| A hő tárolása |
A fogyasztók energiafelhasználásának napi, heti és éves ingadozásainak biztonságos kielégítése mindig is problémát és igen nagy erőművi kapacitások beépítését jelentette. Az erőművek a névleges teljesítményük közelében terhelve dolgoznak a leggazdaságosabban, azonban a fogyasztói igényekhez igazodó ki-be kapcsolgatásuk többnyire nem egyszerû feladat, a nagy széntüzelésű erőművekben pedig nagy veszteségeket okoz. Az energiát hosszú időn át tárolni eddig csak az energiahordozó formájában lehetett, így a kitermelt vagy megvásárolt kőolajat és földgázt föld alatti tározókban, a szenet az erőművek környezetében szabad téren tárolják. A legfrappánsabb tárolónak még a hegyvidéki vizi erőművek völgyzárógát mögötti vize tűnik, ez azonban elég kevés helyen áll rendelkezésre. A villamos áramot csak a különböző akkumulátorokban és galvánelemekben, esetleg mechanikai energia formájában lendkerekekben lehet tárolni, azonban a szükséges tárolók méreteihez képest csak kis mennyiségben, és nem is túl hosszú ideig.
A napenergia fűtési célokra történő hasznosítása során a nyáron megtermelt hőt kell a hideg időszakokra tartalékolni. A tárolók elterjedtebb töltőanyagai a víz, különböző kőzetek, a talaj és különböző vegyi anyagok. Egy családi ház egész éves fűtési hőigénye a hőszigeteléstől függően 50-100 GJ. Egy köbméter víz miközben 90 °C-ról 5 °C-ra hűl le 378 MJ hőt ad le, tehát a szükséges 100 GJ energiát 264 m3 térfogatú, ( gyakorlatilag a lakóház méretét közelítő ) tárolóból nyerhetjük ki. Feltéve hogy nincs közben hőveszteség és nagyon jó hőszivattyút alkalmazunk. Ez az ideális eset azonban sajnos nem létezik, de nem is lehet cél a teljes hőmennyiség raktározása. A fagymentes időszakokban a napi használati-melegvíz igények kielégítésére többnyire bőven elegendő egy 150-200 literes forróvíztároló is, mely fűtését a bele szerelt csőkígyó teszi lehetővé. A napkollektorban felmelegedett hőhordozót a csőkígyóban keringtetve a tároló hőmérséklete is megemelkedik. Kisebb tárolókat a házak pincéjében, vagy földbe süllyesztve lehet kialakítani, a víznél fellépő esetleges korróziós problémákat pedig a kisebb hőkapacitású, ezért nagyobb térfogatú kő és kavicstározókkal lehet kiküszöbölni. Ezeket a tározókat már fel lehet fűteni a napkollektorokban felmelegített levegővel vagy vízzel, a hő kinyerésével pedig az átmeneti idõszakokban ki lehet segíteni a fő fűtési rendszert.
Jóval kisebb helyet és beruházást igényelnek az úgynevezett látens vagy fázisváltós hőtárolók, melyek töltőanyaga hő felvétele közben halmazállapot-változáson megy át, majd később a megfordított folyamatban a felvett hőt leadva visszakristályosodik. Az épületfűtésre elsőként Telkes Mária által használt anyag a glaubersó (Na2SO4.10H2O) volt, ami azonos térfogaton kb. nyolcszor több hőt képes tárolni mint a víz. A fenti példában tehát kb. 33 m3-es ( családi házak széntárolója szokott ekkora lenni ) tároló elég lehet. Több sóhidrát is alkalmas a töltõanyag szerepére, és más - magasabb hőfokon kristályosodó - szerves vegyületekkel is folytattak biztató kísérleteket Magyarországon is.
A napenergia segítségével nyert energia tárolásának másik lehetősége a vízbontásos hidrogéntermelés. Az így nyert hidrogén nagynyomású tartályokban, vagy fémekben fém-hidrid formájában tárolható, onnan kivonható és csővezetéken a felhasználás helyére továbbítható. Felhasználható fűtésre, villamos energia termelésre és járműhajtásra. Az ezen az elven termelt hidrogén felhasználását fogja megoldani a nagy erõkkel fejlesztett üzemanyagcella.
További lehetõség a naperőműben koncentrált fény hatására
lezajló folyamat, amelynek során metán és szén-dioxid reakciójában
szintézisgáz (szénmonoxid és hidrogén keveréke) jön létre, ami már
tartályokban tárolható, csõvezetéken szállítható . Egy úgynevezett
metánreaktorban visszaalakítva a kiinduló anyagokká, a korábban felvett
hő a folyamatból kivonható. Egy ilyen naperőmű működik az Izraeli
sivatagban.
|
|
Kis-Pap László /
1995, 2003
|
|