Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

Az Energiahordozók - Coggle Diagram

- - - - Közvetlen hasznosítás:
      - • fotó villamos cella,
      - • napkollektor,
      - • nap-hőerőmű,
      - • egyéb módok (termény-szárítás, szoláris építészet stb.)
    - - Közvetett hasznosítás:
      - • szél energia,
      - • víz energia,
      - • biomassza.
  - - - A földre eső napsugárzás teljesítménye 176mrdMW
      - fotó villamos cella:
      - Félvezető diódában foton hatására töltés szétválasztás,
      - elektron –lyuk pár.
      - Az elektron az n félvezető, a lyuk a p félvezető felé vándorol, Külső ellenálláson egyenáram
      - keletkezik.
      - Modul: sorba kapcsolt cellákból épül fel (ált. 60 db) Jellemzően 250-280 W teljesítmény
      - Névleges hatásfok: 16-18% Éves átlagos hatásfok: 12-15%a direkt
      - és a szórtsugárzást is hasznosítják inverterekkel váltóáram, transzformátorral 20kV,
      - hálózatra is kapcsolható.
      - kis teljesítmény, csak helyi igények kielégítésére helyigénye nagy
      - Egészen kis méretben (néhány kW) is megvalósítható, egyszerű üzemeltetés, kis
      - karbantartásigény:
      - • lakossági beruházások,
      - • decentralizált termelés,
      - • kisebb veszteségek
      - A nap-hőerőmű:
      - optikai tükrökkel gyűjtve a napsugarakat energiaáram-sűrűség növelés, egy toronyban
      - vízgőzt termelnek, hagyományos turbina-generátor rendszer (pl. Egyesült Államok: 10 MW
      - teljesítmény). A napsugarakat parabola vályús kollektorban gyűjtik, a vályú fókusz vonalában
      - csőben haladó olaj melegszik. (pl. Kaliforniában 9db 13–80MW teljesítményű erőmű,14 %
      - átlagos hatásfok, a legnagyobb 464.000 m2-t foglal el. csak direkt sugárzást hasznosít a
      - termelés drágább, de a hőtárolás lehetősége!!!
      - A napkollektor
      - főként a háztartások melegvíz szükségletének ellátására alacsony hőmérsékletű folyadék
      - hőcserélőben melegíti a használati melegvizet. Kiegészítő fűtésként alkalmazható, intelligens
      - automatikát igényel. A beruházási költség egy átlagos lakóházra ?Ft, a megtérülési idő 8-
      - 10év?
  - - - A hasznosítás során nyerhető energia elsősorban a szélsebesség függvénye.
      - A változó intenzitás és szélirány miatt mozgatható tengelyű, állítható lapátozású szélkerekek
      - szükségesek.
      - környezetvédelmi szempontból jó,
      - egyelőre az ár nem versenyképes a fosszilis energiahordozókkal,
      - megfelelő akkumulátor szükséges,
      - hálózat-stabilitási
      - problémák: táj elcsúfítása
  - - - A vízenergia hasznosításának alapja a napenergia miatti vízkörforgás.
      - ökológiai problémák:
      - Kis vízesésű folyóknál hosszú szakaszon vízháztartás módosulás.
      - Ez ökológiailag kiszámíthatatlan következményekkel járhat.
      - A beruházási költség hatalmas, csak folyószabályozással, öntözőművel együtt. Általában
      - alaperőműként üzemelnek, csúcsra járatásuk esetén számos ökológiai probléma.
  - - - forrása 70 %-ban a radioaktív bomlás során keletkező hő, 30 %-ban a Föld
      - természeteshőkapacitása
      - Föld hőmérséklet gradiense átlagosan 30ºC/km, Magyarországon 50-70ºC/km,
      - A hasznosítás után a vizet nagyobb távolságra kell visszavezetni, hogy a forrást ne hűtse.
      - Jellemzői:
      - környezetvédelmi szempontból kedvező, energetikailag a kis hőmérséklet különbség
      - kedvezőtlen, kémiailag gyakran magas sótartalom, korrózió, vízkőképződés, csak helyi
      - energiaforrás.
- - - - a magsugár 10*10-13 cm
      - a teljes atom sugara 10*10-8 cm
      - az elemek maganyagának sűrűsége 1014 g/cm3 nagyjából állandó
  - - - A mag tömege mindig kisebb, mint a nukleonok tömegének összege, a mag elemeiből
      - történő keletkezése exoterm folyamat.
      - A mag kötési energiája: ΔE = Δm*c2
      - ennyi energiát kell befektetni, ha a magot elemeire akarjuk felbontani.
      - Az atommag átlagos kötési energiája több milliószorosa a kémiai kötések energiájának.
  - - - Fúzió:
      - a kisebb magok egyesítése.
      - Két 2H atommag egyesítése 4He atommaggá: a fajlagos kötési energia növekedése 6 MeV, a
      - felszabaduló energia 24 MeV.
    - - fisszió:
      - a nagyobbak hasítási
      - Ha az 235U elhasad két közepes tömegszámú atommaggá: a fajlagos kötési energia
      - növekedése 0,9 MeV, a felszabaduló energia 200MeV.
  - - - az urán-235termikus (lassú, a molekulák hőmozgásának megfelelő sebességű, ~2200m/s)
      - neutronok hatására hasad
      - Az urán, mint nukleáris üzemanyag
      - a legkoncentráltabb energiaforrás:
      - fajlagos energiatartalma milliószorosa a legjobb fosszilis energiahordozókénak (pl. egy
      - 0,5cm3
      - -es UO2 fűtőelem-tabletta energiatartalma egyenértékű 0,6 tonna kőolajjal)
      - 100 g 235U elhasadása1785 tonna trinitro-toluol (TNT) robbanóanyag energiájának
      - megfelelő energiát képvisel
    - - pontosan 1 db neutron hasítson újabb urán-235-ös izotópota sokszorozási tényező, (k): egy
        
        adott pillanatban lezajlóhasadásból származó neutronok a következő generációban hányszor
        
        több (kevesebb) hasadást hoznak létre,
        
        • ha k=1 láncreakció kritikus,
        
        • ha k<1 láncreakció szubkritikus,
        
        • ha k>1 láncreakció szuperkritikus,
        
        kritikus tömeg: kevesebb neutron szökik ki, mint ami az önfenntartó láncreakcióhoz
        
        szükséges.
  - - - Forralóvizestípus: (Csernobil)az aktív zónán átvezetett csövekben külön-külön felforr a víz,
      - amelynek energiáját hőcserélőkön keresztül, vagy azok nélkül hasznosítják a
      - turbógenerátorban.
    - - Nyomottvizestípus: (Sokkal gyakoribb, Paks) a víz a reaktortartályban alkalmazott nagy
      - nyomás következtében nem forr fel, az elvezetett hőt egy hőcserélőben egy másik, ún.
      - szekunder körben keringettet víznek adja át a szekunder körben a nyomás kisebb, így a
      - hőcserélőben a víz felforr
- - - - 1 szénlepárlás vagy kigázosítás (kokszolás)
      - A kőszenet levegőtől elzárt térben mintegy 1250 ºC–ra hevítik.
      - Termékek:
      - • koksz (kohászat, tüzelőanyag)
      - • kamragáz (éghető gáz, régen városi gáz komponensek)
      - • kátrány (desztillációval párlatok és szurok, sokféle szerves vegyület)
      - • gázvíz (víz + szerves vegyületek)
    - - 2 szénelgázosítás
      - Izzó állapotú szén reakcióba lép oxigénnel és vízgőzzel
      - Termékek:
      - • éghető géz
      - • salak
      - célja:
      - • korábban: éghető gáz nyerése
      - • ma: szintézisgáz (CO és H2 tartalmú gáz) előállítása vegyipari szintézishe
    - - 3 szén cseppfolyósítás:
      - célja: motorhajtó anyagok előállítása
      - szükséges kémiai átalakítás: a molekulák tördelése és a hidrogén-tartalom növelése
      - • 2 féleképpen lehet megvalósítani
      - direkt cseppfolyósítás
      - A kőszenet megőrlik, olajjal sűrű péppé alakítják, majd kb. 500 ºC–on, 300 –700 bar hidrogén
      - nyomáson1-2% Fe2O3katalizátor jelenlétében kezelik.
      - Termékek:
      - 100 tömegrész szénből és 2-6 tömegrész hidrogénből, 70 tömegrész (benzin és gázolaj
      - forráspontú) folyadék és gáz nyerhető.
      - technikai nehézségek: termékelválasztás, nagy nyomás, a szénpor koptató hatása, a
      - H2reakciója az acél C tartalmával, manapság nem használják mert drága.
      - indirekt cseppfolyósítás
      - lépései:
      - elgázosítás
      - Fisher-Tropsch szintézis
      - termékei:
      - • gázok
      - • benzin frakció
      - • gázolaj frakció
      - • szilárd parafin
      - A termék-összetétel szabályozható a gázkeverék komponenseinek arányával, a katalizátorral,
      - a nyomással
- - - - szervetlen elmélet
      - o fém-karbidok reakciója túlhevített vízgőzzel
      - • szerves elmélet
      - o tengeri planktonok, baktériumok elpusztult szervezeteiből üledék, anaerob
      - bomlás, kémiai átalakulás (termikus bomlás, krakkolódás, kisebb,
      - termodinamikailag stabilabb szénhidrogének keletkezése
  - - - a szénhidrogén összetétel szerint
      - • paraffin bázisú
      - • naftén bázisú
      - • intermedier (kevert)
  - - - • 20-60% alifás telített ═ paraffin
      - • 50-25% ciklusos telített ═ cikloparaffin (naftén)
      - • 30-15% aromás
      - • telítetlen gyakorlatilag nincs (ld.nagy reakcióképesség)
      - • S, N, O tartalmú vegyületek
      - • W, Ni, Na –hamualkotók 0,01-0,05%