földön lévő összes élő tömeget értjük, de a mai elterjedt jelentése: energetikailag hasznosítható növények, termés, melléktermékek, növényi és állati hulladékok.
Csoportosítása felhasználása szerint:
Tüzelhető biomassza: viszonylag alacsony nedvességtartalmú és magas fűtőértékű. Az éghetetlen hamutartalmuk olyan vegyi összetevőkből áll, amelyek nem roncsolják szét a kazánberendezést, illetve nem olvadnak rá a fűtőfelületekre, valamint nem okoznak jelentős levegőszennyezést. A legjellemzőbb tüzelhető biomassza-fajták: tűzifa apríték, erdei lágy v. keménylombos erdőkből előállítva, fűrészüzemi hulladékokból, illetve lágyfa-energiaültetvényekből (például nyárfa) előállítva, fűrészpor (fűrészipari melléktermék), szalma, energiafű, illetve ezekből előállított pellet.
Elgázosítható biomassza: nagyobb nedvességtartalmú növényi, vagy állati hulladékból áll, pl.: cukortartalmú növények, zöld növényi hulladék, állati szennyvíziszap, trágya. Az elgázosítás kazánban történik, ahol generátorgázt nyerünk.

Gépjármű-üzemanyagként hasznosítható biomassza:

   1. Benzin (biotenol): magas cukor- (cukorrépa, cukornád), magas keményítő-
       (kukorica, burgonya, búza) vagy magas cellulóztartalmú (szalma, fa, nád, energiafű)
        növények, melyekből etanol gyártható.
   2. Diesel esetén (biodiesel): olajtartalmú növények, melyből az olaj kisajtolható,
       és egyszerűbb vegyszeres kezelések után a diesel olajhoz hasonló anyag
       nyerhető (pl. repce, napraforgó).