A naphőerőművek típusai és működése

A megújuló energiáról szóló poszt-sorozatunk harmadik részében a naphőerőművek néhány típusát és működésüket mutatjuk be.

Közös jellemzőjük, hogy a napsugarakat tükrökkel vagy lencsékkel összegyűjtik és egy központba irányítják, ahol a napenergia hőenergiává alakul át. E hőenergiát munkaközeg (pl. olaj vagy só) felmelegítésére használják, amely aztán vízgőzt hoz létre. A keletkezett vízgőz turbinákat hajt meg, melyek elektromos áramot termelnek.

A naphőerőművek elterjedtebb típusai

1. A parabolatükrös (parabolikus vályús) rendszerekben hosszú, ívelt tükröket alkalmaznak, amelyek a napsugarakat egy fókuszvonalba irányítják, ahol egy csőben lévő munkaközeg (általában olaj) felmelegszik. Az olaj hője vizet forral fel, és a gőz turbinákat hajt meg.

2. A naptornyok (központi vevős rendszerek) esetében több ezer síktükör (heliosztát) követi a Napot, és a napsugarakat egy központi toronyban lévő vevőre irányítja. A vevőben lévő munkaközeg felmelegszik, majd a gőz turbinákat hajt meg.

3. A kéményes naphőerőművek szintén a Nap hőjét használják fel levegő felmelegítésére és egy kéményben létrehozott huzat segítségével elektromos energia termelésére. Az alapelv az, hogy a napsugarak által felmelegített levegő feláramlását kihasználva turbinákat hajtanak meg. Ezek viszonylag egyszerű rendszerek kevesebb mozgó alkatrésszel, és így kisebb karbantartási igénnyel.

4. Az ún. Dish/Stirling rendszerekben parabolikus tányér alakú tükrök irányítják a napsugarakat egy fókuszpontba. A korábban ismertetett típusoktól eltérően itt egy Stirling-motor (más néven hőlégmotor: egy dugattyús-forgattyús külső hőbevezetésű hőerőgép) működik, amely közvetlenül elektromos energiává alakítja a hőt.

A naphőerőművek megújuló energiaforrást hasznosítanak, működésük során minimális az üvegházhatású szén-dioxid kibocsátás, azaz hozzájárulnak a globális felmelegedés csökkentéséhez. Egyúttal hozzájárulnak a fosszilis tüzelőanyagok (olaj, szén és gáz) iránti kereslet csökkentéséhez, valamint a helyben elérhető energia révén szállítási költségek és veszteségek sem merülnek fel.

Hátrányuk - a nyilvánvaló időjárásfüggőség mellett -, hogy az erőművek építése és karbantartása költséges, valamint nagy területre van szükség a tükrök vagy tányérok telepítéséhez. A folyamatos energiaellátás érdekében hatékony tárolási megoldások is szükségesek, ami növeli a költségeket.

A naphőerőművek tehát fontos szerepet játszhatnak a fenntartható energiatermelésben azokban a régiókban, ahol sok napsütés van. Azonban a technológia további fejlesztése és a költségek csökkentése szükséges szélesebb körű elterjedésükhöz.

A következő részben a napkollektorokkal foglalkozunk részletesebben.