Tizennyolcezer napteknő

Nemrég kezdte meg működését a Nevada Solar One, amelynél nagyobb termikus naperőművet nem építettek az elmúlt tizenöt év során. Negyven kilométerre Las Vegastól, a Mojave sivatag 129 hektárnyi forró talaján, ameddig a szem ellát, hosszú sorokban felállítva kígyóznak az erőmű jellegzetes berendezései, a 18 000 darab napsugárzást elnyelő kollektor.

Az erőművet mindössze 16 hónap alatt építették meg, 250 millió amerikai dollárból. Villamos teljesítménye 64 MW, és ezzel a harmadik helyezett az ún. parabolacsatornás naperőművek között. Technológiájának alapjait még az 1980-as évek elején fejlesztették ki az Egyesült Államokban. Ebből a típusból 1984-1991 között a Luz International nevű cég 9 darab, összesen 354 MW teljesítőképességű erőművet épített Kaliforniában, amelyek azóta is sikeresen működnek. Ezután másfél évtizedes szünet következett, majd az idén a Nevada Solar One-nal ismét újjáéledt ez a környezetkímélő technológia - írja a Renewable Energy World c. folyóirat.

A Nap évente 2,6 x 10²⁴ J energiát sugároz a Föld felszínére, ami irdatlan nagy mennyiség ugyan, de ha ebből villamos áramot szeretnénk előállítani, egy kis utánaszámolással rögvest kiderül, hogy erre a célra az energiasűrűsége mégis meglehetősen kicsi, hiszen rendkívül nagy területen oszlik szét. Így ahhoz, hogy villamos energiaforrásként az ember számára használható legyen, először is valamiképpen koncentrálni kell. Erre a célra szolgál többek között az úgynevezett napteknő (solar trough), vagy másképpen vályú, amit a Nevada Solar One esetében is alkalmaztak. A napteknő különös nevét furcsa alakjáról kapta, mert a szerkezetben nagyméretű, parabola ívűre hajlított tükör segítségével fókuszálják a napfényt. A beérkező napsugárzás a tükörfelületen visszaverődik, és mindenestől a parabola képzeletbeli gyújtóvonalába koncentrálódik. A gyújtóvonalban vezeték fut végig, ami elnyeli és hővé alakítja az összegyűjtött napsugárzást, majd a keletkezett hőt a benne áramló folyadéknak adja tovább.

A Nevada Solar One lelkét jelentő kollektorok nagy részét Németországban gyártották. Az energiahasznosításuk akkor a legkedvezőbb, ha a felületüket minél teljesebben éri a fény, ezért a teknők a jó pozíció érdekében folyamatosan mozognak. Egy automatikus napkövető-mechanizmus segítségével úgy követik a Nap járását, akár a napraforgók. A hőt elnyelő vezeték speciális kialakítású, valójában duplafalú. A belső rozsdamentes acélcsövet abszorber (fényelnyelő) bevonattal látják el, ami a gyártó állítása szerint a napsugarak 95%-át is képes elnyelni. Ezt veszi körbe egy másik cső, a kettő közötti térben pedig vákuum van, ami jó szigetelést biztosít.

A fémcsőben keringő folyadékot a Nap kedvező esetben akár 400 °C-ra is felhevítheti, és innentől kezdve minden hasonlóan folyik tovább, mint egy hagyományos hőerőműben. A bonyolult körfolyamat lényege az, hogy a felforrósodott munkaközeg egy gőzfejlesztő berendezésben gőzt termel, ami meghajt egy gőzturbinát, ezáltal a hőenergiából mechanikai energiát termel. A turbina egy generátort működtet, végeredményben pedig a hálózatba betáplálható villamos energiát kapunk.

A napteknőkkel működő naperőmű nem az egyetlen megoldás a napfény villamos energiaként való hasznosítására. Léteznek más elveken működő rendszerek is: például a naptorony, aminek legelső képviselője a szintén a Mojave sivatagban üzemelő, hasonló nevű Solar One, vagy a naptányér. A technológiák változatosak ugyan, de naperőművet a Föld azon térségeiben érdemes csak építeni, ahol a napenergia átlagos sűrűsége kellően nagy ahhoz, hogy a magas beruházási költségű létesítményt jó hatásfokkal és gazdaságosan lehessen üzemeltetni. Európában elsősorban a mediterrán térségek jöhetnek szóba. Spanyolországban már épül, és az ígéretek szerint 2008-ra munkába is áll Európa első parabolacsatornás naperőműve, az 50 MW-os Andasol 1, és már tervezik a hasonló nagyságú Andasol 2-t is. Az utóbbi években komoly érdeklődést mutatott a technológia iránt többek között Izrael, Egyiptom, Algéria, Franciaország és Dél-Afrika is.

Remélhetőleg a Nevada Solar One működése sikeres lesz, és ösztönzőleg hat a megfelelő adottságokkal rendelkező és a megújuló energiaforrások iránt érdeklődő országok energiapolitikájának alakítóira.

A cikk megírásánál tanácsaival segítségemre volt Imre László (profeszor emeritus, BME, Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék).

Jónás Katalin