Kapcsolatfelvétel

Zöld Energia

A szaharai porviharos események és a hazai napenergetika kapcsolatát vizsgálták magyar kutatók

A HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (HUN-REN CSFK), a Pannon Egyetem és az ELTE kutatói azt vizsgálták, hogy a szaharai porviharokkal érkező ásványi por milyen hatással van a hazai fotovoltaikus energiatermelésre, valamint a villamosenergia-termelési menetrendekre.

Létrehozva:

|

A Renewable and Sustainable Energy Reviews című rangos tudományos folyóiratban megjelent tanulmány választ ad arra, hogy mikor, honnan és mennyi, illetve milyen ásványi tulajdonságú szaharai por érkezik Magyarország fölé. A kutatók szerint a menetrendezésben figyelembe kellene venni az epizodikus porviharokat, amelyek miatt a besugárzás a vártnál kisebb lesz, azaz kevesebb villamos energiát lehet termelni, mint amennyire a menetrendezők számítottak.

A fotovoltaikus energiatermelés és általában az időjárásfüggő megújuló energiaforrások kiszámíthatatlanok. A villamos energia, ellentétben például a gázzal, jelenleg lényegében nem tárolható, a termelés és a fogyasztás folyamatos egyensúlyára van szükség, nincs puffer a rendszerben. A villamosenergia-mixben napról napra változó a fosszilis és a megújuló energiaforrások aránya. Ugyanakkor – éppen a termelés–fogyasztás kényszerű egyensúlyának szükségessége miatt – tudni kell, hogy mekkora lesz a következő napon az időjárásfüggő megújulók aránya a rendszerben. Ha a menetrend nem jó, akkor drága és fosszilis tartalékkapacitások – főként gázerőművek – gyors üzembe helyezésére van szükség.

A rendszerirányítónak tehát előre tudnia kell, hogy mennyit fognak termelni a naperőművek. Erre vonatkozóan futnak modellek, és rendelkezésre állnak historikus klimatikus adatok is. Ezek a modellek azonban sok paramétert nem vesznek figyelembe, vagy rosszul paramétereznek bizonyos folyamatokat, a historikus adatok pedig a jelenleg zajló klímaváltozás miatt lényegében használhatatlanok.

Advertisement

A HUN-REN CSFK, a Pannon Egyetem és az ELTE kutatói a korábbi, légköri porral és szaharai porviharos eseményekkel kapcsolatos alapkutatásaikat terjesztették ki egy társadalmi-gazdasági szempontból is jelentékenyebb irányba, nevezetesen arra, hogy az ásványi por milyen hatással van a fotovoltaikus energiatermelésre, valamint a menetrendekre.

A most publikált szakcikkben Varga György, a HUN-REN CSFK Földrajztudományi Intézetének tudományos főmunkatársa és kutatótársai a fotovoltaikus energiatermelésre adott, jelentős hibákkal terhelt 24 órás menetrendeket vizsgálták a 2022. évi, hazánkban rekordot döntött 16 szaharai porviharos esemény idején. Rávilágítottak, hogy a porviharos események során az ásványi szemcsék jelentős szerepet játszanak a felhőképződésben, így nagyobb lesz a felhőzöttség, és a felhők élettartama is megnő. A besugárzás a vártnál kisebb lesz, kevesebb villamos energiát lehet termelni, mint amennyire a menetrendezők számítottak.

Advertisement

A kutatók által alkalmazott módszerek között a műholdas méréseken, a numerikus szimulációkon, a légtömegek mozgáspályáinak számításain és a szinoptikus meteorológiai elemzéseken túl a szaharai porviharos események során csapadékkal együtt kimosódó poranyag laboratóriumi elemzései is szerepeltek. Az egyes epizódok során időszakosan akár 500 MW-nyi deficitet is kimutattak a kutatók a tényleges és az előre jelzett teljesítmény között, aminek fedezésére drága és szennyező tartalékkapacitásokat kellett igénybe venni.

A legfőbb problémát az okozza, hogy a légköri pornak a teljes sugárzási mérlegben betöltött szerepe előre nehezen számszerűsíthető. Egy-egy porfelhőben többféle anyagú – például kvarc, kalcit, gipsz, agyagásványok, csillámok – és többféle alakú egyedi ásványi szemcse, valamint aggregátum található, melyek más és más optikai tulajdonságokkal rendelkeznek. A sötétebb színű szemcsék – például hematit, goethit – több sugárzást nyelnek el, lokálisan fűtő hatásúak, míg a világosabbak esetében a hőmérséklet-csökkenést eredményező visszatükrözés (pl. sókristályok) és szórás (pl. kvarc) a domináns. Az ásványi összetétel döntően a lehordási terület földtani felépítésétől függ, de a légköri szállítás folyamán állandóan változik, hiszen a nagyobb és/vagy nehezebb szemcsék korábban kihullhatnak a porfelhőből, módosítva ezzel a radiatív tulajdonságokat is.

Advertisement

A légköri por finom szemcséi a légkörbe jutva a felhőképződéshez szükséges kondenzációs magként is viselkedhetnek, amelyek nélkül nem alakulhatnának ki a felhőket felépítő cseppek. A kondenzációs magvak számának növekedése adott vízgőztartalom mellett több, de kisebb méretű felhőcsepp kialakulásához vezet, így a felhő színe világosabb lesz, tehát több sugárzást ver vissza. A kisebb cseppek másik tulajdonsága, hogy légköri tartózkodási idejük viszonylag hosszú, következésképpen a felhő radiatív hatását hosszabban fejti ki, illetve a csapadék valószínűsége csökken, ami így nem fogja a napelempaneleket lemosni.

A kutatók számos nyitott kérdésre adtak választ a cikkben. Így például arra, hogy mikor, honnan és mennyi szaharai por érkezik fölénk, milyen ásványi tulajdonságai vannak a poranyagnak, mekkorák és milyen alakúak a porszemcsék. Rámutattak, hogy az általános aeroszol klimatológia alkalmazása mellett az epizodikus porviharokat is figyelembe kellene venni a menetrendezésben, amely folyamat során eddig a felhőre vonatkozó mikrofizikai folyamatok – azaz a por és a felhőképződés összefüggései – sem kerültek be a számításokba.

Advertisement

A kutatások az NKFIH FK138692, valamint az RRF-2.3.1-21-2021 és MTA Fenntartható Fejlődés és Technológiák Nemzeti Program projektek támogatásával valósultak meg.

Forrás: HUN-REN Magyar Kutatási Hálózat

Advertisement

Zöld Energia

Hulladékhőből fűtés: így spórol energiát és szén-dioxidot a magyar technológia

Űrkutatásból ismert megoldással spórol energiát egy magyar cég.

Létrehozva:

|

Szerző:

Még nem késő pályázni a 2,5 millió forintos állami energiatároló támogatásra! Kattintson ide! (x)

A hatékony, gazdaságos hőenergia-tárolással, -továbbítással és -felhasználással foglalkozó magyar HeatVentors Kft.-t mutatta be Áder János volt köztársasági elnök, a Kék Bolygó Klímavédelmi Alapítvány kuratóriumi elnöke és Kakas József, a cég ügyvezetője a Kék bolygó című podcast közzétett legújabb adásában, amely a YouTube videómegosztó portálon is elérhető. Áder János felidézte, hogy a hőenergia-tárolás új módszerének kidolgozásán még Farkas Rita és Andrássy Zoltán kezdett el dolgozni másfél évtizede a budapesti műszaki egyetemen – írja az alternativenergia.hu. Céljuk az volt, hogy a vizet helyettesítsék más anyagokkal az energiatárolás során, és közben kezdtek fázisváltó anyagokkal kísérletezni. Kakas József azt mondta, hogy a két szakember egy űrkutatásból ismert megoldást használt, az űrállomások falában működik optimalizált hőtárolás. A módszer lényege a fázisváltás, azaz halmazállapot-változás, amikor az anyag nagyobb energiát vesz fel. Több ezer anyagot vizsgáltak ebből a szempontból a műszaki egyetemen, és ezek közül választottak ki száz olyat, amely mínusz 130 foktól plusz 120-ig képes hőenergiát tárolni. Egy évtizednyi kutatás eredményeként a fizikai folyamatot sikerült “dobozba zárni”, és épületek hűtésének-fűtésének szolgálatába állítani.

Áder János megjegyezte, hogy a módszer biztonságosabb, hosszabb élettartamú, rövidebb megtérülési idejű, szén-dioxid-kibocsátást jelentősen csökkentő megoldás a most alkalmazottakhoz képest. A HeatVentors Kft. ügyvezetője azt mondta: a rendszer a jégakkuhoz hasonlóan működik, többnyire helyhez kötött, de szükség esetén szállítható is. Például egy gyárból az ott feleslegessé váló hőenergiát el tudják juttatni egy óvodába, ahol ez a továbbított energia kiválthatja a gázfűtést. A cég már 7 államban működteti a termékét: Spanyolországban, Portugáliában, Németországban, Olaszországban, Ománban, Szingapúrban, de a legtöbb felhasználójuk Magyarországon van. Áder János megjegyezte: az informatikai forradalom következtében sok adatközpont létesült, amelyeknek óriási az energiaigényük.

Kakas József azt mondta: egy 10 megawattos adatközpont energiafelhasználása akkora, mint egy 25 ezer fős településé, s egyre több ilyen épül. A legtöbb energia az adatközpontok szervereinek üzemeltetésére és hűtésére megy el. A HeatVentors Kft. rendszerei csökkentik a hűtésre fordított energiát, és képesek hulladékhőt tárolni, másutt visszatáplálni, felhasználni. Ez közvetve mérsékli a szén-dioxid-kibocsátást azáltal, hogy 20-25 százalékkal visszafogja az elektromosenergia-felhasználást. A tárolórendszer energiavesztesége napi 2 százalék. Áder János megjegyezte: a világ energiafelhasználásának 80 százaléka olaj, szén vagy gáz, tehát e téren nagy szükség van takarékosságra. Kakas József azt mondta, hogy a cégben tavaly 4 millió eurós (1,51 milliárd forint) tőkeemelés történt, magyar és külföldi befektetők részvételével. Ez a tőkebevonás elvezethet egy nagy nemzetközi vállalat felépítéséhez, főleg az adatközpontokkal kapcsolatos energiafelhasználást visszafogó megoldásokkal. Az uniós szabályok szerint mérni, mérsékelni kell az adatközpontok energiafelhasználását, és ebben tud a HeatVentors Kft. segíteni. Ez a cég építi ki a fázisváltáson alapuló hőenergia-tárolás piacát több országban különféle éghajlati viszonyok között. Ománban napközben gyakran 50 fok körüli hőmérséklet mellett üzemel a vállalat terméke egy nívós szállodában.

Advertisement

Áder János felidézte, hogy egy cikk szerint Európában a cég által gyártott rendszerekkel 20 milliárd eurót (7572 milliárd forint) és 250 millió tonnányi szén-dioxid-kibocsátást lehetne megtakarítani. Kakas József azt mondta, hogy február 25-től bemutatkoznak a Planet Budapest 2026 fenntarthatósági expón is.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák