12/A modul
A modul általános leírása
| Modulcím | 12.A Az energiaátalakítás lehetőségei Magyarországon | |
| Fejlesztendő kompetenciák (NAT-kom- patibilitás) |
Készségek, attitűdök | Természettudományos gondolkodás, alternatívaállítás, összefüggés-keresés, problémamegoldás. |
| Ismeretek | Energiahordozók, erőműtípusok, energia-mértékegységek, környezetkímélő technológiák. | |
| Előzetes tudás | Készségek | Együttműködési szándék, számolás: százalékszámítás, normál alak, szövegértés, ábraelemzés, képi információ értelmezése. |
| Ismeretek | Energiafogalom, termikus energia, villamos energia, energiahordozó, fosszilis tüzelőanyag, biomassza, napkollektor. | |
| Kapcsolódás | 10., 15. modul. | |
| Fizika: energiaátalakítás, hő, erőmű. | ||
| Háttér | Az óra kivitelezéséhez szükség van négy-öt fős csoportmunkához kialakítható teremre, internet-hozzáférésre, számítógépekre egyéni, ill. pármunkához. Otthoni munkára is kiadható a feladatok egy része. |
|
| Tanulásszervezés | Ajánlás | A tanórai feldolgozás elsősorban a diákok tevékenységére épül. Az óra elején rövid tanári bevezető segíti a foglalkozás elhelyezését. A kooperatív tanulásszervezés során a diákok pármunkában is és csoportban is dolgoznak. Az energiaátalakítás, a fosszilis tüzelőanyagok szerepe Magyarországon, ellenőrzés párban módszerrel, míg az alternatív energiahordozók a szakértői mozaik módszerével dolgozhatók fel. A tanár szerepe elsődlegesen szervező, irányító szerep. Az 12.1. mellékletben szereplő feladat kördiagram-készítés, ez átlagos vagy gyenge csoportnak nehéz, ezért választási lehetőségként van másik feladat is. |
| Változatok | A modul feldolgozható projektkeretben is, otthoni feladatként. A csoportok egyike a fosszilis energiahordozókra épülő erőművek működését, működésének hatékonyabbá tételét dolgozza fel az anyag segítségével. Egy másik csoport az energiahordozók olyan csoportjával foglalkozik, amelyiknek nincs vagy csak csekély mértékű a szén-dioxid-kibocsátása, míg a harmadik csoport a háztartásienergia-felhasználás csökkentésével foglalkozik. | |
| Differenciálás | A differenciálásra lehetőség van. A feladatlapon képi és szöveges információszerzésre is mód van. A kettő együtt is alkalmazható. A szövegeket is és a feladatokat is lehet változtatni. Lehetőség van a közös munkára, ahol egymásnak segíthetnek a diákok. | |
| Tanulási környezet | Négy-öt fős csoportmunkához berendezett terem. Számítógépterem is kell, internet- hozzáféréssel. | |
| Értékelés | Diagnosztikus | Érdemes előzetesen tájékozódni arról, hogy a diákok tudják-e, miért fontosak az erőművek, tisztában vannak-e a magyarországi helyzettel. |
| Formatív | A modul végén a diákok egy intézkedési tervet készítenek, ez tükrözi a modul során kialakult képüket. | |
| Kiegészítések | Ez a modul jól alkalmazható fizikaórán is, az energiaátalakulások témakör érdekességeként, illetve a környezeti nevelési tananyag része is lehet. | |
A modul forgatókönyve
| Lépés (sza- kasz) |
Idő (perc) |
Feladat (megnevezés) |
Tevékenység (tanuló/tanár) |
Szükséglet (feltételek, anyag, eszköz) |
| 1. | 3 | Bevezetés Tanári összefoglalás |
Tanár: az eddig feldolgozott témák összefoglalásaként röviden vázolja a változtatás szükségességét, az energiaátalakító folyamatok szerepét az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentése érdekében. Ezen az órán a magyarországi lehetőségekkel ismerkednek meg a diákok. Tanulók: figyelnek, esetleg hozzáfűznek megjegyzéseket. |
|
| 2. | 10 | Pármunka Magyarország energiahordozói (12.1.) |
Tanár: ismerteti a feladatot. Tanulók: pármunkában megoldják a feladatot, majd összehasonlítják a másik párral a megoldást. |
12.1. melléklet – feladatlap, papír, számológép, íróeszköz |
| 3. | 6 | Ellenőrzés párban Fosszilis energiahordozók (12.2.) |
Tanár: ismerteti a feladatot. Tanulók: felosztják egymás között a szerepeket, ki olvas, ki ellenőriz, majd fordítva. |
12.2. melléklet – feladatlap |
| 4. | 3 | Közös vázlat készítése A meglévő energiaátalakító folyamatok környezetkímélőbbé tétele |
Tanár: ismerteti a feladatot. Tanulók: pontokba szedett vázlatot készítenek. |
|
| 5. | 8 | Mozaik első lépése Alternatív energiahordozók (12.3.) |
Tanár: ismerteti a feladatot. Tanulók: a feladatlap segítségével szétosztják egymás között a betűjeleket, mindenki önállóan vagy a másik csoportból az azonos betűjelű társaival együttműködve dolgozik. |
12.3. melléklet – feladatlap, betűjelek, lap, íróeszköz, számítógépek, internet |
| 6. | 6 | Mozaik második lépése Csoporttagok beszámolója |
Tanulók: minden csoporttag bemutatja a saját energiaátalakító lehetőségeit. | Feladatlap |
| 7. | 10 | Csoportvélemény Kupaktanács | Tanár: a csoport alkosson egy közös véleményt arról, hogy milyen lépéseket tennének 2010-ig a kevesebb szén-dioxid-kibocsátás érdekében. Tanulók: közös vélemény megfogalmazása. |
Papír, íróeszköz |
MELLÉKLETEK
12.1. Energiahordozók használata Magyarországon
| Téma (Tudásterület, kulcsszavak) |
12.A.1. Energiahordozók használata Magyarországon Szén, kőolaj, földgáz, urán-oxid, alternatív energiahordozók |
| Időigény (perc) | 10 perc |
| Kapcsolódás (előzmények, kimenetek |
Előzmény: a jelenlegi állapotjelzők megismerése, a jövő modelljeinek megismerése Kimenet: jelen energiahordozóinak megismerése (bemenő adatok) |
| Feldolgozás, tanulásszervezés (alapeset, változatok) |
Alap: egyéni olvasás, pármunkában ábra készítése Változat: a) Egyéni munka |
| Differenciálás | - |
| Fejleszthető kompetenciák | Szövegértés, matematikai gondolkodás, természettudományos gondolkodás, adatok feldolgozása |
| Értékelési módok | Szóban, csoportszinten |
| Feltételek, szükségletek | Nyomtatott feladatlap (1. melléklet) |
Feladat:
Az alábbi adatok feldolgozásával készítsetek kördiagramokat!
- Készítsetek egy kördiagramot, mely Magyarország primerenergia-hordozóit tünteti fel megfelelő arányban!
- Készítsetek egy másik kördiagramot, mely a magyarországi villamosenergia-termelés arányos megoszlását mutatja!
Kőolaj és földgáz
Magyarországon a szénhidrogének (kőolaj, kőolajszármazékok, földgáz) összességében több mint 70%-kal, azaz 7/10 részben (2004: 71,8%) részesülnek az ország primerenergia-felhasználásában, az arányuk növekszik. A kőolaj és származékainak mennyisége és részaránya 30% körül, azaz 3/10-nél stagnál, míg a földgáz szerepe nő, jelenleg 4/10 rész (a 2000-es 35,7%-ról 2004-re 40,2%-ra nőtt).
A villamosenergia-termelésben a földgáz jelentősége nő (2006: 30%, 3/10 rész), a kőolajé csökken (2,3%, kb. 0,23/10 rész).
Szén
A szén az ország primerenergia-felhasználásából kisebb mértékben (17% körül, kb. 2/10 részben) részesül.
A hazai szénbányászat legfőbb felvevőpiacát a hazai szenes erőművek jelentik, így jövőjük is a szenes erőművek jövőjéhez kötött.
A szén a villamosenergia-termelésben 23%-ban, 2,3/10 arányban részesedik.
Urán-oxid
Az atomenergiára épülő atomerőművek urán-oxidot használnak energiahordozóként.
Az atomenergia a hazai villamosenergia-termelésben 38,8%-ban, azaz kb. 4/10 arányban részesedik.
Alternatív energiahordozók
Az ország energiaigénye évi 1060 petajoule, ennek mintegy 3%-a származik megújuló forrásból, zömében fából, illetve geotermikus forrásból. A gazdaságos lehetőségek faaprítékból 56 PJ, geotermikus forrásokból mintegy 50 PJ, szélből 7,2, vízből 5, Napból 4 PJ, vagyis összesen 120-130 PJ.
A villamosenergia-termelésben kb. 4,7%-ban, azaz kb. 0,47/10 arányban részesedett 2006-ban.
12.2. Fosszilis tüzelőanyagok felhasználása
| Téma (Tudásterület, kulcsszavak) |
12.A.2 Fosszilis tüzelőanyagok felhasználása Szén, kőolaj, földgáz, gőzkazán , hőátadó közeg, hőfelvevő közeg, szén-dioxid, kén-oxidok |
| Időigény (perc) | 6 perc |
| Kapcsolódás (előzmények, kimenetek |
Előzmény: a jelenlegi állapotjelzők megismerése, a jövő modelljeinek megismerése Kimenet: jelen energiahordozóinak megismerése (bemenő adatok) |
| Feldolgozás, tanulásszervezés (alapeset, változatok) |
Alap: egyéni olvasás, ellenőrzés párban, vázlat készítése Változat: a) Egyéni munka |
| Differenciálás | - |
| Fejleszthető kompetenciák | Szövegértés, természettudományos gondolkodás, adatok feldolgozása |
| Értékelési módok | Szóban, társtól, csoportszinten |
| Feltételek, szükségletek | Nyomtatott feladatlap (2. melléklet) |
Feladat:
- Az alábbi szöveg elolvasása és értelmezése után készítsetek vázlatot arról, miért fontos a hőerőművek működésének változtatása!
- Olvassátok el a saját szövegrészeteket, majd foglaljátok össze a társatoknak azt, amit olvastatok!
- A vázlatot közösen készítsétek el, használjátok hozzá az ábrát is!
„A” tanuló:
A fosszilis tüzelőanyagok felhasználása a hőerőművek gőzkazánjában történik. A gőzkazánban történik – a tüzelőanyagok elégetése során – a tüzelőanyagok kémiailag kötött energiájának termikus energiává alakítása. A szénből szén-dioxid, míg a szénhidrogénekből (földgáz, kőolaj) szén-dioxid és vízgőz keletkezik, miközben az égés során a tüzelőanyag fűtőértékének megfelelő termikus energia felszabadul. A felszabaduló termikus energia sugárzással (kazántűztér), konvektív hőátadással (gőz túl- és újrahevítő, tápvíz-előmelegítő) átadódik a vízgőznek. Tehát a gőzkazánban a hőátadó közeg („láng”, füstgáz) és a hőfelfevő közeg (vízgőz) csőfallal el van választva egymástól. A legfejlettebb országok villamosenergia-termelési szektoraiban széles körben alkalmaznak tiszta széntechnológiákat, melyek növelik a hatékonyságot és csökkentik a szennyező anyagok kibocsátását. 2020-ra további előrelépések várhatók az újszerű technológiai megoldások terén, melyek magukban foglalják a szén-dioxid-kivonás és -tárolás bevezetését a szénalapú villamosenergia-termelésben, így 2020 után az ilyen kibocsátás az EU-ban és világszerte megközelítőleg nulla szintre csökkenthető.
„B” tanuló:
A gőzkazánok adják a hőerőmű környezetszennyezésének döntő részét. Egyrészt a tüzelőanyagok elégetéséből származó szén-dioxid ezekből származik, másrészt a tüzelőanyagban levő kén is elég, és kén-oxidok keletkeznek. Az ország szén-dioxid-kibocsátásának kb. 35%-a származik a hőerőművekből. 2004 előtt a kén-oxidok kibocsátásának kb. 50%-a származott a hőerőművekből. Az erőművekben keletkező szén-dioxid kivonását és állandó tárolását szolgáló technológiákat tovább kell fejleszteni, és szélesebb körben kell alkalmazni. A széntüzelésű kazánoknál a kiszállított salak (zagy) elhelyezése és környezetbe illesztése, a felszíni vizek elszennyezése, a külfejtésű lignitkazánoknál a zagy elhelyezése és a táj rekultivációja nagy környezetrendezési feladatot jelent.
Új feladat a kommunális hulladék tüzelése. Ezekben több környezetszennyező anyag van, mely átkerül a füstgázba, ezért a szemétégető csak nagyon jól tervezett füstgáztisztítóval üzemelhet.
„A” és „B” tanuló:
Közösen elemezzétek a magyarországi működő erőműveket!
Szempont: területi elhelyezkedés, milyen tüzelőanyagokat használnak, mennyi erőmű található az országban.
12.2.1. ábra. Erőművek Magyarországon
12.3. Alternatív energiaátalakítási módok
| Téma (Tudásterület, kulcsszavak) |
12.3 Alternatív energiaátalakítási módok Vízenergia, szélenergia, napenergia, atomenergia, geotermikus energia, biogáz |
| Időigény (perc) | 14 perc |
| Kapcsolódás (előzmények, kimenetek |
Előzmény: a jelenlegi állapotjelzők megismerése, a jövő modelljeinek megismerése Kimenet: jelen energiahordozóinak megismerése (bemenő adatok) |
| Feldolgozás, tanulásszervezés (alapeset, változatok) |
Alap: egyéni olvasás, vázlat készítése, szakértői mozaik Változat: a) Egyéni munka b) Fordított szakértői mozaik c) Projektmunka - segédanyag |
| Differenciálás | Csak szöveg, csak képi információ |
| Fejleszthető kompetenciák | Szövegértés, természettudományos gondolkodás, folyamatelemzés, összefüggés keresés |
| Értékelési módok | Szóban, társtól, csoportszinten |
| Feltételek, szükségletek | Nyomtatott feladatlap (3. melléklet) |
A fosszilis energiahordozókat – szén, kőolaj, földgáz – használó erőművek a tüzelőanyagok elégetése során szén-dioxidot termelnek. Az energia átalakítása elektromos energiává más módon is történhet. Az ilyen típusú erőművek az alternatív energiahordozókra épülő erőművek.
Tanulmányozzátok az egyes erőművek működését, magyarországi hasznosítását az animációk és a szövegek segítségével!
I. Az „A” tanuló tanulmányozza az atomerőmű működését a következő szempontok alapján:
- Az energiaátalakító folyamat során keletkezik-e szén-dioxid?
- Melyek az energiaátalakítás főbb lépései?
-
- Atomerőmű
http://celebrate.ls.no/english/animations/science/kjernekraft_engelsk.swf - Az alábbi szöveg tanulmányozása segítségével mutasd be Magyarországon az atomerőmű szerepét!
- Atomerőmű
Magyarország atomenergia-felhasználása
Energia Klub tanulmánya alapján
Urán, atomenergia
Magyarország egyetlen atomerőművében, Pakson négy szovjet tervezésű vízhűtéses reaktor működik. Az atomerőmű a Magyarországon termelt villamos energia 39,47%-át, az összesen felhasznált villamos energia 33,51%-át szolgáltatta 2005-ben.
Klímavédelem szempontjából az olyan országokban, mint Magyarország, az ország szén-dioxid-kibocsátáscsökkentési terveiben és a kiotói vállalások teljesítésében szerepe lehet a már létező atomerőműnek. Ez a szerep a Kiotó (vagyis 2012) utáni vállalások fényében újraértékelődhet.
Az atomerőműben jelenleg zajló teljesítménynövelési folyamat megvalósulása növelné a rendszer rugalmatlanságát, az üzemidő-hosszabbítás pedig hosszú távon ezt az állapotot konzerválná. Az atomerőművi energia részarányának hosszú távú fenntartása tehát veszélyezteti a fenntartható megoldások rendszerbe vezetését.
Szempontok a szöveg feldolgozásához:
- Az összes elektromos energia hány százalékát biztosítja Magyarországon a paksi atomerőmű?
- Milyen előnye van az atomerőműnek?
- Milyen hátrányai vannak a működésnek?
II. A „B” (és „E”) tanuló tanulmányozza a biogázzal működő erőműveket és a geotermikus energiát átalakító berendezéseket!
Szempontok:
- Termel-e szén-dioxidot az erőmű a működése során?
- Melyek az energiaátalakítás főbb lépései?
-
- Biogázzal működő erőmű
http://celebrate.ls.no/Neutral/Science/Biokraft.swf - Hőpumpa – geotermikus energia felhasználása
http://celebrate.ls.no/Neutral/Science/varmepumpe.swf - Az alábbi szöveg tanulmányozása segítségével mutasd be Magyarországon a geotermikus és bioenergia szerepét!
- Biogázzal működő erőmű
Magyarország energiagazdálkodása
VAHAVA-jelentés – Alternatív energiatermelési módok
Biomassza fűtő- és erőművek működnek Magyarország több településén (Szigetvár, Mátészalka, Körmend, Szombathely, Sárospatak, Tata, Szentendre, Balassagyarmat, Papkeszi, Pécs, Kazincbarcika és Ajka). Ezek kapacitása kis és közepes teljesítményű erőművek.
A bioenergia-nyerés egyik helyi lehetősége, amikor szennyvízből, trágyából hő- és villamos energiát nyernek a szerves anyagok rothasztásával. A keletkező metán biogáztoronyba gyűlik, ami majd gázmotor-generátor segítségével elektromos árammá alakítható. Így kisebb települések, településrészek, tanyacsoportok, mezőgazdasági üzemek hő- és áramellátása oldható meg. Érdemes megemlíteni, hogy nemzetközi és hazai tapasztalatok már régen rendelkezésre állnak, sőt az 1980-as években egyszerű fóliával borított ágyásokban is állítottak elő biogázt pecsenyecsirke-telepek hőellátására. (A biogáztelepek elterjedését Magyarországon a magas beruházási költségek és a felfűtés energiaigénye akadályozta.)
A biogáztelepek működtetése alternatív energiaforrás – mint említettük –, amely egyúttal a légkörvédelmet és a tápanyag visszapótlást is szolgálja. A trágya erjesztése során keletkező biogáz elsősorban metánt tartalmaz, amely olyan üvegházhatású gáz, melynek a hővisszaverő tulajdonsága huszonegyszerese a szén-dioxidénak. A biogáz szén-dioxiddá alakul át a metán elégetése során, s így csökken a kedvezőtlen üvegházhatás mértéke. A visszamaradó anyag kitűnő szerves trágya.
A vidéki háztartásokban a fa, szalma, szár, nyesedékek stb. tüzelésével, a trágya (híg és szilárd) és más szerves hulladékok gázosításával jelentős fosszilis energia takarítható meg, amihez megfelelő és viszonylag elérhető áron beszerezhető berendezések szükségesek. Vidéki házak autonóm fűtési rendszereinek kialakítása – 2-3 millió forint áldozattal – szintén stratégiai feladat. (Egy-egy rendszer napelemekből, szélkerékből, akkumulátorszekrényből állhat. A rendszer kombinálható biomassza égetésére és gázosítására alkalmas berendezéssel.)
A Kárpát-medence, de különösen Magyarország területe alatt a földkéreg az átlagosnál vékonyabb, ezért hazánk geotermikus adottságai igen kedvezőek. A Föld belsejéből kifelé irányuló hőáram mintegy kétszerese a kontinentális átlagnak. Ismeretes a termálvízre alapozott hőcserés energianyerés is, amivel kisebb települések háztartásainak vagy mezőgazdasági, kertészeti üzemeknek az áramellátása oldható meg.
A hazai termálvíz-hasznosítás eddigi és jelenlegi állapotát elemezve a következők állapíthatók meg:
- A hőhasznosítás szezonális jellegű, az év mintegy 180 napjára terjed csak ki.
- A hasznosítás egyoldalú, az elhasznált meleg vizet nem nyomják vissza, hanem országosan a felszín alatti víztározókba, élővizekbe engedik, így a felhasználók jó része a tárolt vízkészleteket direkt módon fogyasztja.
- A hőhasznosítás műszaki színvonala a legtöbb helyen alacsony, hatásfoka kicsi, a hasznosítási hőlépcső max. 30-35 °C.
- A hasznosítási hatásfokot növelő hőszivattyúkat sehol sem alkalmaznak.
- Geotermikus alapú villamosenergia-termelés egyelőre nincs.
A hazai hasznosítás hatékonyságának növelése céljából teendő intézkedések, melyeket a tervezéskor figyelembe kell venni:
- A geotermikus energia gyakorlatilag kifogyhatatlan, de nálunk csak egyes helyeken koncentrálódó, helyi energiaforrás.
- Viszonylag alacsony energiaszintű és hőmérsékletű energiaforrás.
Szempontok a szöveg feldolgozásához:
- Hol működnek biomassza-erőművek Magyarországon?
- Milyen módon lehet a bioenergiát átalakítani?
- A globális felmelegedés csökkentése esetében miért előnyös ez az energiaátalakítás, miközben szén-dioxidot termel?
- Található-e az országban geotermikus energiaátalakító?
III. A „C” (és „F”) tanuló tanulmányozza a vízerőműveket és a szélerőműveket!
Szempontok:
- Termel-e szén-dioxidot az erőmű a működése során?
- Melyek az energiaátalakítás főbb lépései?
-
- Vízerőmű – folyó
http://celebrate.ls.no/Neutral/Science/vannkraft.swf - Szélerőmű
http://celebrate.ls.no/Neutral/science/Vindkraft.swf - A következő szöveg tanulmányozása segítségével mutasd be Magyarországon a vízenergia és szélenergia szerepét!
- Vízerőmű – folyó
Vízerőművek Magyarországon
Forrás: Energiahatékonysági kézikönyv
A ma üzemelő 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 vízerőművek 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 vízerő-potenciálja 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 MW 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 hazai lehetőségek – az esésmagasságokat figyelembe véve – mind kis esésűek, hiszen a létrehozható szintkülönbségek a 10-15 métert sehol sem haladják meg. A működő erőművek mindegyike rekonstrukcióra szorul. Van, ahol kisebb-nagyobb munkák már megtörténtek, de a teljesítménynöveléssel és modernizációval is együtt járó 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.
A szélenergia hasznosítása
A szélerő befogásának hagyományai vannak Magyarországon. Mechanikai munkavégzésre, őrlésre hasznosították a Kis- és Nagy-Alföld örvénylésmentes síkságain és a Dunántúl síkságfoltjain a szélmalmokban, mégsem folytatódott a szélerő-hasznosítás a korszerű technológiák elterjedésével, így nem használják manapság villamosenergia-termelésre, gépek, szivattyúmotorok hajtására.
1000 m felett a szél viszonylag állandó, de a földfelszín közelében a különböző terepeken a súrlódás ingadozásokat, örvényléseket okoz, ezért a szél iránya és sebessége időben erősen változik. A Földet érő évi napenergiának csak 1,5-2,5%-a fordítódik a levegőmozgás fenntartására, s ebből elméletileg is legfeljebb 3%-a hasznosítható bolygónkon. A szél mozgási energiája sebességfüggő. Legerősebb a nyílt vidéken, tengerpartokon, lapos dombokon, fennsíkokon. Biztonságos hasznosítása – szélmotoros formában – az évi lineáris 6 m/s átlagsebesség felett ajánlott. Magyarország adottságai ennél kedvezőtlenebbek.
A szélenergia hasznosításának lehetőségét korlátozza az a tény, hogy hazánkra a kis szélsebesség (másodpercenként 2-6 méteres) jellemző. Szélerőmű-láncolat – több szélmotoros egység – építésére legfeljebb néhány vízparti, tóparti lejtő volna alkalmas, de nagyobb erőmű szinte sehol sem lenne gazdaságos. Mégsem érdektelen a szélmotorok helyi, speciális célra történő telepítése, amely egy hosszabb kisfeszültségű hálózatfejlesztéshez képest jóval gazdaságosabb lehet.
A hazai gyakorlat szerint legfeljebb kis teljesítményű szélmotorok jöhetnek tehát számításba, amelyek hasonló energiahasznosítási nagyságrendet képviselhetnek, mint az egykori szélmalmok az ország jellegzetes „szelesebb” régióiban.
Szempontok a szöveg feldolgozásához:
- Hol működnek vízerőművek Magyarországon?
- Milyen módon lehetne a régebbi energiaátalakítókat hasznosítani?
- Miért csak helyi szintű villamos energia termelhető ily módon?
- Található-e az országban szélerőmű?
- Miért nem gazdaságos a szélenergia széles körű használata Magyarországon?
IV. A „D” tanuló tanulmányozza a napkollektorok működését és felhasználási lehetőségeit!
Szempontok:
- Termel-e szén-dioxidot az erőmű a működése során?
- Melyek az energiaátalakítás főbb lépései?
-
- Naperőmű
http://celebrate.ls.no/Neutral/Science/solkraft.swf - Az alábbi szöveg tanulmányozása segítségével mutasd be a napenergia szerepét Magyarországon!
- Naperőmű
A napenergia aktív hasznosítási lehetőségeiről Magyarországon
A legismertebb megújuló energiaforrás-hasznosítási mód a napenergia igénybevétele különféle formában: aktív, passzív vagy fotovillamos felhasználási területeken. Közép-Európai földrajzi és meteorológiai feltételek esetén aktív napenergia-hasznosítással komoly eredmények érhetők el: éves szinten a használati meleg víz előállításához szükséges energia 56-60 százalékát lehet napenergiával kiváltani. A következőkben a rendelkezésre álló napenergia mennyiségéről, a hasznosítás lehetséges módjairól és alkalmazásukról lesz szó.
A rendelkezésre álló napenergia
A nap sugárzó teljesítménye 1023 kW nagyságrendű, ez a teljesítmény a föld felszínére érve a nagy távolság miatt már „csak” 1012 kW.
A szórt sugárzás teljesítménye Magyarországon átlagosan a közvetlen sugárzás 12-25 százaléka. A közvetlen és szórt sugárzás összege a teljes sugárzás, nálunk a napenergia-hasznosító berendezések tervezésekor ezt az értéket veszik figyelembe.
Tiszta időben Magyarországon maximum 900-1000 W/m2 körüli sugárzásintenzitás-értékek mérhetők, számításainkban a nemzetközileg elfogadott 800 W/m2 átlagértéket vesszük figyelembe. A valóságban a tényleges sugárzási idő az időjárási viszonyok változása miatt kevesebb a lehetségeshez képest.
12.3.1. ábra. A napsütéses órák száma Magyarországon 2004-ben
Forrás: www.met.hu
Fontosabb hasznosítási lehetőségek
A rendelkezésre álló napenergia hasznosításának legismertebb módja az aktív, a passzív és a fotovillamos hasznosítás. Aktív és passzív hasznosítás esetén az érkező energiát hő formájában hasznosítjuk, az első esetben gépészeti eszközökkel, hőcserélők alkalmazásával meleg vizet állítunk elő, a másodikban az épületek hőtároló képességét növeljük főleg építészeti eszközökkel. Fotovillamos hasznosításkor az érkező energiát villamos energiává alakítva használhatjuk fel. A három hasznosítási forma lehetséges hatásfokhatárai a technika ma ismert szintjén:
- aktív napenergia-hasznosítás 30–60%
- passzív napenergia-hasznosítás 15–40%
- fotovillamos átalakítás 8–25%
Alkalmazási lehetőségek, szempontok
Szezonális létesítményeknél, például kempingek, szállodák, nyaralók, uszodák esetében a napenergia segítségével teljes egészében kiváltható a meleg víz előállításához szükséges hagyományos energia; családi házaknál, többlakásos épületeknél, szociális létesítményeknél az egész évben működő napenergia-hasznosító rendszer hagyományos energiával kombinálva kb. 50-60 százalékban biztosítja a meleg víz előállításához szükséges energiát. Ezekkel az előnyökkel szemben áll az egyszeri beruházási költség, a hosszú „megtérülési idő”.
| Szezonális rendszerek | Egész évben működő rendszerek |
|
|
| Alkalmazási példák | |
|
|
Szempontok a szöveg feldolgozásához:
- Hogyan hasznosítható a napenergia?
- Magyarországnak milyen adottságai vannak?
- Miért nem terjedt még el ez a technológia Magyarországon?
A modulban előforduló hivatkozások
12.1. Magyarország megújuló energiaforrás növelésének stratégiája,
http://hulladeksors.hu/dokumentumok/megujulo_strategia_tars%20egyeztetes.pdf címen; 2008. január.
12.2. Magyarországi fenntartható energiastratégia, 13–15. oldal.
12.3. Magyarországi fenntartható energiastratégia
http://www.energiaklub.hu/dl/kiadvanyok/fes.pdf címen; internet, 2008. január.
Energiahatékonysági kézikönyv ház- és lakástulajdonosok részére,
http://reak.tx.hu/kk/index.htm, internet 2008. január.
A termikus napenergia-felhasználás alkalmazási lehetőségei. Horánszky Beáta egyetemi tanársegéd, Miskolci Egyetem.
http://www.gas.uni-miskolc.hu/publics/Workshop_jelentes_2005_HB.pdf címen; internet 2008. január.
Magyarország energiagazdálkodása, VAHAVA-jelentés – Alternatív energiatermelési módok, 21–23. oldal; http://www.vahava.hu/file/osszefoglalas_2003_2006.pdf címen; internet, 2008. január.
