A szélerőművek és a naperőművek termelési ingadozása Európában. Akkor a legkisebb a termelési ingadozás, ha szél- és naperőműveket egyaránt építenek.[1]
A naperőmű egy gyűjtőfogalom, mely a napenergiát felhasználó erőműfajtákat tömöríti. A naperőműveknek több típusát is megkülönböztetjük, mindegyiknek azonban egységes a működési elve, miszerint a Napból származó sugárzás energiáját alakítják át felhasználható energiává, például elektromos árammá vagy hővé. 2003-ban több mint 700 megawattóra energiát állítottak elő világszerte napenergiából.
A naperőmű előnye, hogy működése nem jár semmiféle melléktermék kibocsájtásával, így környezetkímélően működik és a napsugárzás kifogyhatatlansága miatt megújuló energiaforrás, hátránya a magas telepítési költség, valamint a napsugárzástól függő rendkívül váltakozó teljesítmény és az egyenetlenül előállított energia nehéz tárolhatósága.
jobbraA globális horizontális napsugárzás (GHI) átl. évi mennyiségének térképe[2] Európában és a környékénMagyarország napsugárzás térképe
Fajtái
Napkollektorok egy épület tetején. Itt a hőenergiát vezetik elNaphőerőmű Kaliforniában. A tükrök a sugárzást a csövekre irányítják, ahol egy közeg felmelegszik, amivel áramot állítanak elő
A napkollektor a napsugárzást közvetlenül hőenergiává alakítja át. A Nap segítségével előállított hőenergiát különböző közegek felmelegítésére, mint például forróvíz előállítására lehet használni, amelyet fűtési és tisztálkodási célokra lehet felhasználni.
A napelem a Napból érkező sugárzást közvetlenül áramfejlesztésre hasznosítja. Az energiaátalakítás alapja, hogy a sugárzás elnyelődésekor mozgóképes töltött részecskéket generál, melyek irányított mozgása egyenáramot állít elő. A napelemeket kisebb méretben szokás hasznosítani. A sok egymás mellé telepített napelemeket fotovillamos erőműnek nevezzük.
A naphőerőmű egy közvetítő közeg közbeiktatásával állít elő hő-, majd villamos energiát. A Nap sugárzását egy hőhordozó közegre (speciális olajok, olvasztott só, stb) fókuszálják (pl. tükrök, úgynevezett heliostatok, segítségével), és az abból keletkezett hőenergiát használják fel áramtermelésre. A működési elv a továbbiakban nem különbözik a közönséges hőerőművektől vagy atomerőművektől. A meleg közeg hőenergiája révén gőzt fejlesztenek, mely turbinákra vezetve mozgási energiává alakul, majd a mozgási energia meghajtja a generátorokat, amivel elektromos áramot lehet előállítani. A naphőerőművek a felmelegített közeg tárolása révén folyamatos villamosenergia-előállításra is képesek.
Története
A napenergia koncentrálásával működő berendezés 1866 óta létezik, de az utolsó évtizedekben a PV (napelemes) berendezések kerültek első helyre. Ebben nagy szerepük van az energiatárolóknak is. A naphőerőmű hőenergia-tárolással pillanatnyi csúcsigények ellátására is alkalmas. Jelenleg további fejlesztések folynak a napenergia hőtárolóinak tökéletesítésére, bár már vannak olvasztott só tárolós erőművek. Ezzel a naphőerőművek versenyképesek lesznek a PV napelemes erőművekkel.
Az első erőmű, egy naphőerőmű, (Barstow, Mojave-sivatag) 1982-1988-ban épült. A második erőmű (Barstow, CA, Mojave-sivatag) az első továbbfejlesztett változata, 1994–1999 között épült.
Ahol a hőmérséklet 95 °C felett van, ott a CSP naperőművek csövei a 150 és 220 °C-t is elérik.
A Spanyolországban üzemelő (11 MW-os) PS10 naphőerőmű után megépült a 3 blokkból álló összesen 150 MW-os Andasol naphőerőmű, amelyik Európa első kereskedelmi, parabolavályús naphőerőműve. A szintén parabolavályús, 354 MW-os Kaliforniai naperőmű (SEGS) a világ jelenleg legnagyobb üzemelő naphőerőműve, egyben a legnagyobb naperőműve.[mikor?] 2017-ben Kínában helyezték üzembe a világ legnagyobb vízen lebegő naperőművét. Ez 40 MW teljesítményű és egy tavon foglal helyet.[3]
A legújabb és a tervek szerint az új világelső, koncentrált naphőerőmű Dubaiban épül, Noor Energy 1 néven. Tervezett beépített teljesítménye 700 MW lesz.
Magyarországon dinamikusan terjed a napenergia felhasználása, 2014-ben lendületet vett és azóta zárkózik fel folyamatosan a 2030-ra tervezett 6000 MW kapacitáshoz.[4] Ez egyrészt annak köszönhető, hogy az ország adottságai kiválóak a naperőművek kialakításához és működtetéséhez, másrészt annak, hogy országos és európai uniós szinten is igen komoly támogatásokkal igyekeznek ösztönözni a megújuló energiaforrásokra való átállást.[5]
Magyarország adottságai kiválóak a naperőművek létesítéséhez, kifejezetten hamar meg tudnak térülni a beruházások. A naperőmű pedig, miután visszahozta az árát, tiszta hasznot termel – nem csoda, hogy egyre több van belőle.[6] Egy 0,5 MW-os naperőmű körülbelül 250 háztartás éves villamosenergia-felhasználását fedezi.[7]
Hazánkban a fotovoltaikus elven működő napelemek terjedtek el leginkább. Ezek 2015 végén már 110 MW feletti összkapacitással bírtak az országban, és ez a szám folyamatos növekszik, méghozzá igen komoly tempóban.[5] Az erőművek többsége ugyanakkor háztartási méretű kiserőmű, és bár az utóbbi években több nagyobb teljesítményű naperőmű is épült Magyarországon, ezek csak magyar viszonylatban számítanak nagynak.[8]
2022 áprilisára a hazai fotovoltatikus naperőművek összesített beépített termelése átlépte a 3000 MW teljesítményt, ami a Nemzeti Energiastratégia 2030 6500 MW kapacitású célkitűzésének a felét érte el. (Az országos 3400 MW teljesítményből a főváros aránya 100 MW-ot tett ki.[9]) Ezzel júliusra a magyarországi nappali villamosenergia fogyasztás 37%-át sikerült fedezni.[10][11][12]
↑Kaspar, F., Borsche, M., Pfeifroth, U., Trentmann, J., Drücke, J., and Becker, P.: A climatological assessment of balancing effects and shortfall risks of photovoltaics and wind energy in Germany and Europe, Adv. Sci. Res., 16, 119–128, https://doi.org/10.5194/asr-16-119-2019Archiválva 2021. november 24-i dátummal a Wayback Machine-ben., 2019
↑A földfelszínen, a vízszintes, a horizont síkjában észlelhető össz. napsugárzás teljesítményét (erősségét) jelenti.
↑A háztartási méretű [50kw alatti, az engedélyköteles és a nem engedélyköteles fotovoltaikus [50kw és az a feletti] kiserőművek]. (Hozzáférés: 2022. december 15.)
