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.

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.

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.

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.

Advertisement

Forrás: HUN-REN Magyar Kutatási Hálózat

Zöld Energia

Napelemek: nagy szükség lenne az otthoni energiatárolásra

Újabb napelemstopok jöhetnek, ha nem terjednek el kellően az otthoni akkumulátorok.

Létrehozva:

|

Szerző:

Hartvig Áron, a Cambridge Econometrics budapesti irodájának elemzője a G7 felületén mutatja be új kutatásukat. A szakértők azt vizsgálták, hogy a háztartási akkumulátorok bevezetése milyen hatással lehet a magyar villamosenergia-hálózatra, illetve miként alakulhat a számuk 2050-ig különböző támogatási programokat feltételezve.

Az elszámolási rendszer tavalyi megváltoztatása akkumulátor-telepítésre ösztönzi a napelemeseket, csakhogy az energiatárolók jelentős pluszköltséget jelentenek. Így támogatás nélkül nem, vagy sokkal lassabban térül meg egy háztartási napelem-beruházás, ez pedig jelentősen visszavetheti az otthoni napelemek terjedését. Az ellátórendszernek nagy szüksége lenne az akkumulátorokra, ezek nélkül később újabb napelemstopok jöhetnek – a hálózat kiegyensúlyozottsága már jó ideje központi probléma.

Ösztönzőleg hathat a 75,8 milliárdos napelemes-pályázat, amely a költségek 66 százalékát, legfeljebb 5 millió forintot fedez vissza nem térítendő támogatásként. A feltételek közé tartozik egy 4-5 kW-os napelemes rendszer és egy 7,5-10 kWh kapacitású tároló létesítése. A háztartási akkumulátorok egyébként Európa-szerte egyre népszerűek, 2022-ben 83 százalékkal nőtt telepítésük. Magyarországról nincs elérhető adat arról, hogy hány ilyen tároló üzemel, a jelenleg futó pályázaton mindenesetre maximum 15 160 projektet fognak támogatni.

Hartvig Áron szerint legújabb vizsgálatuk alapján elmondható, hogy az akkumulátorok elterjedését a beruházás megtérülése befolyásolja a leginkább. Mivel az energiatárolóval kombinált napelemes telepítés jóval drágább az egyszerű napelemes beruházásnál, fontos kiszámítani, hogy a projekt mennyi haszonnal jár.

Az a háztartás, amely energiatárolóval együtt telepít napelemet, úgy tudja csökkenteni a villanyszámláját, hogy ahelyett, hogy 5 Ft/kWh áron betáplálná a hálózatba a fel nem használt napenergiát, eltárolja és az esti órákban használja fel. Így az esti órákban, amikor már nem süt a nap, cserébe a legmagasabb az energiafogyasztás, nem kell a hálózatból villamos energiát vásárolnia 36,9 Ft/kWh áron, tehát kilowattóránként 31,9 forintot (a rezsicsökkentett villamosenergia-ár és a betáplálási ár különbsége) spórolhat a tárolással – írja a szakértő.

Nagyon kellene a támogatás

Advertisement

Mint kiemelte, amennyiben a következő napelem-pályázatok nem támogatják az energiatárolók telepítését, akkor a háztartási akkumulátorok nem terjednek el széles körben, tehát csak kis mértékben járulhatnak hozzá a rendszer rugalmasságához. A kutatási eredmények azt mutatják, hogy támogatás nélkül csak az otthonok 2,4 százaléka, nagyjából 66,2 ezer háztartás szereltetne be akkumulátort 2050-ig, ami igen alacsony a napelem-telepítési számokhoz képest. Mindez azt jelenti, hogy a tárolók a század közepére csupán 20 MW terhelést tudnának átvenni az esti csúcsidőszaki fogyasztásból.

A csapat azt is megvizsgálta, hogy mi lenne, ha 50 százalékos állami támogatás járna 2050-ig az akkumulátorok telepítésére. Ekkora mértékű támogatás mellett már több mint 900 ezer háztartási energiatároló kerülhetne a rendszerbe 2050-ig, ami összesen 4,1 GWh-nyi kapacitást jelentene.

Ez már elegendő ahhoz, hogy a háztartások villamosenergia-fogyasztását a napenergia termeléséhez igazítva az esti fogyasztási csúcsot napközbenre helyezzük át nyáron, és télen is jelentősen csökkentsük az esti csúcsot – emelte ki Hartvig Áron.

A szakértő szerint fontos, hogy az anyagi támogatáson kívül másképpen is kedvezőbbé lehet tenni a háztartási akkumulátorok létesítését. A mostani rendszerben a szolgáltató nem tesz különbséget a díjszabásban aközött, hogy az otthonok mikor fogyasztanak áramot, pedig napközben jelentősen olcsóbban lehet villamosenergiát előállítani az esti órákhoz képest. Mint kiemelte, az akkumulátorok megtérülési ideje jelentősen javulhatna egy csúcsidős árazási csomaggal, hasonló díjrendszerek egyes országokban, így Ausztráliában már elérhetőek.

A háztartások emellett úgy javíthatják a napelemes beruházás megtérülését, ha növelik az energia közvetlen felhasználását. Erre jó módszer, ha a háztartási gépek használatát a napos időszakokra időzítik.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák

© 2022 zoldtrend.hu | Minden jog fenntartva!