Random Images

Print

HoTarolas

Olyan megoldást mutatunk be, amivel Magyarország teljesen függetlenné tud válni az import gáztól. Megtérülési idő kb. 3-4 év. Nemcsak, hogy minden része külön jól ismert, tervezhetõ, de, mint kiderült, az egész rendszer is, másoknak is eszükbe jutott, leírták, sõt, megcsinálták ! Lásd HoTarolasReferencia

Valójában megoldások egy családjáról van szó. Ha lenne értelmes élet a Földön, akkor nem lenne gond, ha egy technológia minimum 500 ház ellátására lenne jó (falu méret) - de ilyen szétzilált társadalomnál és gazdaságnál - ahol az összefogásra / társulásra / együttmûködésre az emberek többsége nem ismer hatékony módszereket - lényeges elõny lehet, ha valami kicsiben is megvalósítható. Ezért (is) a minimális méret is az elemzés tárgya kell legyen.

  • hõ tárolása vízben: kb. 100-200 ház ellátására
  • GradiensHotarolo  :  hõ tárolása földben kb 30-50 ház ellátására. Egyszerû technológia.
  • hõ tárolása kémiallag.  Ez szintén egy család. A hidrogén-õrület (igaz, érdemi megoldás nélkül!) már a csapból is folyik, de ne ragadjunk le a H2-nél
    • CaCO3 => ("mészégetés") => CaO hagyományosan 1100C-t igényel (ami napenergia esetén elérhetõ), de alacsonyabb nyomáson állítólag néhány száz C is elég (TODO: ennek utánanézni. Ha nem praktikus, akkor lehet atmoszferikus nyomáson csinálni). Olcsó alapanyag (mészköhegységek). Kb 1180 kJ/kg vagyis egy nagyobb ház téli fûtési energiaigényéhez egy 3m-nél kisebb élhosszúságú kockányi anyag elég.
    • Ezzel akár 1-5 ház ellátása is megoldható (merthogy a közeg hónapokon át tartó hõszigetelését nem igényli, ami a minimális méretet a többi megoldásnál megemeli), de technoló

 

  • Szigetelt víztározó (halaknak nem javasolt, mert max 99C)
  • felette hőszigetelés úszókon, esetleg még vákumcsöves vízmelegítõk, esetleg üvegház (29C).
    • Az építészek egybehangzó véleménye szerint meg kell csinálni a tározót, de az üvegházat mellé kell építeni, nem rá. A tartószerkezet és a födém ugyanis hagyományos szerkezet esetén legalább 60eFt/m2 -el drágítaná meg (még akkor is, ha beleszámítjuk, hogy födém nélkül a felső hőszigetelés költségesebb a magasabb mechanikai és sugárzási igénybevétel miatt). Mellette (vagy máshol) épített üvegházhoz a drága födém helyett a föld csak kb 100 Ft / m2 . Még speciális "úszó" födém is ennél biztosan sokkal drágább lenne (és felesleges kockázatot jelentene), ezért ezt elvetjük.
  • körülötte napkollektor telep
    • opcionálisan a rá jutó energia egy részébõl (tipikusan 20-30%, max 50%-ból) villamos energiát állít elő, nagy részét pedig  betárolja télire. Pl. a gőz-kondenzátorok a víztározóban vannak elhelyezve.

 

(img src=show_image.php?id=15)

 

Jajj, de már a delta (sciam, discovery ... egyéb tudományos-politikus kiadvány) is megmondta, hogy a napenergia nem éri meg ! Látni fogjuk, hogy

  • ma a legolcsóbb fűtési mód a tűzifa (ami szintén napenergiát tárol, csak rossz hatásfokkal. A tüzifa 2Ft/MJ-ja kb. fele a gáz 4Ft/MJ-nak). Kb. az  ország területének 11%-a szükséges (a növénytermesztésre használható terület majdnem 20%-a)
  • kismértékben javítható energiafűvel a nagyobb termésátlag és a kevésbé költséges feldolgozás miatt: kb. az  ország területének 9-10%-a
  • nagymértékben javítható, ha a hő-energiát nem konvertáljuk összevissza, hanem egyszerűen betároljuk vízbe. Az  ország területének 0.1%-a víztározó (felette üvegház!), és 0.3%-a a naptükör-telep. Összesen 0.4%. Vagyis 25x kisebb terület, mint a növényi energiatárolással. Akár növénytermesztésre egyébként alkalmatlan terepen is. Tulajdonképpen, mivel 0.1% üvegház egyébként is kívánatos, csak annyit kell tennünk, hogy az üvegház alatt nagy gödröt ásunk, az üvegházat 25-50m -es betonpillérek tartják.

Pofátlanul egyszerű ? Igen, az. Lássuk, hogyan lehetséges ez. Igazából egyetlen trükk, a méret (lásd lent, a gőzhajó hasonlatot). Nem 1-2 házra, hanem minimum 100 házra kell megoldani (ahol már a megtérülés 2 év alá csökken), de 1000 házig még valamelyest tovább csökkennek a költségek, aztán 1000 ház felett aszimptotikusan beáll (a naptükrök költségeinél kicsivel magasabb értékhez tart)

A megvalósíthatóság kulcskérdéseit - pl. a beeső napenergia hasznosítását és a hőtároló szigetelését számítógépes modellel vizsgáljuk, hogy a praktikus méreteket meghatározzuk: HoTarolasSzamitogepesModell<br>

  • ötletgazda: Gál Marcell (informatikus)

Jelentős mértékben hozzájárultak:

  • Dr Gyurcsovics Lajos : Hõtermelés napsugárból  könyv (Mûszaki Könyvkiadó 1987, ISBN 963 10 7147 2)
  • Darabos Balázs építész. Kapcsolattartás statikusokkal, földmunkás vállalkozókkal (a földmunka költsége a teljes beruházás jelentős részét teszi ki, amit bizonyos helyeken a természeti adottságok kiaknázásával mérsékelni lehet).
  • Szendefi József (Energitech Egyesület elnökhelyettese. üvegház)

Építész és/vagy építőmérnököket keresünk a részletesebb tervek kidolgozására. Meg persze épészmérnököket, informatikusokat, vegyészeket, kertészeket, stb... Regisztráljatok (balra fent) és szóljatok hozzá.

 

 


Télen, ha fázunk, jusson eszünkbe, hogy érkezik elég energia a Földre, csak nagyrészt nyáron.

Ki is mondta, hogy "mindenkinek ugyanannyi meleg jut. Csak a gazdagoknak télen, míg a szegényeknek nyáron."

Az egész világon, itt nem részletezett okokból (de indokoltan) a fosszilis energiahordozók helyett (amik a napfényt évmilliók óta tárolják) a nyári nap energiáját tárolják el télire. Ennek klasszikus módja a tűzifa. Az energiát a tűzifa elég rossz hatásfokkal tárolja, és feldolgozása

  • nevelése
  • kivágása
  • felvágása
  • szállítása
  • raktározása
  • beetetése (a kazánba)

elég munkaigényes és nem nyújtja azt a kényelmet, amit a gáz (hátrányai mellett) kétségtelenül nyújt. Pelletté feldolgozása a kényelmet növeli (a feldolgozási költségeket szintén). Energiafű számos szempontból jobb.

Ezt a 240m2-es házat egy évben 60000 MJ-al fűtünk (jelenleg gázzal, primitív módon, annak vizeskazánban való elégetésével - jelenleg még gőzturbinánk sincs üzemben). Kb 4286kg, 14MJ / kg  tüzifát vagy energiafüvet jelent. Ez kb 0.3 hektár (közepes vagy jó) földön terem meg (14.3 tonna / ha termésátlag).

Hogyan lehetne a tüzifánál jobban begyűjteni és eltárolni ?

Látni fogjuk, hogy ezer ilyen házhoz nem kell 300ha erdő vagy energiafű-mező (mely 3000 lakosra Mo-on jutó 2700 ha-nak 11%-a), hanem akár 9-10 ha-on meg tudjuk oldani (mely 3000 lakosra Mo-on jutó 2700 ha-nak 0.4%-a), akár sivatagi talajon is.

A megoldás baromi bonyolult: közvetlenül el kell tárolni a naphőt, erre épített víztározóban. A technikai kialakításnak azért vannak apró, de lényeges elemei.

Méret

Amikor a gőzhajót kitalálták, a szükséges "nagy mennyiségű szén" miatt legtöbben azt mondták, gőzhajó SOHA nem fogja átszelni az óceánt.  A jobb mérnökök ezen csak mosolyogtak. Ugyanis tudták, hogy míg a közegellenállás csak a méret 2. hatványával növekszik, a szállított tömeg 3. hatvánnyal. Más szóval nem kell mást tenni, mint elég nagyot építeni. Az átlagember és az átlagos mérnökök képzelőerejét ez meghaladta. De a jobbak megtervezték, megépítették, és ma is a távolsági szállítás messze legolcsóbb módja a tengeri szállítás.


Mennyi víz kell ?

A víz fajhõje 4.2 kJ/(kg*C). Azaz 1 m3 vízben, ha 39C-rol 99C-re melegítjük, 252 MJ energiát tudunk tárolni. Ezzel pont 1000 Ft-nyi gázt tudunk megspórolni. Ezt a 240m2-es házat (melynek nem 100%-át fûtjük kellemes 20C fölé, de nagy részét. Ma már nem számít különösebben jónak, de elfogadható) kb. 240 m3 víztározó kellene (~1m3 / m2 -). Viszonyításképpen ez kb. 6x6x6 m-es kocka.

Lehetne víz helyett másban tárolni a hőt ?

Víz helyett elég lenne kb 3m3 olvadt só. "The Solar Two used this method of energy storage, allowing it to store 1.44 TJ in its 68  storage tank with an annual storage efficiency of about 99%" forrás: wikipedia  A javaslatom, hogy legfeljebb csak rövid távon tároljuk sóolvadékban vagy forró szénben, lásd NapTarolo az energiát. Így a gõzturbinákat éjjel is üzemeltetni tudjuk, elektromos áramot állítva elõ. Az éves fûtésigényre a 99C-os víz költséghatékonyabb megoldásnak látszik.

Bizonyos helyeken, ahol sziklás, vízfolyásmentes kőzet van, nagy hőmérsékleten tárolhatjuk a hőt. 250C feletti célszerű, amivel túlhevített gőzt tudunk előállítani a gőzturbinás (axiál vagy Tesla-turbinás) generátorok számára, vagy pl. radiáldugattyús gőzgépekkel hajtott malom, fűrészgép, stb... számára. Érdemes megjegyezni, hogy akár 90C-os vízzel is tudunk gőzturbinát/gőzmotort hajtani, pl. a klímaberendezésekben szokásos R134A gázzal (vagy az olcsóbb ammóniával ?). Ennek számos előnye van, és persze pár hátránya. Akár olyan megoldás is elképzelhető, hogy nyáron a turbinák többsége magasabb hőmérsékleten, más közeggel üzemel, mint télen, alacsonyabb hőmérsékleten. Mindenképpen említésre méltó, hogy a hőtároló nemcsak a fűtésben, de a villamos (ill. mechanikus) energiatermelésben is segít egész évben.

 


Költségek

A városiakat a víz árával is szivatják (~400-900 Ft/m3 attól függõen, hogy a csatornát is kifizettetik, vagy locsolási kedvezményt kér valaki), de még úgyis megéri. Tanyán saját kútból meg könnyen (kb. 10..30 Ft / m3 a szivattyúzás költsége) megoldható a víztározó. Van, ahol a belvizes idõszakban (mint épp most) lehetne feltölteni a tározót (egyébként is csak egyszer kell).

Dr Gyurcsovics Lajos könyve, Hõtermelés napsugárból (Mûszaki Könyvkiadó 1987, ISBN 963 10 7147 2) 9. oldala szerint a napállandó 1350W/m2, 32. oldal szerint Budapesten a nyári hónapok alatt 1954-1967 évek mérései szerint - 2000 körül alighanem kicsit magasabb, a napteljesítmény nem állandó, még ha az ünnepelt globális felmelegedés "tudósok" ezt általában el is felejtik) 1m2 vízszintes felületre esõ hõenergia kb. 900 kWh (április..szeptember=(4+5+5.6+5.6+5+3.8)*30 ), vagyis 3240 MJ, ami kb 13 eFt gáznak felel meg. Ha a házunk alapterülete 100m2, akkor 1.3 MFt földgázzal egyenértékû hõt nem hasznosítunk, mert nehéznek gondoljuk a tárolását.

Más szavakkal kb. 13 m mély tóban tudjuk eltárolni a nyári meleget télire, melynek minden hektárja (=130000 m3) kb 50000 .. 130000 m2 -nyi lakóteret tud ellátni téli hõenergiával, ami kb 400..700 ház. Az üvegház éjjelre betakarható még egy szigetelõ réteggel, de ez nem feltétlen szükséges (a modell tud számolni a takarással, de olyan paraméterekkel futtattuk, ami szerint nem takarunk). Az egy házra esõ beruházás minimális:

  • kb. 10 m2 üvegház - egyébként is kívánatos
  • ugyanekkora födém
  • ugyanekkora takaró - nem feltétlen kell
  • ugyanennyi hõszigetelés a tó aljára
  • pár méter szigetelt csõvezeték a távhõ szállítására
  • napkollektorok

Kb 1-2 év alatt térülne meg (ahol - mint az utóbbi évtizedekben épült házak többségében - egyébként a melegvizet tudják használni, vagyis a központi fûtés megoldott, pl. radiátorral vagy padlófûtéssel).

Melyik falu van benne ? Megcsináljuk ? NapOrszagJelentkezes


Hõveszteség

Bár éjjel minimálisra lehet csökkenteni a hõátbocsátást, 1W/(m2 * K) alá, nappal az üvegház egyszerû technikával 3W/(m2*K) vesztesége igen jelentõs.

Ezért úgy fízibilis a dolog, ha több energiát tárolunk be, mint ami a felszínen érkezik. Más szóval 13 m-nél valamivel mélyebb tároló kell, és kell mellé egy kis naperõmû. A HoTarolasSzamitogepesModell segítségével a paraméterek hangolhatók. A naperõmû ad elektromos áramot is (és mellette egyéb érdekes termokémiai reakciókra is használható), de a hulladékhõjét is betároljuk. A gõzturbina kondenzátora a tóban lesz.

 


 

 

 



Created by: cell. Last Modification: 2009-12-21 (Mon) 23:57:02 CET by cell.