Napenergia hasznosítási lehetőségek összehasonlító elemzése

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Dán András
Villamos Energetika Tanszék

Szakdolgozatomban a napenergia villamosenergia-termelésre történő közvetlen és közvetett hasznosításának módjait hasonlítottam össze. Az egyes technológiák működési jellegzetességeinek leírására modelleket készítettem, melyek segítségével meghatározható a kiserőművek által hálózatra táplált teljesítmény a legfontosabb környezeti paraméterek, a sugárzás intenzitás és a külső hőmérséklet függvényében. Bemutattam a közvetlen energiaátalakítást szolgáló napelemes rendszerek jellemző felépítését, és a fontosabb berendezések, a napelemek, az egyenáramú áramkör és az inverter figyelembevételével készítettem el a modellt.

Közvetett villamosenergia-termelés során napkollektorokkal hőenergiát állítunk elő, melyből hőkörfolyamat és generátor segítségével termelhetünk villamos energiát. Az alkalmazott kollektor, körfolyamat és a kívánt rendszerméter alapján az egyes naphőerőművek kialakítása jelentős mértékben eltér, így elsőként a különböző típusokat mutattam be, melyek közül részletesen a kis teljesítményű erőművekben megvalósítható technológiákat modelleztem. A megalkotott modellem napkollektorokból és szerves Rankine-körfolyamatból (ORC) felépülő rendszerek leírására szolgál, valamint egy esetleges hőtároló beépítését is képes figyelembe venni. A megvalósított rendszerek kis száma és a szükséges gyakorlati példák hiányában munkám során a vizsgált naphőerőművek optimális üzemi jellemzőit és szabályozási módjait is meghatároztam.

A napelemes rendszerekről és naphőerőművekről bemutatott modell alapján Matlab segítségével szimulációs programot készítettem, melynek előnye, hogy tetszőleges rendszerre gyorsan elvégezhettem a számítást. A technológiákat a program eredményeire alapozva hasonlítottam össze, a két legfontosabb szempont pedig a villamos hatásfok alakulása a környezeti adatok függvényében, valamint az éves szinten megtermelt energia mennyisége volt, mivel döntően ezek befolyásolják a felépülő kiserőművek megtérülését. További szempontként az egyes rendszerek dinamikus viselkedését, a kapcsolt hőtermelés valamint az energiatárolás lehetőségeit is vizsgáltam. Eredményeim alapján a hazai éghajlati adottságoknak villamosenergia-termelés szempontjából a napelemes rendszerek felelnek meg legjobban, de a kapcsolt hőtermelésből és a hőtárolásból fakadó járulékos előnyök a naphőerőműveket is versenyképessé tehetik.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.