Ugrás a tartalomhoz

Energetika – Energiamenedzsment

Dr. Benkő Zsolt István, Dr. Pitrik József (2011)

Centralizált és decentralizált rendszerek

Centralizált és decentralizált rendszerek

A fejezet eddigi részeiből érzékelhető, hogy az energiatermelés és ellátás több szintű, egymással lazább vagy szorosabb kapcsolatban lévő rendszereket jelent, melyek különböző „területeket” szolgálnak, vagy szolgálhatnak ki.

A Nap energiája szórt formában – az időjárástól függően – hasznosítható. Ez az energia hasznosítható napelemmel (5–15% hatás­fok­kal). Jelenleg a világ öszszes villamosenergia felhasználásának csak ~1%-át állítják elő ily módon. En­nek az energiának „kézzel fogható” hasznosítására óriási felületeket kellene kialakítani. Ezzel létrehozható energia reálisan csak lokális igényeknek tud megfelelni.[68] A másik lehetőség, hogy szintén nagy földi felületeken tükrök segítségével koncentráljuk az energiát, és technológiai vagy energetikai (ST = Szolár­termikus erőmű) célra hasznosítjuk. A Naptorony nagy földi felületeken létesített „napkollektor”, amelynél a felmelegedett levegő a magas kéményben nagy sebességgel áramluk, s ez légturbinát hajt, melynek mechanikai energiáját generátor alakítja villamos energiává. Mindhárom eljárás rendkívül költséges.

A geotermikus energia termálvíz technológiákkal való hasznosítása során olyan helyeket keresnek, ahol a hő koncentrálódik, s ezt rendszerint centralizált „fogyasztókkal” hasznosítják. Ha a kút üzeme hosszú távon biztosítható és az „elhasznált” termálvíz környezetbarát módon kezelhető, az eljárás hatékony és gazdaságos.

A talajban, vízben, levegőben tárolt hő hőszivattyú segítségével magasabb hő­fok­szintre emelhető és általában gazdaságosan hasznosítható. A szonda rendszer – néhány speciális esetet kivéve (magas hőfokú csatorna, csurgalékvíz) – az átlagos eloszló hőt hasznosítja egy koncentrált rendszerben (családi házban). Az így nyert hő általában csak kiegészítő fűtésre elegendő.

A hőtermelés nyersanyagait nyerhetjük dekoncentrált rendszerekből (erdők, ter­mőföldek) és koncentrált bányákból, kutakból. A hőtermelés berendezései gyakran dekoncentráltan elhelyezkedő hőtermelők–hőleadók: kályhák, kazánok, melyeket viszonylag rossz hatásfokkal üzemeltetnek a kevésbé hozzáértő tulajdonosok. A nagy rendszerek: házak, lakótelepek, városok, erőművek működtetése szakszerűen, jó hatásfokkal megoldható. A probléma rendszerint a kapcsolódó távvezetékekkel van, melyek veszteségei „elfogyaszthatják” a koncentrált rendszer adta előnyöket.

A nukleáris hőtermelés és hasznosítás egy többszörösen centralizált nagyrend­szer, amely rendkívül szigorú – nemzetközileg egyeztetett – protokoll szerint működik. Ez a rendszer gazdaságosan, biztonságosan üzemeltethető. A környező lakosság bizonytalansága egyrészt a „monstrumból” fakadó félelemből, másrészt a szakmai tájékozatlanságból eredhet. A probléma kezelése egyre nagyobb odafigyelést igényel.

A mechanikai energiaellátás esetén is többféle rendszerrel találkozhatunk.

A vízkerekeket a patakok, folyók legjobb adottságú helyeire telepítették, s a nyert mechanikai energiát közvetlenül, a kerék mellé telepített műhelyben hasznosították. Lényegileg az erőgép és a munkagép tökéletes koncentrációját való­sították meg.

A szélkerekek esetében hasonló módon biztosították az erőgép–közlőmű–munkagép koncentrációt.

A hőerőgépek a legváltozatosabb energiaátalakítást biztosítják. A helyhez kö­tött nagy rendszerek esetén biztosítani kell a tüzelőanyaggal való egyenletes ellá­tást, ezért tartalékolni, pufferálni kell a tüzelőanyagot. A termelt energiát (rend­szerint villamos) továbbítani kell a decentralizált fogyasztókhoz.

A mobil rendszerek általában rendkívül bonyolultak, különféle elven működnek (gépjárművek, hajók, repülők, rakéták, űrhajók, …). Ha csak a gépjárműveket vizsgáljuk, megállapíthatjuk, hogy itt teljes körű a dekoncentráció: különböző üzem­anyagokat használó, különböző elven működő, különböző terhelésnek kitett, különböző útvonalakat bejáró eszközökről van szó. Az üzemeltetők hozzáértése eltérő, így a környezeti hatások nehezen felmérhetők. Az ilyen bonyolult, többszörösen decentralizált rendszerekről korrekt adatokhoz csak modellezéssel juthatunk. A gyártók figyelembe véve a felhasználók eltérő „hozzáállását és szak­ér­tel­mét” a modernizálásra, a számítógépes folyamatirányításra, a biztonságos üze­mel­te­tésre fektetik a hangsúlyt.

A villamos motorok a kiterjedt, villamos hálózatból nyerik a felhasználás helyén a szükséges energiát. Mivel a felhasználás rendkívül széleskörű, a hatás­fokok, a beruházási és üzemeltetési költségek eltérőek. Például: ha egy régi háztartási hűtőgép villamosenergia fogyasztását lemérjük, megfigyeljük, kiszá­mít­juk, kiderülhet, hogy jobban járunk, ha egy korszerűbb berendezésre cseréljük.



[68] Részletesen: Dr. Giber János: Megújuló energiák szerepe az energiaellátásban. B+V Kiadó, Budapest, 2005.