Naperőmű

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.

Bővebben: Napkollektor

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.

Bővebben: Napelem és Fotovillamos naperőmű

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.

Bővebben: Naphőerőmű

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.

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.

Lipcse (Szászország, Németország) közelében 2009-re készült el a 40 megawatt névleges teljesítményű fotovillamos naperőmű, a Waldpolenz naperőmű, amely 20 ezer háztartást lát el energiával, ezzel évi 50 ezer tonna szén-dioxid kibocsátását előzi meg. További fotovillamos erőművek például Portugáliában a Serpa naperőmű, az Amerikai Egyesült Államokban a Nellis naperőmű. A világ jelenleg legnagyobb fotovoltaikus naperőműve a 200 MW-os Golmud naperőmű Kínában.

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. 2017-ben Kínában helyezték üzembe a világ legnagyobb vízen lebegő naperőművét. Ez 40 MW teljesítményű és egy tavon foglal helyet.^[3]

Algériában a Hászi r-Rmel hibrid naphőerőmű a Napból és földgázból kinyerhető hőenergiát kombinálja.

A legújabb és a tervek szerint az új világelső, koncentrált naphőerőmű Dubaiban épül, Noor Energy 1 néven. Tervezett beépített teljesítménye 700 MW lesz.

Kínában a mongol határtól délre, Belső-Mongólia területén található Kubuki-sivatagban "Nagy Napfal" néven építenek egy 400 km hosszú, átlagosan 5 km széles naperőmű-rendszert, amely a tervek szerint 2030-ra készül el és évi 48 milliárd kWh tiszta energiát termel majd a Peking–Tiencsin–Hopej régió számára. Más források szerint akár 100-180 gigawattos energiatermelés is elérhető lesz. A terület évente 3100 órányi napsütést kap. Összesen 3,46 millió napelempanelből áll majd, amivel a tervek szerint a 22 milliós Peking teljes energiaellátását biztostani lehet.^{[4] [5][6] [7]}

Bővebben: Napenergia Magyarországon

Magyarországon dinamikusan terjed a napenergia felhasználása, 2014-ben lendületet vett és azóta zárkózik fel folyamatosan a 2030-ra tervezett 6000 MW kapacitáshoz.^[8] 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.^[9]

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.^[10] Egy 0,5 MW-os naperőmű körülbelül 250 háztartás éves villamosenergia-felhasználását fedezi.^[11]

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.^[9] 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.^[12]

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.^[13]) Ezzel júliusra a magyarországi nappali villamosenergia fogyasztás 37%-át sikerült fedezni.^[14][15][16]

2024-ben az ország legnagyobb naperőművei Mezőcsáton (250 MW),^[17] Szolnokon (138 MW),^[18] Inárcson (132 MW),^[19] Kaposváron (100 MW),^[20] Pakson, (20,6 MW), Bükkábrányban (20 MW) és Felsőzsolcán üzemeltek.^[21] A hazai összes beépített csúcsteljesítmény 2024-re elérte az 5741 MW-ot.^{[22][23][24][25][26]}

• CSP erőművek növekedése, versenye a PV erőművekkel (angol)
• A napenergia hasznosítás rövid története (Fizikai Szemle 2003/3, 99. o.)

A Wikimédia Commons tartalmaz Naperőmű témájú médiaállományokat.

• Napenergia
• Energiafejlesztés
• Megújuló energiaforrás
• Globális felmelegedés

• A napenergiáról általában - muszakiak.hu - a műszaki portál
• Napenergia.lap.hu - linkgyűjtemény