EOumlTVOumlS LOacuteRAacuteND TUDOMAacuteNYEGYETEM TERMEacuteSZETTUDOMAacuteNYI KAR

KOumlRNYEZETTUDOMAacuteNYI ISKOLA

NAPENERGIA HASZNOSIacuteTHATOacuteSAacuteGAacuteNAK AacuteTTEKINTEacuteSE CSALAacuteDI HAacuteZAKBAN

SZAKDOLGOZAT

Keacutesziacutetette Salloacute Andrea V bioloacutegia-koumlrnyezettan szakos hallgatoacute

Teacutemavezető Dr Horvaacuteth Aacutekos egyetemi docens

Budapest 2006

Tartalomjegyzeacutek

Bevezeteacuteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3

1 A meguacutejuloacute energiaforraacutesok Napenergia 11 Napjaink taacutersadalmainak energiakeacuterdeacutesehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4

111 A fosszilis energiatermeleacutes probleacutemaacuteihelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 412 A meguacutejuloacute energiaforraacutesokhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5

121 Napenergiahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6122 Szeacutelenergiahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 123 Viacutezenergiahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7124 Geotermikus energiahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9125 Aacuterapaacutely energiahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10

13 A Napenergia hasznosiacutethatoacutesaacutegaacutenak aacutettekinteacutesehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10131 A passziacutev Napenergia hasznosiacutetaacuteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11132 Az aktiacutev Napenergia hasznosiacutetaacuteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13

2 A Napenergia eacutes az azt felhasznaacuteloacute technoloacutegiaacutek fizikai haacutettere 14 21 Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes fizikai alapjaihelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 1422 A Napenergia elektromos aacuterammaacute alakiacutetaacutesahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16

221 Stirling-motorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16222 A Stirling-motorok termodinamikaacutejahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16223 A Stirling-motor jellemzőihelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17224 A Stirling-motorok szerkezeti feleacutepiacuteteacutesehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18225 A Stirling-motor vaacuteltozataihelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19226 Naperőművekhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22

23 Napkollektoros rendszerek leiacuteraacutesahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26231 Napkollektorok tiacutepusai eacutes műkoumldeacutesuumlk fizikai alapjaihelliphelliphelliphelliphelliphellip 26

24 Fotoelektromos napelemekhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31

3 Napkollektoros rendszer csalaacutedi haacutezakban 33 31 Tervezeacutesi szempontokhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3332 A napkollektorok hataacutesfokahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3433 Megtakariacutetaacutesi szaacutemolaacutesok Napkollektoros rendszer hasznaacutelata eseteacutenhelliphellip 3534 Kitekinteacuteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40

4 Szakdolgozat szakmoacutedszertani fejezet 42 41 A Napenergia taniacutetaacutesaacutenak lehetőseacutegeihelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4242 A Napaacutellandoacute meacutereacutesehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47

421 A Napaacutellandoacute meghataacuterozaacutesahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47422 A Napaacutellandoacute meacutereacutese 1 moacutedszerhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49423 A Napaacutellandoacute meacutereacutese 2 moacutedszerhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 53

43 Kviacutez jaacuteteacutekhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 56 Oumlsszegzeacuteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 59Koumlszoumlnetnyilvaacuteniacutetaacuteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 60Melleacuteklet helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 61Irodalomjegyzeacutekhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 64

2

Bevezeteacutes

Eacuteletuumlnket jelentősen befolyaacutesolja meghataacuterozza a fennmaradaacutesunkhoz szuumlkseacuteges

koumlrnyezetuumlnkből kinyerhető energia milyenseacutege mennyiseacutege

Az energiaellaacutetaacutes a 21 szaacutezad ipari taacutersadalmainak kulcskeacuterdeacuteseacuteveacute vaacutelt A koumlrnyezeti

probleacutemaacutek legnagyobb reacutesze a fosszilis energiahordozoacutek eleacutegeteacuteseacutere vezethető vissza Az

aacuteltalunk az eacutevtizedek soraacuten egyre fokozottabban kiaknaacutezott fosszilis energiahordozoacutek sajnos

nem aacutellnak korlaacutetlan mennyiseacutegben a rendelkezeacutesuumlnkre ezeacutert időszerű maacutes alternatiacutevaacutek feleacute

tekinteni

Ezt az energetikai korszakvaacuteltaacutest az energiatakareacutekossaacuteg az energia racionaacutelis

koumlrnyezetbaraacutet hasznosiacutetaacutesa a meguacutejuloacute energiahordozoacutek fokozott meacuterteacutekű felhasznaacutelaacutesa

kell hogy jelentse

Ilyen alternatiacutevaacutet jelent a meguacutejuloacute energiaforraacutesok eacutes a nukleaacuteris energia hasznaacutelata A

meguacutejuloacute energiaforraacutesok koumlzeacute tartozik a napenergia a szeacutelenergia a kuumlloumlnboumlző formaacuteban

megjelenő biomassza a geotermikus energia eacutes a viacutezenergia A viacutezenergia felhasznaacutelaacutesa egyre

inkaacutebb taacutersadalmi eacutes oumlkoloacutegiai ellenaacutellaacutesba uumltkoumlzik ezeacutert a biomassza a szeacutelenergia illetve a

napenergia aacuteltal nyuacutejtott lehetőseacutegek fokozott kiaknaacutezaacutesa a ceacutel

Szakdolgozatomban előszoumlr a napenergiaacutet felhasznaacuteloacute technoloacutegiaacutek fizikai haacutettereacutevel

foglalkozom beleeacutertve a napsugaacuterzaacutes energetikai keacuterdeacuteseit a Foumlld energiahaacuteztartaacutesaacutet

Ezutaacuten a napenergia szolgaacuteltatta lehetőseacutegeket tekintem aacutet előszoumlr aacuteltalaacutenossaacutegban majd

a csalaacutedi haacutezakban kivitelezhető napenergiaacutet hasznosiacutetoacute berendezeacuteseket taacutergyalom

Megneacutezem hogy egy csalaacutedi haacutezban milyen megoldaacutesok kivitelezhetők napkollektoros

rendszerek eseteacuten oumlsszehasonliacutetom egyes ceacutegek aacuterajaacutenlataacutet eacutes szaacutemba veszem az oumlnerőből

leacutetrehozott kollektorok koumlltseacutegeit is Aacutettekintem a rendszer hataacutesfokaacutet eacutes a megteacuteruumlleacutesi időt

Szakdolgozatom szakmoacutedszertani reacuteszeacuteben a 7-11 eacutevfolyamos gyerekek koumlrnyezettudatos

neveleacuteseacutevel foglalkozom hogyan lehet a taniacutetaacutesban a fizikai alapokat az eleven koumlrnyezettel

uacutegy taacutersiacutetani hogy a gyerekek eacuterezzeacutek a kapcsolatot eacutes aktiacutevan vagy passziacutevan tenni

akarjanak koumlrnyezetuumlk joumlvőjuumlk veacutedelmeacuteben

3

1 A meguacutejuloacute energiaforraacutesok Napenergia

11 Napjaink taacutersadalmainak energiakeacuterdeacutese Mikor az energiakeacuterdeacutesről beszeacuteluumlnk a ma eacutelő emberiseacuteg alapvető probleacutemaacutejaacutet taacutergyaljuk

Ha nem aacutellna rendelkezeacutesre energia egeacutesz mai mindennapi eacuteletuumlnk civilizaacutecioacutenk leaacutellna

Nem lenne vilaacutegiacutetaacutes koumlzlekedeacutes hiacuterkoumlzleacutes leaacutellnaacutenak a gyaacuterak nem műkoumldne otthoni

haacuteztartaacutesunk

Az energiakeacuterdeacutes azt jelenti hogy az egyre noumlvekvő neacutepesseacuteg (előrejelzeacutesek szerint a Foumlld

lakossaacutegaacutenak leacutetszaacutema 2050-re 10 milliaacuterd koumlruumll lesz) eacutes a noumlvekvő energiaigeacuteny tovaacutebbaacute a

kimeruumllőben levő fosszilis energiakeacuteszlet mellett uacutegy kell biztosiacutetani a taacutersadalom

energiaellaacutetaacutesaacutet hogy az a lehető legkisebb kockaacutezattal jaacuterjon eacutes a koumlrnyezetuumlnket is oacutevjuk a

szennyezeacutesektől

A taacutersadalom noumlvekedeacutese elsősorban az uacuten fejlődő orszaacutegok reacutegioacuteira jellemző ami a

Foumlld neacutepesseacutegeacutenek kb 45-eacutet eacuterinti A fejlett orszaacutegokban az energiafelhasznaacutelaacutes csak kis

meacuterteacutekben nő ellenben az előbb emliacutetett fejlődő orszaacutegokban noumlvekedeacutes vaacuterhatoacute hiszen

termeacuteszetes a hozzaacutenk hasonloacute eacuteletsziacutenvonalhoz valoacute igeacutenyuumlk az ott eacutelőknek

Az energiakeacuterdeacutes sok megoldaacutesra vaacuteroacute probleacutemaacutet vet fel pl az energiaforraacutesok

megvaacutelasztaacutesa mikeacutent lehet a legjobb teljesiacutetmeacutenyt eleacuterni hogyan lehet az előaacutelliacutetott energiaacutet

taacuterolni aacutetalakiacutetani stb Ezeket a probleacutemaacutekat csak hosszuacute eacutevek kutataacutesi munkaacutejaacuteval lehet

megkoumlzeliacuteteni Fontos aacutetgondolni azt is hogy ezek a keacuterdeacutesek nemcsak termeacuteszettudomaacutenyos

ismereteket koumlvetelnek szuumlkseacuteg van a gazdasaacutegtudomaacutenyok eacutes taacutersadalomtudomaacutenyok

koumlzreműkoumldeacuteseacutere is

Jelenleg a fosszilis energiahordozoacutek felhasznaacutelaacutesa nagyobb meacuterteacutekű ezek a kőolaj a foumlldgaacutez

eacutes a szeacuten Jelentős szerepet toumllt be a villamos energiatermeleacutesben a nukleaacuteris energia

Az egyes energiahordozoacutek keacuteszleteinek csoumlkkeneacutese mellett probleacutemaacutet jelent hogy nem

egyenletesen hanem koncentraacuteltan oszlanak meg a Foumlldoumln ezeacutert elkeseredett kuumlzdelem folyik

a lelőhelyek birtoklaacutesaacuteeacutert

111 A fosszilis energiatermeleacutes probleacutemaacutei

Napjaink fosszilis energiatermeleacuteseacutenek 98-aacutet a szeacuten eacutes a szeacutenhidrogeacutenek eacutegeteacuteseacuteből

kapjuk

A szeacuten eacutegeacutesekor szeacutendioxid is keletkezik ami a levegőbe jutva koumlrnyezetszennyezeacutessel jaacuter

4

A Foumlld felsziacuteni hőmeacuterseacutekleteacutenek kialakiacutetaacutesaacuteban fontos szerep jut a leacutegkoumlr szeacutendioxid

koncentraacutecioacutejaacutenak Az iparosodaacutes előtt a koumlzeacutepkorban a levegő szeacutendioxid koncentraacutecioacuteja

295 ppm volt Napjainkban ez 320 ppm koumlruumlli eacuterteacutekre nőtt

A szeacutendioxid molekula 181013 Hz frekvenciaacuten elnyeli az infravoumlroumls sugaacuterzaacutest eacutes ez az

elektromaacutegneses energia aacutetalakul belső(mozgaacutesi) energiaacutevaacute

Emellett keacuten-eacutes nitrogeacuten-dioxid is felszabadulhat eacutes ezek a levegőneacutel nehezebb gaacutezok rontjaacutek

a levegő minőseacutegeacutet

Meguacutejuloacute energia felhasznaacutelaacutesok 2004

Meguacutejuloacute energia fajtaVillamosenergia-termeleacutes Hőhasznosiacutetaacutes

bull GWh TJeacutev TJeacutevbull Viacutez energia 2055 73980bull Szeacutel energia 56 2016bull Geotermia 3600bull Napkollektor 76bull Fotovillamos 01 036bull Tűzifa 17470bull Egyeacuteb szilaacuterd tuumlzelő 678 244080 5695bull Szennyviacutez tisztiacutetaacutesi gaacutez 22 7920 146bull Hőszivattyuacute 46bull Egyeacuteb noumlveacutenyi hull 8750bull Hulladeacutek eacutegeteacutes 54 19440 1179

Oumlsszesen 40439 TJeacutev

1 aacutebra Meguacutejuloacute energia felhasznaacutelaacutesok megoszlaacutesa 2004-ben (wwwkvvvmhu)

A fent laacutethatoacute taacuteblaacutezat a Magyarorszaacutegon toumlrteacutenő meguacutejuloacute energiafelhasznaacutelaacutesokroacutel ad

informaacutecioacutet 2004-ben az eacuteves energiahasznosiacutetaacutes 40439 TJeacutev volt ebből a napenergia 7636

TJeacutev-vel keacutepviseltette magaacutet ami az oumlssztermeleacutes kb 019-a Ez az eredmeacuteny azt mutatja

hogy a napenergia hasznosiacutetaacutesa meacuteg gyerekcipőben jaacuter fejleszteacutessel kollektoros rendszerek

kieacutepiacuteteacuteseacutevel sokkal jobb mutatoacutekat lehetne eleacuterni

12 A meguacutejuloacute energiaforraacutesok

A meguacutejuloacute energiaforraacutesok hasznaacutelataacutenak egyik fő ceacutelja a fenntarthatoacute fejlődeacutes

megvaloacutesiacutetaacutesa uacutegy hogy a termeacuteszet jelenlegi aacutellapotaacutet megőrizzuumlk Ennek jelentőseacutege a

fosszilis energiaforraacutesok kimeruumlleacuteseacutevel egyre nő Az uumlveghaacutezi gaacutezok (CO CO2 NOx CH4

SF6) kibocsaacutetaacutesaacutenak meacuterseacutekleacutese eacutes a koumlrnyezeti szennyezeacutesek (levegő talaj viacutez) elkeruumlleacutese

szinteacuten fontos szempont

5

Tartalomjegyzeacutek

Bevezeteacuteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3

1 A meguacutejuloacute energiaforraacutesok Napenergia 11 Napjaink taacutersadalmainak energiakeacuterdeacutesehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4

111 A fosszilis energiatermeleacutes probleacutemaacuteihelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 412 A meguacutejuloacute energiaforraacutesokhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5

121 Napenergiahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6122 Szeacutelenergiahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7 123 Viacutezenergiahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 7124 Geotermikus energiahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 9125 Aacuterapaacutely energiahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10

13 A Napenergia hasznosiacutethatoacutesaacutegaacutenak aacutettekinteacutesehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 10131 A passziacutev Napenergia hasznosiacutetaacuteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 11132 Az aktiacutev Napenergia hasznosiacutetaacuteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 13

2 A Napenergia eacutes az azt felhasznaacuteloacute technoloacutegiaacutek fizikai haacutettere 14 21 Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes fizikai alapjaihelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 1422 A Napenergia elektromos aacuterammaacute alakiacutetaacutesahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16

221 Stirling-motorhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16222 A Stirling-motorok termodinamikaacutejahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 16223 A Stirling-motor jellemzőihelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 17224 A Stirling-motorok szerkezeti feleacutepiacuteteacutesehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 18225 A Stirling-motor vaacuteltozataihelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 19226 Naperőművekhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 22

23 Napkollektoros rendszerek leiacuteraacutesahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 26231 Napkollektorok tiacutepusai eacutes műkoumldeacutesuumlk fizikai alapjaihelliphelliphelliphelliphelliphellip 26

24 Fotoelektromos napelemekhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 31

3 Napkollektoros rendszer csalaacutedi haacutezakban 33 31 Tervezeacutesi szempontokhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3332 A napkollektorok hataacutesfokahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 3433 Megtakariacutetaacutesi szaacutemolaacutesok Napkollektoros rendszer hasznaacutelata eseteacutenhelliphellip 3534 Kitekinteacuteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 40

4 Szakdolgozat szakmoacutedszertani fejezet 42 41 A Napenergia taniacutetaacutesaacutenak lehetőseacutegeihelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 4242 A Napaacutellandoacute meacutereacutesehelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47

421 A Napaacutellandoacute meghataacuterozaacutesahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 47422 A Napaacutellandoacute meacutereacutese 1 moacutedszerhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 49423 A Napaacutellandoacute meacutereacutese 2 moacutedszerhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 53

43 Kviacutez jaacuteteacutekhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 56 Oumlsszegzeacuteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 59Koumlszoumlnetnyilvaacuteniacutetaacuteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 60Melleacuteklet helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 61Irodalomjegyzeacutekhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 64

2

Bevezeteacutes

Eacuteletuumlnket jelentősen befolyaacutesolja meghataacuterozza a fennmaradaacutesunkhoz szuumlkseacuteges

koumlrnyezetuumlnkből kinyerhető energia milyenseacutege mennyiseacutege

Az energiaellaacutetaacutes a 21 szaacutezad ipari taacutersadalmainak kulcskeacuterdeacuteseacuteveacute vaacutelt A koumlrnyezeti

probleacutemaacutek legnagyobb reacutesze a fosszilis energiahordozoacutek eleacutegeteacuteseacutere vezethető vissza Az

aacuteltalunk az eacutevtizedek soraacuten egyre fokozottabban kiaknaacutezott fosszilis energiahordozoacutek sajnos

nem aacutellnak korlaacutetlan mennyiseacutegben a rendelkezeacutesuumlnkre ezeacutert időszerű maacutes alternatiacutevaacutek feleacute

tekinteni

Ezt az energetikai korszakvaacuteltaacutest az energiatakareacutekossaacuteg az energia racionaacutelis

koumlrnyezetbaraacutet hasznosiacutetaacutesa a meguacutejuloacute energiahordozoacutek fokozott meacuterteacutekű felhasznaacutelaacutesa

kell hogy jelentse

Ilyen alternatiacutevaacutet jelent a meguacutejuloacute energiaforraacutesok eacutes a nukleaacuteris energia hasznaacutelata A

meguacutejuloacute energiaforraacutesok koumlzeacute tartozik a napenergia a szeacutelenergia a kuumlloumlnboumlző formaacuteban

megjelenő biomassza a geotermikus energia eacutes a viacutezenergia A viacutezenergia felhasznaacutelaacutesa egyre

inkaacutebb taacutersadalmi eacutes oumlkoloacutegiai ellenaacutellaacutesba uumltkoumlzik ezeacutert a biomassza a szeacutelenergia illetve a

napenergia aacuteltal nyuacutejtott lehetőseacutegek fokozott kiaknaacutezaacutesa a ceacutel

Szakdolgozatomban előszoumlr a napenergiaacutet felhasznaacuteloacute technoloacutegiaacutek fizikai haacutettereacutevel

foglalkozom beleeacutertve a napsugaacuterzaacutes energetikai keacuterdeacuteseit a Foumlld energiahaacuteztartaacutesaacutet

Ezutaacuten a napenergia szolgaacuteltatta lehetőseacutegeket tekintem aacutet előszoumlr aacuteltalaacutenossaacutegban majd

a csalaacutedi haacutezakban kivitelezhető napenergiaacutet hasznosiacutetoacute berendezeacuteseket taacutergyalom

Megneacutezem hogy egy csalaacutedi haacutezban milyen megoldaacutesok kivitelezhetők napkollektoros

rendszerek eseteacuten oumlsszehasonliacutetom egyes ceacutegek aacuterajaacutenlataacutet eacutes szaacutemba veszem az oumlnerőből

leacutetrehozott kollektorok koumlltseacutegeit is Aacutettekintem a rendszer hataacutesfokaacutet eacutes a megteacuteruumlleacutesi időt

Szakdolgozatom szakmoacutedszertani reacuteszeacuteben a 7-11 eacutevfolyamos gyerekek koumlrnyezettudatos

neveleacuteseacutevel foglalkozom hogyan lehet a taniacutetaacutesban a fizikai alapokat az eleven koumlrnyezettel

uacutegy taacutersiacutetani hogy a gyerekek eacuterezzeacutek a kapcsolatot eacutes aktiacutevan vagy passziacutevan tenni

akarjanak koumlrnyezetuumlk joumlvőjuumlk veacutedelmeacuteben

3

1 A meguacutejuloacute energiaforraacutesok Napenergia

11 Napjaink taacutersadalmainak energiakeacuterdeacutese Mikor az energiakeacuterdeacutesről beszeacuteluumlnk a ma eacutelő emberiseacuteg alapvető probleacutemaacutejaacutet taacutergyaljuk

Ha nem aacutellna rendelkezeacutesre energia egeacutesz mai mindennapi eacuteletuumlnk civilizaacutecioacutenk leaacutellna

Nem lenne vilaacutegiacutetaacutes koumlzlekedeacutes hiacuterkoumlzleacutes leaacutellnaacutenak a gyaacuterak nem műkoumldne otthoni

haacuteztartaacutesunk

Az energiakeacuterdeacutes azt jelenti hogy az egyre noumlvekvő neacutepesseacuteg (előrejelzeacutesek szerint a Foumlld

lakossaacutegaacutenak leacutetszaacutema 2050-re 10 milliaacuterd koumlruumll lesz) eacutes a noumlvekvő energiaigeacuteny tovaacutebbaacute a

kimeruumllőben levő fosszilis energiakeacuteszlet mellett uacutegy kell biztosiacutetani a taacutersadalom

energiaellaacutetaacutesaacutet hogy az a lehető legkisebb kockaacutezattal jaacuterjon eacutes a koumlrnyezetuumlnket is oacutevjuk a

szennyezeacutesektől

A taacutersadalom noumlvekedeacutese elsősorban az uacuten fejlődő orszaacutegok reacutegioacuteira jellemző ami a

Foumlld neacutepesseacutegeacutenek kb 45-eacutet eacuterinti A fejlett orszaacutegokban az energiafelhasznaacutelaacutes csak kis

meacuterteacutekben nő ellenben az előbb emliacutetett fejlődő orszaacutegokban noumlvekedeacutes vaacuterhatoacute hiszen

termeacuteszetes a hozzaacutenk hasonloacute eacuteletsziacutenvonalhoz valoacute igeacutenyuumlk az ott eacutelőknek

Az energiakeacuterdeacutes sok megoldaacutesra vaacuteroacute probleacutemaacutet vet fel pl az energiaforraacutesok

megvaacutelasztaacutesa mikeacutent lehet a legjobb teljesiacutetmeacutenyt eleacuterni hogyan lehet az előaacutelliacutetott energiaacutet

taacuterolni aacutetalakiacutetani stb Ezeket a probleacutemaacutekat csak hosszuacute eacutevek kutataacutesi munkaacutejaacuteval lehet

megkoumlzeliacuteteni Fontos aacutetgondolni azt is hogy ezek a keacuterdeacutesek nemcsak termeacuteszettudomaacutenyos

ismereteket koumlvetelnek szuumlkseacuteg van a gazdasaacutegtudomaacutenyok eacutes taacutersadalomtudomaacutenyok

koumlzreműkoumldeacuteseacutere is

Jelenleg a fosszilis energiahordozoacutek felhasznaacutelaacutesa nagyobb meacuterteacutekű ezek a kőolaj a foumlldgaacutez

eacutes a szeacuten Jelentős szerepet toumllt be a villamos energiatermeleacutesben a nukleaacuteris energia

Az egyes energiahordozoacutek keacuteszleteinek csoumlkkeneacutese mellett probleacutemaacutet jelent hogy nem

egyenletesen hanem koncentraacuteltan oszlanak meg a Foumlldoumln ezeacutert elkeseredett kuumlzdelem folyik

a lelőhelyek birtoklaacutesaacuteeacutert

111 A fosszilis energiatermeleacutes probleacutemaacutei

Napjaink fosszilis energiatermeleacuteseacutenek 98-aacutet a szeacuten eacutes a szeacutenhidrogeacutenek eacutegeteacuteseacuteből

kapjuk

A szeacuten eacutegeacutesekor szeacutendioxid is keletkezik ami a levegőbe jutva koumlrnyezetszennyezeacutessel jaacuter

4

A Foumlld felsziacuteni hőmeacuterseacutekleteacutenek kialakiacutetaacutesaacuteban fontos szerep jut a leacutegkoumlr szeacutendioxid

koncentraacutecioacutejaacutenak Az iparosodaacutes előtt a koumlzeacutepkorban a levegő szeacutendioxid koncentraacutecioacuteja

295 ppm volt Napjainkban ez 320 ppm koumlruumlli eacuterteacutekre nőtt

A szeacutendioxid molekula 181013 Hz frekvenciaacuten elnyeli az infravoumlroumls sugaacuterzaacutest eacutes ez az

elektromaacutegneses energia aacutetalakul belső(mozgaacutesi) energiaacutevaacute

Emellett keacuten-eacutes nitrogeacuten-dioxid is felszabadulhat eacutes ezek a levegőneacutel nehezebb gaacutezok rontjaacutek

a levegő minőseacutegeacutet

Meguacutejuloacute energia felhasznaacutelaacutesok 2004

Meguacutejuloacute energia fajtaVillamosenergia-termeleacutes Hőhasznosiacutetaacutes

bull GWh TJeacutev TJeacutevbull Viacutez energia 2055 73980bull Szeacutel energia 56 2016bull Geotermia 3600bull Napkollektor 76bull Fotovillamos 01 036bull Tűzifa 17470bull Egyeacuteb szilaacuterd tuumlzelő 678 244080 5695bull Szennyviacutez tisztiacutetaacutesi gaacutez 22 7920 146bull Hőszivattyuacute 46bull Egyeacuteb noumlveacutenyi hull 8750bull Hulladeacutek eacutegeteacutes 54 19440 1179

Oumlsszesen 40439 TJeacutev

1 aacutebra Meguacutejuloacute energia felhasznaacutelaacutesok megoszlaacutesa 2004-ben (wwwkvvvmhu)

A fent laacutethatoacute taacuteblaacutezat a Magyarorszaacutegon toumlrteacutenő meguacutejuloacute energiafelhasznaacutelaacutesokroacutel ad

informaacutecioacutet 2004-ben az eacuteves energiahasznosiacutetaacutes 40439 TJeacutev volt ebből a napenergia 7636

TJeacutev-vel keacutepviseltette magaacutet ami az oumlssztermeleacutes kb 019-a Ez az eredmeacuteny azt mutatja

hogy a napenergia hasznosiacutetaacutesa meacuteg gyerekcipőben jaacuter fejleszteacutessel kollektoros rendszerek

kieacutepiacuteteacuteseacutevel sokkal jobb mutatoacutekat lehetne eleacuterni

12 A meguacutejuloacute energiaforraacutesok

A meguacutejuloacute energiaforraacutesok hasznaacutelataacutenak egyik fő ceacutelja a fenntarthatoacute fejlődeacutes

megvaloacutesiacutetaacutesa uacutegy hogy a termeacuteszet jelenlegi aacutellapotaacutet megőrizzuumlk Ennek jelentőseacutege a

fosszilis energiaforraacutesok kimeruumlleacuteseacutevel egyre nő Az uumlveghaacutezi gaacutezok (CO CO2 NOx CH4

SF6) kibocsaacutetaacutesaacutenak meacuterseacutekleacutese eacutes a koumlrnyezeti szennyezeacutesek (levegő talaj viacutez) elkeruumlleacutese

szinteacuten fontos szempont

5

Bevezeteacutes

Eacuteletuumlnket jelentősen befolyaacutesolja meghataacuterozza a fennmaradaacutesunkhoz szuumlkseacuteges

koumlrnyezetuumlnkből kinyerhető energia milyenseacutege mennyiseacutege

Az energiaellaacutetaacutes a 21 szaacutezad ipari taacutersadalmainak kulcskeacuterdeacuteseacuteveacute vaacutelt A koumlrnyezeti

probleacutemaacutek legnagyobb reacutesze a fosszilis energiahordozoacutek eleacutegeteacuteseacutere vezethető vissza Az

aacuteltalunk az eacutevtizedek soraacuten egyre fokozottabban kiaknaacutezott fosszilis energiahordozoacutek sajnos

nem aacutellnak korlaacutetlan mennyiseacutegben a rendelkezeacutesuumlnkre ezeacutert időszerű maacutes alternatiacutevaacutek feleacute

tekinteni

Ezt az energetikai korszakvaacuteltaacutest az energiatakareacutekossaacuteg az energia racionaacutelis

koumlrnyezetbaraacutet hasznosiacutetaacutesa a meguacutejuloacute energiahordozoacutek fokozott meacuterteacutekű felhasznaacutelaacutesa

kell hogy jelentse

Ilyen alternatiacutevaacutet jelent a meguacutejuloacute energiaforraacutesok eacutes a nukleaacuteris energia hasznaacutelata A

meguacutejuloacute energiaforraacutesok koumlzeacute tartozik a napenergia a szeacutelenergia a kuumlloumlnboumlző formaacuteban

megjelenő biomassza a geotermikus energia eacutes a viacutezenergia A viacutezenergia felhasznaacutelaacutesa egyre

inkaacutebb taacutersadalmi eacutes oumlkoloacutegiai ellenaacutellaacutesba uumltkoumlzik ezeacutert a biomassza a szeacutelenergia illetve a

napenergia aacuteltal nyuacutejtott lehetőseacutegek fokozott kiaknaacutezaacutesa a ceacutel

Szakdolgozatomban előszoumlr a napenergiaacutet felhasznaacuteloacute technoloacutegiaacutek fizikai haacutettereacutevel

foglalkozom beleeacutertve a napsugaacuterzaacutes energetikai keacuterdeacuteseit a Foumlld energiahaacuteztartaacutesaacutet

Ezutaacuten a napenergia szolgaacuteltatta lehetőseacutegeket tekintem aacutet előszoumlr aacuteltalaacutenossaacutegban majd

a csalaacutedi haacutezakban kivitelezhető napenergiaacutet hasznosiacutetoacute berendezeacuteseket taacutergyalom

Megneacutezem hogy egy csalaacutedi haacutezban milyen megoldaacutesok kivitelezhetők napkollektoros

rendszerek eseteacuten oumlsszehasonliacutetom egyes ceacutegek aacuterajaacutenlataacutet eacutes szaacutemba veszem az oumlnerőből

leacutetrehozott kollektorok koumlltseacutegeit is Aacutettekintem a rendszer hataacutesfokaacutet eacutes a megteacuteruumlleacutesi időt

Szakdolgozatom szakmoacutedszertani reacuteszeacuteben a 7-11 eacutevfolyamos gyerekek koumlrnyezettudatos

neveleacuteseacutevel foglalkozom hogyan lehet a taniacutetaacutesban a fizikai alapokat az eleven koumlrnyezettel

uacutegy taacutersiacutetani hogy a gyerekek eacuterezzeacutek a kapcsolatot eacutes aktiacutevan vagy passziacutevan tenni

akarjanak koumlrnyezetuumlk joumlvőjuumlk veacutedelmeacuteben

3

1 A meguacutejuloacute energiaforraacutesok Napenergia

11 Napjaink taacutersadalmainak energiakeacuterdeacutese Mikor az energiakeacuterdeacutesről beszeacuteluumlnk a ma eacutelő emberiseacuteg alapvető probleacutemaacutejaacutet taacutergyaljuk

Ha nem aacutellna rendelkezeacutesre energia egeacutesz mai mindennapi eacuteletuumlnk civilizaacutecioacutenk leaacutellna

Nem lenne vilaacutegiacutetaacutes koumlzlekedeacutes hiacuterkoumlzleacutes leaacutellnaacutenak a gyaacuterak nem műkoumldne otthoni

haacuteztartaacutesunk

Az energiakeacuterdeacutes azt jelenti hogy az egyre noumlvekvő neacutepesseacuteg (előrejelzeacutesek szerint a Foumlld

lakossaacutegaacutenak leacutetszaacutema 2050-re 10 milliaacuterd koumlruumll lesz) eacutes a noumlvekvő energiaigeacuteny tovaacutebbaacute a

kimeruumllőben levő fosszilis energiakeacuteszlet mellett uacutegy kell biztosiacutetani a taacutersadalom

energiaellaacutetaacutesaacutet hogy az a lehető legkisebb kockaacutezattal jaacuterjon eacutes a koumlrnyezetuumlnket is oacutevjuk a

szennyezeacutesektől

A taacutersadalom noumlvekedeacutese elsősorban az uacuten fejlődő orszaacutegok reacutegioacuteira jellemző ami a

Foumlld neacutepesseacutegeacutenek kb 45-eacutet eacuterinti A fejlett orszaacutegokban az energiafelhasznaacutelaacutes csak kis

meacuterteacutekben nő ellenben az előbb emliacutetett fejlődő orszaacutegokban noumlvekedeacutes vaacuterhatoacute hiszen

termeacuteszetes a hozzaacutenk hasonloacute eacuteletsziacutenvonalhoz valoacute igeacutenyuumlk az ott eacutelőknek

Az energiakeacuterdeacutes sok megoldaacutesra vaacuteroacute probleacutemaacutet vet fel pl az energiaforraacutesok

megvaacutelasztaacutesa mikeacutent lehet a legjobb teljesiacutetmeacutenyt eleacuterni hogyan lehet az előaacutelliacutetott energiaacutet

taacuterolni aacutetalakiacutetani stb Ezeket a probleacutemaacutekat csak hosszuacute eacutevek kutataacutesi munkaacutejaacuteval lehet

megkoumlzeliacuteteni Fontos aacutetgondolni azt is hogy ezek a keacuterdeacutesek nemcsak termeacuteszettudomaacutenyos

ismereteket koumlvetelnek szuumlkseacuteg van a gazdasaacutegtudomaacutenyok eacutes taacutersadalomtudomaacutenyok

koumlzreműkoumldeacuteseacutere is

Jelenleg a fosszilis energiahordozoacutek felhasznaacutelaacutesa nagyobb meacuterteacutekű ezek a kőolaj a foumlldgaacutez

eacutes a szeacuten Jelentős szerepet toumllt be a villamos energiatermeleacutesben a nukleaacuteris energia

Az egyes energiahordozoacutek keacuteszleteinek csoumlkkeneacutese mellett probleacutemaacutet jelent hogy nem

egyenletesen hanem koncentraacuteltan oszlanak meg a Foumlldoumln ezeacutert elkeseredett kuumlzdelem folyik

a lelőhelyek birtoklaacutesaacuteeacutert

111 A fosszilis energiatermeleacutes probleacutemaacutei

Napjaink fosszilis energiatermeleacuteseacutenek 98-aacutet a szeacuten eacutes a szeacutenhidrogeacutenek eacutegeteacuteseacuteből

kapjuk

A szeacuten eacutegeacutesekor szeacutendioxid is keletkezik ami a levegőbe jutva koumlrnyezetszennyezeacutessel jaacuter

4

A Foumlld felsziacuteni hőmeacuterseacutekleteacutenek kialakiacutetaacutesaacuteban fontos szerep jut a leacutegkoumlr szeacutendioxid

koncentraacutecioacutejaacutenak Az iparosodaacutes előtt a koumlzeacutepkorban a levegő szeacutendioxid koncentraacutecioacuteja

295 ppm volt Napjainkban ez 320 ppm koumlruumlli eacuterteacutekre nőtt

A szeacutendioxid molekula 181013 Hz frekvenciaacuten elnyeli az infravoumlroumls sugaacuterzaacutest eacutes ez az

elektromaacutegneses energia aacutetalakul belső(mozgaacutesi) energiaacutevaacute

Emellett keacuten-eacutes nitrogeacuten-dioxid is felszabadulhat eacutes ezek a levegőneacutel nehezebb gaacutezok rontjaacutek

a levegő minőseacutegeacutet

Meguacutejuloacute energia felhasznaacutelaacutesok 2004

Meguacutejuloacute energia fajtaVillamosenergia-termeleacutes Hőhasznosiacutetaacutes

bull GWh TJeacutev TJeacutevbull Viacutez energia 2055 73980bull Szeacutel energia 56 2016bull Geotermia 3600bull Napkollektor 76bull Fotovillamos 01 036bull Tűzifa 17470bull Egyeacuteb szilaacuterd tuumlzelő 678 244080 5695bull Szennyviacutez tisztiacutetaacutesi gaacutez 22 7920 146bull Hőszivattyuacute 46bull Egyeacuteb noumlveacutenyi hull 8750bull Hulladeacutek eacutegeteacutes 54 19440 1179

Oumlsszesen 40439 TJeacutev

1 aacutebra Meguacutejuloacute energia felhasznaacutelaacutesok megoszlaacutesa 2004-ben (wwwkvvvmhu)

A fent laacutethatoacute taacuteblaacutezat a Magyarorszaacutegon toumlrteacutenő meguacutejuloacute energiafelhasznaacutelaacutesokroacutel ad

informaacutecioacutet 2004-ben az eacuteves energiahasznosiacutetaacutes 40439 TJeacutev volt ebből a napenergia 7636

TJeacutev-vel keacutepviseltette magaacutet ami az oumlssztermeleacutes kb 019-a Ez az eredmeacuteny azt mutatja

hogy a napenergia hasznosiacutetaacutesa meacuteg gyerekcipőben jaacuter fejleszteacutessel kollektoros rendszerek

kieacutepiacuteteacuteseacutevel sokkal jobb mutatoacutekat lehetne eleacuterni

12 A meguacutejuloacute energiaforraacutesok

A meguacutejuloacute energiaforraacutesok hasznaacutelataacutenak egyik fő ceacutelja a fenntarthatoacute fejlődeacutes

megvaloacutesiacutetaacutesa uacutegy hogy a termeacuteszet jelenlegi aacutellapotaacutet megőrizzuumlk Ennek jelentőseacutege a

fosszilis energiaforraacutesok kimeruumlleacuteseacutevel egyre nő Az uumlveghaacutezi gaacutezok (CO CO2 NOx CH4

SF6) kibocsaacutetaacutesaacutenak meacuterseacutekleacutese eacutes a koumlrnyezeti szennyezeacutesek (levegő talaj viacutez) elkeruumlleacutese

szinteacuten fontos szempont

5

1 A meguacutejuloacute energiaforraacutesok Napenergia

11 Napjaink taacutersadalmainak energiakeacuterdeacutese Mikor az energiakeacuterdeacutesről beszeacuteluumlnk a ma eacutelő emberiseacuteg alapvető probleacutemaacutejaacutet taacutergyaljuk

Ha nem aacutellna rendelkezeacutesre energia egeacutesz mai mindennapi eacuteletuumlnk civilizaacutecioacutenk leaacutellna

Nem lenne vilaacutegiacutetaacutes koumlzlekedeacutes hiacuterkoumlzleacutes leaacutellnaacutenak a gyaacuterak nem műkoumldne otthoni

haacuteztartaacutesunk

Az energiakeacuterdeacutes azt jelenti hogy az egyre noumlvekvő neacutepesseacuteg (előrejelzeacutesek szerint a Foumlld

lakossaacutegaacutenak leacutetszaacutema 2050-re 10 milliaacuterd koumlruumll lesz) eacutes a noumlvekvő energiaigeacuteny tovaacutebbaacute a

kimeruumllőben levő fosszilis energiakeacuteszlet mellett uacutegy kell biztosiacutetani a taacutersadalom

energiaellaacutetaacutesaacutet hogy az a lehető legkisebb kockaacutezattal jaacuterjon eacutes a koumlrnyezetuumlnket is oacutevjuk a

szennyezeacutesektől

A taacutersadalom noumlvekedeacutese elsősorban az uacuten fejlődő orszaacutegok reacutegioacuteira jellemző ami a

Foumlld neacutepesseacutegeacutenek kb 45-eacutet eacuterinti A fejlett orszaacutegokban az energiafelhasznaacutelaacutes csak kis

meacuterteacutekben nő ellenben az előbb emliacutetett fejlődő orszaacutegokban noumlvekedeacutes vaacuterhatoacute hiszen

termeacuteszetes a hozzaacutenk hasonloacute eacuteletsziacutenvonalhoz valoacute igeacutenyuumlk az ott eacutelőknek

Az energiakeacuterdeacutes sok megoldaacutesra vaacuteroacute probleacutemaacutet vet fel pl az energiaforraacutesok

megvaacutelasztaacutesa mikeacutent lehet a legjobb teljesiacutetmeacutenyt eleacuterni hogyan lehet az előaacutelliacutetott energiaacutet

taacuterolni aacutetalakiacutetani stb Ezeket a probleacutemaacutekat csak hosszuacute eacutevek kutataacutesi munkaacutejaacuteval lehet

megkoumlzeliacuteteni Fontos aacutetgondolni azt is hogy ezek a keacuterdeacutesek nemcsak termeacuteszettudomaacutenyos

ismereteket koumlvetelnek szuumlkseacuteg van a gazdasaacutegtudomaacutenyok eacutes taacutersadalomtudomaacutenyok

koumlzreműkoumldeacuteseacutere is

Jelenleg a fosszilis energiahordozoacutek felhasznaacutelaacutesa nagyobb meacuterteacutekű ezek a kőolaj a foumlldgaacutez

eacutes a szeacuten Jelentős szerepet toumllt be a villamos energiatermeleacutesben a nukleaacuteris energia

Az egyes energiahordozoacutek keacuteszleteinek csoumlkkeneacutese mellett probleacutemaacutet jelent hogy nem

egyenletesen hanem koncentraacuteltan oszlanak meg a Foumlldoumln ezeacutert elkeseredett kuumlzdelem folyik

a lelőhelyek birtoklaacutesaacuteeacutert

111 A fosszilis energiatermeleacutes probleacutemaacutei

Napjaink fosszilis energiatermeleacuteseacutenek 98-aacutet a szeacuten eacutes a szeacutenhidrogeacutenek eacutegeteacuteseacuteből

kapjuk

A szeacuten eacutegeacutesekor szeacutendioxid is keletkezik ami a levegőbe jutva koumlrnyezetszennyezeacutessel jaacuter

4

A Foumlld felsziacuteni hőmeacuterseacutekleteacutenek kialakiacutetaacutesaacuteban fontos szerep jut a leacutegkoumlr szeacutendioxid

koncentraacutecioacutejaacutenak Az iparosodaacutes előtt a koumlzeacutepkorban a levegő szeacutendioxid koncentraacutecioacuteja

295 ppm volt Napjainkban ez 320 ppm koumlruumlli eacuterteacutekre nőtt

A szeacutendioxid molekula 181013 Hz frekvenciaacuten elnyeli az infravoumlroumls sugaacuterzaacutest eacutes ez az

elektromaacutegneses energia aacutetalakul belső(mozgaacutesi) energiaacutevaacute

Emellett keacuten-eacutes nitrogeacuten-dioxid is felszabadulhat eacutes ezek a levegőneacutel nehezebb gaacutezok rontjaacutek

a levegő minőseacutegeacutet

Meguacutejuloacute energia felhasznaacutelaacutesok 2004

Meguacutejuloacute energia fajtaVillamosenergia-termeleacutes Hőhasznosiacutetaacutes

bull GWh TJeacutev TJeacutevbull Viacutez energia 2055 73980bull Szeacutel energia 56 2016bull Geotermia 3600bull Napkollektor 76bull Fotovillamos 01 036bull Tűzifa 17470bull Egyeacuteb szilaacuterd tuumlzelő 678 244080 5695bull Szennyviacutez tisztiacutetaacutesi gaacutez 22 7920 146bull Hőszivattyuacute 46bull Egyeacuteb noumlveacutenyi hull 8750bull Hulladeacutek eacutegeteacutes 54 19440 1179

Oumlsszesen 40439 TJeacutev

1 aacutebra Meguacutejuloacute energia felhasznaacutelaacutesok megoszlaacutesa 2004-ben (wwwkvvvmhu)

A fent laacutethatoacute taacuteblaacutezat a Magyarorszaacutegon toumlrteacutenő meguacutejuloacute energiafelhasznaacutelaacutesokroacutel ad

informaacutecioacutet 2004-ben az eacuteves energiahasznosiacutetaacutes 40439 TJeacutev volt ebből a napenergia 7636

TJeacutev-vel keacutepviseltette magaacutet ami az oumlssztermeleacutes kb 019-a Ez az eredmeacuteny azt mutatja

hogy a napenergia hasznosiacutetaacutesa meacuteg gyerekcipőben jaacuter fejleszteacutessel kollektoros rendszerek

kieacutepiacuteteacuteseacutevel sokkal jobb mutatoacutekat lehetne eleacuterni

12 A meguacutejuloacute energiaforraacutesok

A meguacutejuloacute energiaforraacutesok hasznaacutelataacutenak egyik fő ceacutelja a fenntarthatoacute fejlődeacutes

megvaloacutesiacutetaacutesa uacutegy hogy a termeacuteszet jelenlegi aacutellapotaacutet megőrizzuumlk Ennek jelentőseacutege a

fosszilis energiaforraacutesok kimeruumlleacuteseacutevel egyre nő Az uumlveghaacutezi gaacutezok (CO CO2 NOx CH4

SF6) kibocsaacutetaacutesaacutenak meacuterseacutekleacutese eacutes a koumlrnyezeti szennyezeacutesek (levegő talaj viacutez) elkeruumlleacutese

szinteacuten fontos szempont

5

A Foumlld felsziacuteni hőmeacuterseacutekleteacutenek kialakiacutetaacutesaacuteban fontos szerep jut a leacutegkoumlr szeacutendioxid

koncentraacutecioacutejaacutenak Az iparosodaacutes előtt a koumlzeacutepkorban a levegő szeacutendioxid koncentraacutecioacuteja

295 ppm volt Napjainkban ez 320 ppm koumlruumlli eacuterteacutekre nőtt

A szeacutendioxid molekula 181013 Hz frekvenciaacuten elnyeli az infravoumlroumls sugaacuterzaacutest eacutes ez az

elektromaacutegneses energia aacutetalakul belső(mozgaacutesi) energiaacutevaacute

Emellett keacuten-eacutes nitrogeacuten-dioxid is felszabadulhat eacutes ezek a levegőneacutel nehezebb gaacutezok rontjaacutek

a levegő minőseacutegeacutet

Meguacutejuloacute energia felhasznaacutelaacutesok 2004

Meguacutejuloacute energia fajtaVillamosenergia-termeleacutes Hőhasznosiacutetaacutes

bull GWh TJeacutev TJeacutevbull Viacutez energia 2055 73980bull Szeacutel energia 56 2016bull Geotermia 3600bull Napkollektor 76bull Fotovillamos 01 036bull Tűzifa 17470bull Egyeacuteb szilaacuterd tuumlzelő 678 244080 5695bull Szennyviacutez tisztiacutetaacutesi gaacutez 22 7920 146bull Hőszivattyuacute 46bull Egyeacuteb noumlveacutenyi hull 8750bull Hulladeacutek eacutegeteacutes 54 19440 1179

Oumlsszesen 40439 TJeacutev

1 aacutebra Meguacutejuloacute energia felhasznaacutelaacutesok megoszlaacutesa 2004-ben (wwwkvvvmhu)

A fent laacutethatoacute taacuteblaacutezat a Magyarorszaacutegon toumlrteacutenő meguacutejuloacute energiafelhasznaacutelaacutesokroacutel ad

informaacutecioacutet 2004-ben az eacuteves energiahasznosiacutetaacutes 40439 TJeacutev volt ebből a napenergia 7636

TJeacutev-vel keacutepviseltette magaacutet ami az oumlssztermeleacutes kb 019-a Ez az eredmeacuteny azt mutatja

hogy a napenergia hasznosiacutetaacutesa meacuteg gyerekcipőben jaacuter fejleszteacutessel kollektoros rendszerek

kieacutepiacuteteacuteseacutevel sokkal jobb mutatoacutekat lehetne eleacuterni

12 A meguacutejuloacute energiaforraacutesok

A meguacutejuloacute energiaforraacutesok hasznaacutelataacutenak egyik fő ceacutelja a fenntarthatoacute fejlődeacutes

megvaloacutesiacutetaacutesa uacutegy hogy a termeacuteszet jelenlegi aacutellapotaacutet megőrizzuumlk Ennek jelentőseacutege a

fosszilis energiaforraacutesok kimeruumlleacuteseacutevel egyre nő Az uumlveghaacutezi gaacutezok (CO CO2 NOx CH4

SF6) kibocsaacutetaacutesaacutenak meacuterseacutekleacutese eacutes a koumlrnyezeti szennyezeacutesek (levegő talaj viacutez) elkeruumlleacutese

szinteacuten fontos szempont

5

Az alternatiacutev energiahordozoacutek a napenergia direkt eacutes indirekt felhasznaacutelaacutesa a szeacutelenergia a

viacutezienergia a geotermikus energia eacutes az aacuterapaacutely energia

Az alaacutebbi diagrammon a vilaacuteg energiafogyasztaacutesaacutenak becsleacuteseacuteről laacutethatunk adatokat az

elkoumlvetkezendő eacutevtizedekre Az aacutebraacuteboacutel kivehető hogy a kőolaj a szeacuten eacutes a foumlldgaacutez

hasznosiacutetaacutesa csoumlkkeni fog miacuteg a meguacutejuloacute energiaforraacutesok kiaknaacutezaacutesa jelentős meacuterteacutekű

noumlvekedeacutest mutat Iacutegy a citromsaacutergaacuteval jeloumllt napenergia reacuteszveacutetele az energiafogyasztaacutesban

2060-ra akaacuter 200-300 Exajoule is lehet eacutevente

A VILAacuteG ENERGIAFOGYASZTAacuteSA 2060-IG

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060

Eacutev

Ener

giaf

ogya

sztaacute

s (E

xajo

ule

eacutev) egyeacuteb

aacuter-apaacutely energia

napenergia

uacutej biomassza

szeacutelenergia

viacutezenergia

hagyomaacutenyos biomassza

atomenergia

foumlldgaacutez

kőolaj

szeacuten

2 aacutebra A vilaacuteg energiafogyasztaacutesa 2060-ig (wwwkvvvmhu)

121 Napenergia

A napenergia direkt felhasznaacutelaacutesa a napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacutet

maacutesodlagos energiahordozoacutevaacute alakiacutetja napelemek segiacutetseacutegeacutevel

Magyarorszaacutegon a napsugaacuterzaacutes aacutetlagos eacutevi oumlsszegeacutenek maximaacutelis

eacuterteacuteke eleacuteri az 1300 kWhm2 -t nem szaacutemolva a felhők eacutes az eacutejszakai

perioacutedus teljesiacutetmeacuteny kieseacuteseacutet

A napenergia hasznosiacutetaacutesaacutenak keacutet alapvető moacutedja a napelemek eacutes napkollektorok

hasznaacutelata A napelemek a napfeacutenyt elektromos egyenaacuterammaacute alakiacutetjaacutek amely ezutaacuten

tetszőleges ceacutelokra felhasznaacutelhatoacute A napelemek aacuteltalaacuteban 15-18-os hataacutesfokkal alakiacutetjaacutek aacutet

az energiaacutet aacuterammaacute

6

A napkollektorok a Nap sugaacuterzoacute hőenergiaacutejaacutet gyűjtik be Az iacutegy előaacutelliacutetott melegviacutez

eacutepuumlletek foacuteliasaacutetrak medenceacutek uumlveghaacutezak fűteacuteseacutere fűteacutesraacutesegiacuteteacutesre vagy hasznaacutelati

melegviacutezkeacutent nyerhet alkalmazaacutest

Nem direkt napenergia a viacutezierőművekben szeacutelerőművekben felhasznaacutelt energia a

hullaacutemenergia eacutes a biotoumlmegben taacuterolt energia

122 Szeacutelenergia

A napenergia maacutesodlagos formaacuteja szeacutelenergiakeacutent is megjelenik

azzal hogy a foumlldet eacuterő napsugarak a leacutegkoumlrt kuumlloumlnboumlző meacuterteacutekben

felmelegiacutetve leacutegnyomaacuteskuumlloumlnbseacuteget okoznak Ez a

nyomaacuteskuumlloumlnbseacuteg eacutes a Foumlld forgaacutesa miatti uacuten Coriolis-erő hataacutesaacutera

a levegő mozgaacutesba joumln szeacutel taacutemad 1000m felett aacuteltalaacuteban aacutellandoacute

a szeacutel mozgaacutesa de felsziacutenkoumlzelben suacuterloacutedaacutesok eacutes oumlrveacutenyleacutesek okozta ingadozaacutesok

figyelhetők meg ezeacutert a szeacutel iraacutenya eacutes sebesseacutege időben vaacuteltozik

A napenergiaacutenak eacuteves szinten csak 15-25-a fordiacutetoacutedik a leacutegmozgaacutes fenntartaacutesaacutera eacutes

ennek mindoumlssze 3-a hasznosiacutethatoacute a Foumlldoumln A szeacutel mozgaacutesi energiaacuteja legerősebb nyiacutelt

videacuteken fennsiacutekokon lapos dombokon tengerpartokon tehaacutet erősen sebesseacutegfuumlggő

Hasznosiacutetaacutesa eacutevi 6 ms lineaacuteris aacutetlagsebesseacuteg felett ajaacutenlhatoacute Magyarorszaacuteg adottsaacutegai nem

biztosiacutetjaacutek ezt az eacuterteacuteket A szeacutelerőgeacutepeknek szaacutemos tiacutepusa kuumlloumlnboumlző nagysaacutega

(teljesiacutetmeacutenye) ismeretes kezdve a szeacutelmalmokkal (3000 eacutev oacuteta) majd a jelenlegi

kisteljesiacutetmeacutenyű 15-10 kW-os szeacutelmotoroktoacutel a szeacutelerőművekig (10-10 MW teljesiacutetmeacuteny)

123 Viacutezenergia

A viacutez energiaacutejaacutenak hasznosiacutetaacutesa a toumlrteacutenelmi időkre nyuacutelik vissza

A reacutegi kultuacuteraacutekban Egyiptomban Kiacutenaacuteban eacutes Mezopotaacutemiaacuteban a

mezőgazdasaacutegi teruumlletek oumlntoumlzeacuteseacutere eacutes ivoacuteviacutez ellaacutetaacutesra viacutezkereket

alkalmaztak A roacutemai időkben jelentek meg a viacutezimalmok

uacuteszoacutemalmok melyek part menti taacutersaikhoz hasonloacutean gabonaacutet

őroumlltek

7

1830-toacutel az első viacutezturbinaacutek megjeleneacutese kiszoriacutetotta a viacutezkerekeket A turbinaacutek a nagy eseacutesű

eacutes nagy energiaacutejuacute vizet is tudtaacutek hasznosiacutetani eacutes keacutesőbb a Siemens aacuteltal tervezett generaacutetor

segiacutetseacutegeacutevel villamos aacuterammaacute tudtaacutek alakiacutetani mozgaacutesi energiaacutejukat

A villamosipar fejlődeacuteseacutevel teacutert hoacutediacutetottak a viacutezierőművek melyek a viacutezfolyaacutesok tavak

tengerek mechanikai energiakeacuteszleteacutet villamos energiaacutevaacute (reacutegebben koumlzvetlenuumll mechanikai

energiaacutevaacute) alakiacutetoacute műszaki leacutetesiacutetmeacutenyek

A hasznosiacutethatoacute energia noumlveleacutese eacuterdekeacuteben a vizet duzzasztjaacutek esetleg taacuteroljaacutek eacutes az 1

keacutepen laacutethatoacutehoz hasonloacute viacutezerőtelepen a turbinaacutekra ejtik amelyek generaacutetort hajtva

termelnek villamos aacuteramot A viacutezierőművek oumlsszteljesiacutetmeacutenye potenciaacutelisan 20 TW lehet

ebből legfeljebb 22 TW hasznosiacutethatoacute ami 69EJeacutev

wwwnyfhu

1 keacutep Gaacutetrendszer

A viacutezenergia felhasznaacutelaacutesaacutenak elve

A viacutezenergia a napenergia egy aacutetteacuteteles formaacutejaacutenak tekinthető mivel a felsziacuteni vizek

felmelegiacuteteacuteseacutevel paacuterologtataacutes uacutetjaacuten vizet juttat a leacutegkoumlrbe A paacutera kicsapoacutedik eacutes csapadeacutek

formaacutejaacuteban visszahullik a felsziacutenre A koumlrfolyamat soraacuten a viacutez helyzeti energiaacuteval rendelkezik

a tenger szintje foumlloumltt ezt hasznaacuteljuk ki energianyereacutesre Ez az energia lehet koumlzvetlen

mozgaacutesi (kinetikus) energia folyoacuteviacutez eseteacuten vagy potenciaacutelis mozgaacutesi energia (viacuteztaacuterozoacute

eseteacuten) A keacutet energia alkalmazaacutesa koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg a lenti keacutepeken laacutethatoacute

8

1830-toacutel az első viacutezturbinaacutek megjeleneacutese kiszoriacutetotta a viacutezkerekeket A turbinaacutek a nagy eseacutesű

eacutes nagy energiaacutejuacute vizet is tudtaacutek hasznosiacutetani eacutes keacutesőbb a Siemens aacuteltal tervezett generaacutetor

segiacutetseacutegeacutevel villamos aacuterammaacute tudtaacutek alakiacutetani mozgaacutesi energiaacutejukat

A villamosipar fejlődeacuteseacutevel teacutert hoacutediacutetottak a viacutezierőművek melyek a viacutezfolyaacutesok tavak

tengerek mechanikai energiakeacuteszleteacutet villamos energiaacutevaacute (reacutegebben koumlzvetlenuumll mechanikai

energiaacutevaacute) alakiacutetoacute műszaki leacutetesiacutetmeacutenyek

A hasznosiacutethatoacute energia noumlveleacutese eacuterdekeacuteben a vizet duzzasztjaacutek esetleg taacuteroljaacutek eacutes az 1

keacutepen laacutethatoacutehoz hasonloacute viacutezerőtelepen a turbinaacutekra ejtik amelyek generaacutetort hajtva

termelnek villamos aacuteramot A viacutezierőművek oumlsszteljesiacutetmeacutenye potenciaacutelisan 20 TW lehet

ebből legfeljebb 22 TW hasznosiacutethatoacute ami 69EJeacutev

wwwnyfhu

1 keacutep Gaacutetrendszer

A viacutezenergia felhasznaacutelaacutesaacutenak elve

A viacutezenergia a napenergia egy aacutetteacuteteles formaacutejaacutenak tekinthető mivel a felsziacuteni vizek

felmelegiacuteteacuteseacutevel paacuterologtataacutes uacutetjaacuten vizet juttat a leacutegkoumlrbe A paacutera kicsapoacutedik eacutes csapadeacutek

formaacutejaacuteban visszahullik a felsziacutenre A koumlrfolyamat soraacuten a viacutez helyzeti energiaacuteval rendelkezik

a tenger szintje foumlloumltt ezt hasznaacuteljuk ki energianyereacutesre Ez az energia lehet koumlzvetlen

mozgaacutesi (kinetikus) energia folyoacuteviacutez eseteacuten vagy potenciaacutelis mozgaacutesi energia (viacuteztaacuterozoacute

eseteacuten) A keacutet energia alkalmazaacutesa koumlzoumltti kuumlloumlnbseacuteg a lenti keacutepeken laacutethatoacute

8

3 aacutebra Viacutezkereacutek műkoumldeacutese mozgaacutesi

energiaacuteval

( Forraacutes wwwkekenergiahu )

4 aacutebra Viacutezkereacutek műkoumldeacutese helyzeti

energiaacuteval

( Forraacutes wwwkekenergiahu )

A 3 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a viacutezkereacutek folyoacuteba helyezeacuteseacutevel a koumlzvetlen mozgaacutesi energia

hasznosul A 4 aacutebraacuten a vizet vezetjuumlk raacute a viacutezkereacutekre ezaacuteltal hasznosiacutetva a viacutez helyzeti

energiaacutejaacutet Ez egy elfogadottabb eacutes hateacutekonyabb moacutedszer melynek tovaacutebbfejlesztett vaacuteltozata

a viacutezturbina

124 Geotermikus energia

A geotermikus energia maacutes neacuteven foumlldhő a magmaacuteboacutel ered eacutes a

foumlldkeacutereg koumlzvetiacuteti a felsziacuten feleacute A foumlldi hő-aacuteramban meghataacuterozott

szintig jut el eacutes ott a kőzetekben illetve a poacuterusviacutezben taacuteroloacutedik mint

termikus energia A hő felsziacutenre jutaacutesa az akadaacutelykeacutent eleacute keruumllő

kőzetek vastagsaacutegaacutetoacutel milyenseacutegeacutetől fuumlgg Szűkebb eacutertelemben a

felsziacuten alatti viacutez hőtartalmaacuteban rejlő energia ui a geotermikus energia

jelenleg gazdasaacutegosan csak heacuteviacutez koumlzvetiacuteteacuteseacutevel hasznosiacutethatoacute amit a

viacutez nagy hő-kapacitaacutesa tesz lehetőveacute

A Kaacuterpaacutet-medence ilyen szempontboacutel szerencseacutes elhelyezkedeacutesű uumlledeacutekes eredetű

viacuteztaacuterozoacute poroacutezus kőzetekből aacutell melyek joacute hővezető keacutepesseacuteggel rendelkeznek

Magyarorszaacuteg koumlzismerten gazdag heacutevizekben kuumlloumlnoumlsen a Duna-Tisza koumlzeacuten eacutes a

Nagyalfoumlldoumln jelentős a heacuteviacutezkeacuteszlet

9

Felsziacutenre hozatala toumlrteacutenhet meacutelyfuacuteraacutessal hő formaacutejaacuteban a leggyakrabban azonban gőz

vagy termaacutelviacutez koumlzvetiacuteteacuteseacutevel Ahol gőz hozhatoacute fel ott a geotermikus energiaacuteval elektromos

aacuteram termelhető baacuter keveacutes ilyen hellyel rendelkezuumlnk (pl USA Izland Uacutej-Zeacuteland)

A geotermikus energia előnye hogy a napenergiaacutehoz hasonloacutean korlaacutetlan viszont azzal

ellenteacutetben nem szakaszosan hanem folytonosan eacuterkező energiaforraacutes Nem szennyezi a

levegőt eacutes olcsoacuten kitermelhető Termaacutelviacutez formaacutejaacuteban kiapadhatatlan felteacuteve hogy

visszapoacutetlaacutes toumlrteacutenik a hő kinyereacutes utaacuten

Haacutetraacuteny hogy a termaacutelvizek magas soacutetartalmuk miatt a talaj eacutes a befogadoacute vizek minőseacutegeacutet

ronthatjaacutek viszont nagy előnyuumlk hogy - szaacutemos talajviacutezzel szemben - ipari vagy maacutes humaacuten

teveacutekenyseacutegből szaacutermazoacute szennyezeacuteseket nem tartalmaznak

A geotermikus energiaacutet sokfeacutelekeacuteppen lehet hasznosiacutetani belső terek fűteacuteseacutere melegviacutez-

szolgaacuteltataacutesra termaacutelfuumlrdőkben ipari ceacutelokra eacutes a mezőgazdasaacutegban

125 Aacuterapaacutely energia

A tengerjaacuteraacutes a Foumlldet koumlruumllvevő viacutezburok napi keacutetszeri szintvaacuteltozaacutesa amelyet a Nap eacutes a

Hold toumlmegvonzaacutesa okoz Megfelelő gaacutetrendszerek mellett ez a szintvaacuteltozaacutes kb 300 kW

teljesiacutetmeacutenyű viacutezturbinaacutekkal elektromos energiatermeleacutesre hasznosiacutethatoacute A gaacutet keacutet oldala

koumlzoumltti viacutezszint kuumlloumlnbseacutegből ered a potenciaacutelis energia ami kinetikus energiaacutevaacute alakul

ahogy a viacutez aacutetfolyik a turbinaacuten A turbina meghajtja a generaacutetort ami elektromos aacuteramot

termel Az erőmű aacuteltal termelt teljesiacutetmeacuteny az aacuter eacutes az apaacutely koumlzoumltti viacutezszint kuumlloumlnbseacuteg

neacutegyzeteacutevel egyenlő

13 A napenergia hasznosiacutethatoacutesaacutegaacutenak aacutettekinteacutese

NAPSUGAacuteRZAacuteS

(Forraacutes wwwnaplopohu)

10

A fent laacutethatoacute aacutebraacuten levezetett csoportosiacutetaacutesboacutel a napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacutenak koumlzvetett

felhasznaacutelaacutesaacutet az előbbi fejezetben taacutergyaltam Most a koumlzvetlen felhasznaacutelaacutesi moacutedokat

mutatom be

131 Passziacutev napenergia hasznosiacutetaacutes

A napenergia passziacutev hasznosiacutetaacutesakor nem hasznaacutelunk kuumlloumln berendezeacutest a napenergia

felfogaacutesaacutera Ez a moacutedszer az eacutepiacuteteacuteszetben aknaacutezhatoacute ki

Toumlbb-kevesebb hataacutesfokkal minden eacutepuumllet hasznosiacutetja a raacuteeső napsugarak energiaacutejaacutet Ez a

toumlrteacutenelmi korok soraacuten hol jobban kihasznaacuteltaacutek hol teljesen haacutetteacuterbe szorult az eacutepuumlletek

koumlrnyezetbe illeszteacutese Passziacutev hasznosiacutetaacuteskor leacutenyeges szempont hogy milyen eacuteghajlatuacute

teruumlleten vagyunk Maacuteskeacutent lehet hasznosiacutetani az energiaacutet egy egyenliacutetőhoumlz koumlzeli troacutepusi

eacuteghajlatuacute teruumlleten mint az eacuteszaki orszaacutegokban ahol meacuteg nyaacuteron is fűteni kell vagy pl a

meacuterseacutekelt eacuteghajlatuacute hazaacutenkban ahol teacutelen keveacutes nyaacuteron pedig sok napenergia aacutell

rendelkezeacutesre Magyarorszaacutegon az elmuacutelt eacutevtizedekben nem hagyott nyomot az eacutepiacuteteacuteszetben

ez a lehetőseacuteg melynek eredmeacutenyekeacutent a rossz taacutejolaacutesuacute eacutepuumlletekneacutel eacutes a tuacutel kicsire meacuteretezett ablakfeluumlletek koumlvetkezteacuteben alacsony a napenergiaacuteboacutel befoghatoacute energiamennyiseacuteg iacutegy

magasabbak a fűteacutesi koumlltseacutegek Ugyanakkor egyes eacutepuumlletekben nyaacuteron tuacutelmelegedeacutes

tapasztalhatoacute ezzel csoumlkkentve az ott eacutelők komfort eacuterzeteacutet

A passziacutev energiahasznosiacutetaacutes feladata

A fent leiacutertakboacutel eacuterzeacutekelhető a passziacutev energia hasznosiacutetaacutes feladata az eacutepuumllet ne melegedjen

tuacutel a nyaacuteri napsuumlteacutesben viszont az eacuteghajlat adta keretek koumlzoumltt optimaacutelisan hasznosiacutetsa a

napboacutel eacuterkező energiaacutet Az alaacutebbi aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a napkollektorok illetve napelemek aacuteltal

begyűjthető energia mennyiseacutege nagyban fuumlgg a berendezeacutesek taacutejolaacutesaacutetoacutel eacutes dőleacutesszoumlgeacutenek

beaacutelliacutetaacutesaacutetoacutel Energiahasznosiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel a deacuteli taacutejolaacutes a legkedvezőbb A dőleacutesszoumlg

optimaacutelis eacuterteacuteke az uumlzemelteteacutes időszakaacutetoacutel fuumlgg Egeacutesz eacutevi műkoumldteteacutes eseteacuten a budapesti

aacutetlagos sugaacuterzaacutesi adatokat figyelembe veacuteve a viacutezszintessel bezaacutert 435 fokos dőleacutesszoumlgű

beaacutelliacutetaacutes az optimaacutelis Nyaacuteron az elteacuterő napmagassaacutegok miatt mindoumlssze 185 fok teacutelen 762

fok ez az eacuterteacutek Aacuteltalaacuteban 30-60deg-os dőleacutesszoumlget szokaacutes alkalmazni

11

5 aacutebra A Napenergia passziacutev hasznosiacutetaacutesa

( Forraacutes wwwokotajhu )

A passziacutev napenergia hasznosiacutetaacutes felteacutetelei

A passziacutev napenergia hasznosiacutetaacutes a koumlvetkező felteacutetelekhez koumltoumltt

bull A napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema magas legyen

bull A napsuumlteacutesnek el kell eacuternie az eacutepuumlletet

bull Az eacutepuumlletnek tudnia kell a sugaacuterzaacutest hasznosiacutetani

bull Fontos hogy alkalmas legyen a hasznosiacutetott hő taacuterolaacutesaacutera eacutes a fűtendő teacuterbe valoacute

koumlzvetiacuteteacuteseacutere

Előfordul hogy ezek a felteacutetelek nem teljesuumllnek ezeacutert az eacutepuumlletet nem lehet passziacutev

napenergia hasznosiacutetaacutesra tervezni

A passziacutev napenergia hasznosiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel a tervezeacutes soraacuten koumlvetkezőket fontos

figyelembe venni

bull telepuumlleacutesi szinten

o az eacutepuumlletek megfelelő taacutejolhatoacutesaacutega eacuterdekeacuteben az utak optimaacutelis

nyomvonalvezeteacutese

o a beeacutepiacuteteacutesi taacutevolsaacutegok meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a benapozaacutes figyelembe veacutetele

o megfelelő aacuternyeacutekoloacute noumlveacutenyzet telepiacuteteacutese amely nyaacuteri időszakban veacutedi az

eacutepuumlleteket az erős napsugaacuterzaacutestoacutel

bull eacutepiacutetmeacutenyi szinten

12

A fent laacutethatoacute aacutebraacuten levezetett csoportosiacutetaacutesboacutel a napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacutenak koumlzvetett

felhasznaacutelaacutesaacutet az előbbi fejezetben taacutergyaltam Most a koumlzvetlen felhasznaacutelaacutesi moacutedokat

mutatom be

131 Passziacutev napenergia hasznosiacutetaacutes

A napenergia passziacutev hasznosiacutetaacutesakor nem hasznaacutelunk kuumlloumln berendezeacutest a napenergia

felfogaacutesaacutera Ez a moacutedszer az eacutepiacuteteacuteszetben aknaacutezhatoacute ki

Toumlbb-kevesebb hataacutesfokkal minden eacutepuumllet hasznosiacutetja a raacuteeső napsugarak energiaacutejaacutet Ez a

toumlrteacutenelmi korok soraacuten hol jobban kihasznaacuteltaacutek hol teljesen haacutetteacuterbe szorult az eacutepuumlletek

koumlrnyezetbe illeszteacutese Passziacutev hasznosiacutetaacuteskor leacutenyeges szempont hogy milyen eacuteghajlatuacute

teruumlleten vagyunk Maacuteskeacutent lehet hasznosiacutetani az energiaacutet egy egyenliacutetőhoumlz koumlzeli troacutepusi

eacuteghajlatuacute teruumlleten mint az eacuteszaki orszaacutegokban ahol meacuteg nyaacuteron is fűteni kell vagy pl a

meacuterseacutekelt eacuteghajlatuacute hazaacutenkban ahol teacutelen keveacutes nyaacuteron pedig sok napenergia aacutell

rendelkezeacutesre Magyarorszaacutegon az elmuacutelt eacutevtizedekben nem hagyott nyomot az eacutepiacuteteacuteszetben

ez a lehetőseacuteg melynek eredmeacutenyekeacutent a rossz taacutejolaacutesuacute eacutepuumlletekneacutel eacutes a tuacutel kicsire meacuteretezett ablakfeluumlletek koumlvetkezteacuteben alacsony a napenergiaacuteboacutel befoghatoacute energiamennyiseacuteg iacutegy

magasabbak a fűteacutesi koumlltseacutegek Ugyanakkor egyes eacutepuumlletekben nyaacuteron tuacutelmelegedeacutes

tapasztalhatoacute ezzel csoumlkkentve az ott eacutelők komfort eacuterzeteacutet

A passziacutev energiahasznosiacutetaacutes feladata

A fent leiacutertakboacutel eacuterzeacutekelhető a passziacutev energia hasznosiacutetaacutes feladata az eacutepuumllet ne melegedjen

tuacutel a nyaacuteri napsuumlteacutesben viszont az eacuteghajlat adta keretek koumlzoumltt optimaacutelisan hasznosiacutetsa a

napboacutel eacuterkező energiaacutet Az alaacutebbi aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a napkollektorok illetve napelemek aacuteltal

begyűjthető energia mennyiseacutege nagyban fuumlgg a berendezeacutesek taacutejolaacutesaacutetoacutel eacutes dőleacutesszoumlgeacutenek

beaacutelliacutetaacutesaacutetoacutel Energiahasznosiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel a deacuteli taacutejolaacutes a legkedvezőbb A dőleacutesszoumlg

optimaacutelis eacuterteacuteke az uumlzemelteteacutes időszakaacutetoacutel fuumlgg Egeacutesz eacutevi műkoumldteteacutes eseteacuten a budapesti

aacutetlagos sugaacuterzaacutesi adatokat figyelembe veacuteve a viacutezszintessel bezaacutert 435 fokos dőleacutesszoumlgű

beaacutelliacutetaacutes az optimaacutelis Nyaacuteron az elteacuterő napmagassaacutegok miatt mindoumlssze 185 fok teacutelen 762

fok ez az eacuterteacutek Aacuteltalaacuteban 30-60deg-os dőleacutesszoumlget szokaacutes alkalmazni

11

5 aacutebra A Napenergia passziacutev hasznosiacutetaacutesa

( Forraacutes wwwokotajhu )

A passziacutev napenergia hasznosiacutetaacutes felteacutetelei

A passziacutev napenergia hasznosiacutetaacutes a koumlvetkező felteacutetelekhez koumltoumltt

bull A napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema magas legyen

bull A napsuumlteacutesnek el kell eacuternie az eacutepuumlletet

bull Az eacutepuumlletnek tudnia kell a sugaacuterzaacutest hasznosiacutetani

bull Fontos hogy alkalmas legyen a hasznosiacutetott hő taacuterolaacutesaacutera eacutes a fűtendő teacuterbe valoacute

koumlzvetiacuteteacuteseacutere

Előfordul hogy ezek a felteacutetelek nem teljesuumllnek ezeacutert az eacutepuumlletet nem lehet passziacutev

napenergia hasznosiacutetaacutesra tervezni

A passziacutev napenergia hasznosiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel a tervezeacutes soraacuten koumlvetkezőket fontos

figyelembe venni

bull telepuumlleacutesi szinten

o az eacutepuumlletek megfelelő taacutejolhatoacutesaacutega eacuterdekeacuteben az utak optimaacutelis

nyomvonalvezeteacutese

o a beeacutepiacuteteacutesi taacutevolsaacutegok meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a benapozaacutes figyelembe veacutetele

o megfelelő aacuternyeacutekoloacute noumlveacutenyzet telepiacuteteacutese amely nyaacuteri időszakban veacutedi az

eacutepuumlleteket az erős napsugaacuterzaacutestoacutel

bull eacutepiacutetmeacutenyi szinten

12

5 aacutebra A Napenergia passziacutev hasznosiacutetaacutesa

( Forraacutes wwwokotajhu )

A passziacutev napenergia hasznosiacutetaacutes felteacutetelei

A passziacutev napenergia hasznosiacutetaacutes a koumlvetkező felteacutetelekhez koumltoumltt

bull A napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema magas legyen

bull A napsuumlteacutesnek el kell eacuternie az eacutepuumlletet

bull Az eacutepuumlletnek tudnia kell a sugaacuterzaacutest hasznosiacutetani

bull Fontos hogy alkalmas legyen a hasznosiacutetott hő taacuterolaacutesaacutera eacutes a fűtendő teacuterbe valoacute

koumlzvetiacuteteacuteseacutere

Előfordul hogy ezek a felteacutetelek nem teljesuumllnek ezeacutert az eacutepuumlletet nem lehet passziacutev

napenergia hasznosiacutetaacutesra tervezni

A passziacutev napenergia hasznosiacutetaacutes szempontjaacuteboacutel a tervezeacutes soraacuten koumlvetkezőket fontos

figyelembe venni

bull telepuumlleacutesi szinten

o az eacutepuumlletek megfelelő taacutejolhatoacutesaacutega eacuterdekeacuteben az utak optimaacutelis

nyomvonalvezeteacutese

o a beeacutepiacuteteacutesi taacutevolsaacutegok meghataacuterozaacutesaacutenaacutel a benapozaacutes figyelembe veacutetele

o megfelelő aacuternyeacutekoloacute noumlveacutenyzet telepiacuteteacutese amely nyaacuteri időszakban veacutedi az

eacutepuumlleteket az erős napsugaacuterzaacutestoacutel

bull eacutepiacutetmeacutenyi szinten

12

o az eacutepuumllet kedvező taacutejolaacutesa

o a taacutejolaacutesnak eacutes a hőveszteseacuteg minimalizaacutelaacutesnak megfelelő alaprajz eacutes

toumlmegforma tervezeacutese

o az uumlvegezett feluumlletek nagysaacutegaacutenak optimaacutelis meacuteretezeacutese

o az eacutepuumlletszerkezetek anyagaacutenak kivaacutelasztaacutesaacutenaacutel a passziacutev hasznosiacutetaacutes

figyelembe veacutetele (pl a falak joacute hőtaacuteroloacute anyagboacutel keacuteszuumlljenek)

A passziacutev napenergia hasznosiacutetaacutes lehetőseacutegei

Elsődleges feladata az eacutepuumlletekben a napenergia fűteacutesi ceacutelra toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutesa az

energiahiaacutenyos időszakban A meacuterseacutekelt eacuteghajlati oumlvben ez a teacuteli időszak eleacuteggeacute kinyuacutelik

ezeacutert a passziacutev napenergia hasznosiacutetaacutesnak az aacutetmeneti tavaszi- eacutes őszi időszakban van nagy

jelentőseacutege Legegyszerűbb moacutedszer ha a haacutez deacuteli oldalaacuten optimaacutelis meacuteretű hőszigetelő

ablakokat helyezuumlnk el eacutes a lakoacutetereket elsősorban a deacuteli oldalra tervezzuumlk Ezt a megoldaacutest

uacutej haacutez eacutepiacuteteacutesekor baacuterki alkalmazhatja toumlbblet koumlltseacuteg neacutelkuumll

132 Aktiacutev napenergia hasznosiacutetaacutes

Az előbb felvaacutezolt passziacutev napenergia hasznosiacutetaacutes egyszerű ezeacutert koumlltseacutegkiacutemeacutelő megoldaacutes

volt A napenergia adta lehetőseacutegek aktiacutevabb kihasznaacutelaacutesaacutehoz azonban olyan technoloacutegiai

megoldaacutesokat kell alkalmazni amelyek speciaacutelisan a napenergia felfogaacutesaacutera eacutes hasznosiacutetaacutesaacutera

keacuteszuumlltek Ezeket az eacutepuumlletgeacutepeacuteszeti berendezeacutesekkel műkoumldő rendszereket aktiacutev napenergia

hasznosiacutetoacuteknak nevezzuumlk Ilyen rendszert alkotnak a napelemek eacutes a napkollektorok

Napkollektor

A napkollektor napenergia-gyűjtő szerkezet mely a napenergia koumlzvetlen hasznosiacutetaacutesaacutera

szolgaacuteloacute aktiacutev rendszerek legfontosabb eleme A napkollektor a sugaacuterzaacutest elnyeli eacutes a

keletkezett hőt alkalmas munkakoumlzegnek adja aacutet

Napelem

A napelem olyan eszkoumlz amely a nap sugaacuterzaacutesaacutet elektromos aacuterammaacute alakiacutetja aacutet a

feacutenyelektromos jelenseacuteg segiacutetseacutegeacutevel iacutegy akaacuter egy egeacutesz eacutepuumllet aacuteramellaacutetaacutesaacutet is keacutepes

biztosiacutetani

13

2 A Napenergia eacutes az azt felhasznaacuteloacute technoloacutegiaacutek fizikai haacutettere

21 Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes fizikai alapjai

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes egymaacutesra merőlegesen haladoacute oszcillaacuteloacute elektromos eacutes

maacutegneses teacuter mely energiaacutet eacutes lenduumlletet szaacutelliacutet a teacuterben hullaacutem formaacutejaacuteban terjedve Az

elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes 380nm eacutes 780nm hullaacutemhossz tartomaacutenyba eső reacutesze a laacutethatoacute

feacuteny Az oumlsszes elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes frekvencia hullaacutemhossz eacutes energia szerint

rendszerezhető a kapott keacutepet elektromaacutegneses spektrumnak nevezzuumlk

6aacutebra A teljes elektromaacutegneses spektrum ( Forraacutes wwwgtnsonomaedu )

Feacuteny tiacutepusa Hullaacutemhosszak Raacutedioacutehullaacutemok gt 30 cm Mikrohullaacutemok 1 mm - 30 cm Infravoumlroumls 700 nm - 1 mm Laacutethatoacute feacuteny 350 nm - 700 nm Ultraibolya 10 nm - 350 nm Roumlntgensugarak 001 nm - 10 nm Gammasugaacuterzaacutes lt 001 nm 1 nm = 10-9 m

Magyarorszaacuteg felsziacuteneacutere aacutetlagosan 170 Wm2 teljesiacutetmeacutenyű napsugaacuterzaacutes eacuterkezik

A Nap mint energiaforraacutes felsziacutene kb 6000 K hőmeacuterseacutekletű belsejeacuteben (a Nap magjaacuteban) az

energiaacutet a magfuacutezioacute termeli Itt hidrogeacuten eacutes heacutelium talaacutelhatoacute rendkiacutevuumll nagy hőmeacuterseacutekleten

14

2 A Napenergia eacutes az azt felhasznaacuteloacute technoloacutegiaacutek fizikai haacutettere

21 Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes fizikai alapjai

Elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes

Az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes egymaacutesra merőlegesen haladoacute oszcillaacuteloacute elektromos eacutes

maacutegneses teacuter mely energiaacutet eacutes lenduumlletet szaacutelliacutet a teacuterben hullaacutem formaacutejaacuteban terjedve Az

elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes 380nm eacutes 780nm hullaacutemhossz tartomaacutenyba eső reacutesze a laacutethatoacute

feacuteny Az oumlsszes elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes frekvencia hullaacutemhossz eacutes energia szerint

rendszerezhető a kapott keacutepet elektromaacutegneses spektrumnak nevezzuumlk

6aacutebra A teljes elektromaacutegneses spektrum ( Forraacutes wwwgtnsonomaedu )

Feacuteny tiacutepusa Hullaacutemhosszak Raacutedioacutehullaacutemok gt 30 cm Mikrohullaacutemok 1 mm - 30 cm Infravoumlroumls 700 nm - 1 mm Laacutethatoacute feacuteny 350 nm - 700 nm Ultraibolya 10 nm - 350 nm Roumlntgensugarak 001 nm - 10 nm Gammasugaacuterzaacutes lt 001 nm 1 nm = 10-9 m

Magyarorszaacuteg felsziacuteneacutere aacutetlagosan 170 Wm2 teljesiacutetmeacutenyű napsugaacuterzaacutes eacuterkezik

A Nap mint energiaforraacutes felsziacutene kb 6000 K hőmeacuterseacutekletű belsejeacuteben (a Nap magjaacuteban) az

energiaacutet a magfuacutezioacute termeli Itt hidrogeacuten eacutes heacutelium talaacutelhatoacute rendkiacutevuumll nagy hőmeacuterseacutekleten

14

(15 millioacute K) eacutes nyomaacuteson (300 milliaacuterd bar) Az ilyen koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt ionizaacuteloacutedott

atomok plazmaaacutellapotot hoznak leacutetre mely az elektronok eacutes atommagok gaacutezaacuteboacutel aacutell A

reacuteszecskeacutek eleacuteg nagy aacutetlagos mozgaacutesi energiaacuteval rendelkeznek ahhoz hogy uumltkoumlzeacutes soraacuten a

hidrogeacuten atommagok (protonok) eacutes a heacutelium atommagok olyan koumlzel keruumllnek egymaacuteshoz

hogy a magerőket legyőzve a keacutet atommag oumlssze tud olvadni Ezt a jelenseacuteget nevezzuumlk

magfuacutezioacutenak A fuacutezioacute soraacuten felszabaduloacute hatalmas mennyiseacutegű energiaacutet a felsziacuten

elektromaacutegneses sugaacuterzaacutesa adja le Ez olyan sugaacuterzaacutes mint az abszoluacutet fekete test sugaacuterzaacutesa

bdquoA fekete-test sugaacuterzaacutes olyan keacutepzeletbeli testnek- az abszoluacutet fekete testnek- a sugaacuterzaacutesa

amely az elektromaacutegneses sugaacuterzaacutes minden hullaacutemhosszaacutet keacutepes elnyelnirdquo

7aacutebra Az abszoluacutet fekete test energiakibocsaacutetaacutesa a hullaacutemhossz fuumlggveacutenyeacuteben (Planck-goumlrbe) piros goumlrbe6000 K keacutek goumlrbe 5000 K zoumlld goumlrbe 4000 K ( Forraacutes wwwwikipediahu )

A feketetest-sugaacuterzaacutes toumlrveacutenyei Max Planck neveacutehez fűződnek melyek meghataacuterozzaacutek az

elektromaacutegnese sugaacuterzaacutes hullaacutemhossz vagy frekvencia szerinti eloszlaacutesaacutet A 6000 K

hőmeacuterseacuteklethez tartozoacute maximaacutelis intenzitaacutes eacutepp a laacutethatoacute feacuteny tartomaacutenyaacuteba esik de jelentős

reacutesze az ultraibolya tartomaacutenyban is megtalaacutelhatoacute

Egy feluumllet aacuteltal kibocsaacutetott sugaacuterzaacutes intenzitaacutesa fuumlgg a feluumllet hotildemeacuterseacutekleteacutetotildel A

kisugaacuterzott energiaacutenak egy bizonyos hullaacutemhosszon maximuma van A maximumhoz tartozoacute

λm hullaacutemhossz eacutes a feluumlleti hotildemeacuterseacuteklet koumlzoumltti oumlsszefuumlggeacutest a Wien toumlrveacuteny hataacuterozza meg

λmax=2884T

A Stefan-Boltzmann toumlrveacuteny szerint a kisugaacuterzott energiamennyiseacuteg a sugaacuterzoacute test

hőmeacuterseacutekleteacutenek negyedik hatvaacutenyaacuteval araacutenyos

E=σT4

15

22 A Napenergia elektromos aacuterammaacute alakiacutetaacutesa

221 Stirling- motor

A Stirling- motor egy kuumllső eacutegeacutesű hőerőgeacutep melyet 1816-ban alkotott meg a skoacutet

szaacutermazaacutesuacute lelkeacutesz Robert Stirling Az Ő tiszteleteacutere nevezteacutek el ezt a fajta motort Stirling-

motornak

A Stirling- motor egy kuumllsőeacutegeacutesű motor melynek a kipufogoacute gaacuteza nagyon tiszta eacutes a

motor szokatlanul csendesen dolgozik a belsőeacutegeacutesű motorokkal oumlsszehasonliacutetva Mivel

kuumllsőeacutegeacutesű geacutepről van szoacute ezeacutert az uumlzemanyaga nem csak olajszaacutermazeacutek lehet hanem

baacutermilyen hőforraacutes is peacuteldaacuteul a Foumlld hője vagy a napfeacuteny A Stirling-geacutep napenergiaacuteval

toumlrteacutenotilde fucircteacuteseacutenek oumltlete a hiacuteres angolamerikai feltalaacuteloacute John Ericsson neveacutehez fucirczotildedik

A NASA kiemelt kutataacutesi terveiben szerepel a napenergiaacuteval hajtott elektromos energiaacutet

termelotilde Stirling-motorok leacutetrehozaacutesa

222 A Stirling motorok termodinamikaacuteja

A termodinamika taniacutetaacutesaacuteban a II fotildeteacutetelhez kapcsoloacutedoacutean gyakran szoacutebakeruumll a a Stirling-

koumlrfolyamat Ennek egyik oka hogy a peacutelda kapcsaacuten viszonylag koumlnnyucirc megeacuterteni eacutes

elemezni hogy hogyan lehet koumlrfolyamat soraacuten a gaacutezzal munkaacutet veacutegeztetni

8aacutebra Az ideaacutelis Stirling koumlrfolyamat eacutes hataacutesfoka (Forraacutes wwwmetaleltehu)

A Stirling koumlrfolyamat aacutellandoacute teacuterfogatuacute melegiacuteteacutesi folyamatboacutel izotermikus taacutegulaacutesi

folyamatboacutel aacutellandoacute teacuterfogatuacute hűteacutesi folyamatboacutel eacutes izotermikus oumlsszehuacutezoacutedaacutesi folyamatboacutel

aacutell Elmeacuteletileg a Carnot koumlrfolyamatnak a legjobb a hataacutesfoka s a Stirling koumlrfolyamat

16

hataacutesfoka ezzel vetekszik A Stirling koumlrfolyamat megfordiacutethatoacute reverzibilis azaz kuumllső

erővel hajtva hűtőkeacutent is viselkedhet

A Stirling motornaacutel a gaacutez keacutet egymaacutestoacutel bizonyos taacutevolsaacutegra leacutevő eacutes kuumlloumlnboumlző

hőmeacuterseacutekletű teacuterben aacuteramlik s ez a hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacuteg nyomaacuteskuumlloumlnbseacuteget hoz leacutetre Ez a

keacutet teacuter nagyon joacutel el van szigetelve a kuumllső teacutertől iacutegy nincs keveredeacutes a kuumllső teacuter levegőjeacutevel

A motor baacuterhol műkoumldhet ahol hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacuteg van jelen iacutegy a joumlvőben sok helyen

lesz hasznaacutelhatoacute a Stirling motor

223 A Stirling- motor jellemzői

A Stirling motort a koumlvetkezők jellemzik

- A hőforraacutesok szeacuteles skaacutelaacuteja

A belsőeacutegeacutesű motorok mint pl a benzin vagy diesel motorok csak taacuteguloacute uumlzemanyagot

hasznaacutelhatnak Ugyanakkor a Stirling motor nem csak ezeket az uumlzemanyagokat hasznaacutelhatja

hanem baacutermilyen eacuteghető anyagot mint pl faszenet vagy faacutet is Ezen kiacutevuumll nem uumlzemanyag

jellegű hőforraacutesokat is hasznaacutelhat mint pl a Foumlld hőjeacutet meleg leacutegaacuteramlatokat vagy a

napfeacutenyt Jelenleg a vilaacuteg szaacutemos pontjaacuten fejlesztenek napenergiaacuteval műkoumldő Stirling

motorokat

- Tiszta kipufogoacute gaacutez

Mivel a Stirling motor kuumllsőeacutegeacutesű ezeacutert az uumlzemanyag eleacutegeteacutese a motoron kiacutevuumll toumlrteacutenik

Ebből kifolyoacutelag az eacutegeacutes koumlnnyebben kontrolaacutelhatoacute a belsőeacutegeacutesű motorokhoz keacutepest Ennek

eredmeacutenye a nagyon tiszta kipufogoacute gaacutez

- Nagyon halk uumlzem

A belsőeacutegeacutesű motoroknaacutel a nyomaacuteskuumlloumlnbseacuteg robbanaacutes kiacuteseacutereteacuteben alakul ki ezeacutert ott a

zaj eacutes a vibraacutecioacute elkeruumllhetetlen velejaacuteroacuteja a folyamatnak A Stirling motoroknaacutel ezzel

szemben a nyomaacuteskuumlloumlnbseacuteg nagyon finoman alakul ki mely csoumlndesseacute teszi a folyamatot

ezen kiacutevuumll nincs szuumlkseacuteg oumlsszetett szelep-mechanizmusra sem

- Magas hőhataacutesfok

A Stirling koumlrfolyamat hőhataacutesfoka nagyjaacuteboacutel megegyezik a Carnot-koumlrfolyamat

hataacutesfokaacuteval mely elmeacuteletileg a legjobb A Carnot-koumlrfolyamat hataacutesfoka h = 1 - (TcTh)

ahol Th - A koumlrfolyamat legmagasabb hőmeacuterseacuteklete

Tc - A koumlrfolyamat legalacsonyabb hőmeacuterseacuteklete

Ez azt jelenti hogy az elmeacuteleti hőhataacutesfok annaacutel jobb mineacutel nagyobb a hőmeacuterseacuteklet

kuumlloumlnbseacuteg A Stirling motoroknaacutel a 40 -os hataacutesfok is koumlnnyen eleacuterhető (Th kb 220

celsius)

17

A Stirling- motor műkoumldeacutesi elve

A Stirling-motorokban toumlbbnyire keacutet dugattyuacute mozog egymaacutessal 90deg-os szoumlget bezaacuterva Az

egyik nem illeszkedik teljesen a henger falaacutehoz feladata a levegő mozgataacutesa tereleacutese

(kiszoriacutetoacute-dugattyuacute) A maacutesik illeszkedik a henger falaacutehoz ennek feladata a hengerben

talaacutelhatoacute gaacutez nyomaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesa (teljesiacutetmeacuteny-dugattyuacute) A Stirling-motorban a

teljesiacutetmeacuteny dugattyuacute a felmelegedő gaacutez taacutegulaacutesaacutenak hataacutesaacutera mozgatja a tengelyt amely

a maacutesik kiszoriacutetoacute dugattyuacutet elmozdiacutetva az előbbit lehűti amelyben a lehűlő gaacutez tovaacutebb

mozgatja a tengelyt a hő feleacute ezaacuteltal uacutejrakezdve a koumlrforgaacutest A Stirling-motort voltakeacuteppen

ez a nyomaacutes-hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutes hajtja

A mozgaacutest szinteacuten majdnem minden motornaacutel neacutegy faacutezisra lehet osztani (Rainke- ciklus)

Fűteacutes kitaacutegulaacutes hűteacutes eacutes kompresszioacute

224 A Stirling motorok szerkezeti feleacutepiacuteteacutese

A Stirling koumlrfolyamat lejaacutetszoacutedhat egyetlen hengerben is ezeacutert egy aacuteltalaacutenos Stirling

motor uacutegy van kialakiacutetva hogy tartalmaz egy olyan teret ahol hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacuteg van

9 aacutebra A Stirling- motor aacuteltalaacutenos modellje (Forraacuteswww fenykapufree-energyhu )

A aacutebraacuten laacutethatoacute jeloumlleacutesek a koumlvetkezőt jelentik

bull VE - Magas hőmeacuterseacutekletű taacutegulaacutesi teacuter

bull H - Melegiacutető

bull R - Regeneraacutetor

bull C - Hűtő

bull VC - Alacsony hőmeacuterseacutekletű sűriacuteteacutesi teacuter

18

225 A Stirling- motor vaacuteltozatai

Keacutetdugattyuacutes Stirling motor

A keacutetdugattyuacutes Stirling motort alfa tiacutepusuacute Stirling motornak is hiacutevjaacutek Ez a fajta motor keacutet

munkadugattyuacuteval rendelkezik melyek koumlzoumltt a faacuteziskuumlloumlnbseacuteg 90deg

10 aacutebraAlfa tiacutepusuacute Stirling motor

( Forraacutes www fenykapufree-energyhu )

Ebben az esetben a magas hőmeacuterseacutekletű taacutegulaacutesi teacuter eacutes az alacsony hőmeacuterseacutekletű

oumlsszehuacutezoacutedaacutesi teacuter oumlssze van koumltve Mikoumlzben a dugattyuacutek mozgatjaacutek a gaacutezt ekoumlzben ugyanez

a keacutet dugattyuacute munkaacutet is veacutegez

A keacutetdugattyuacutes Stirling motor műkoumldeacutesi elve

A keacutetdugattyuacutes Stirling motornaacutel a munkagaacutez mozgataacutesa eacutes a munkaveacutegzeacutes keacutet

munkadugattyuacute aacuteltal valoacutesul meg A keacutet dugattyuacute mozgaacutesa koumlzoumltt egy 90deg-os faacuteziseltoloacutedaacutes

van

11 aacutebra keacutetdugattyuacutes Stirling-motor munkafolyamatai

(Forraacutes fenykapufree-energyhu )

19

Az egyes uumltemek a koumlvetkezőkeacuteppen neacuteznek ki

1 Aacutellandoacute teacuterfogatuacute melegiacuteteacutesi uumltem

A sűriacutető oldali dugattyuacute felfeleacute a taacutegulaacutesi oldali dugattyuacute pedig lefeleacute mozog A munkagaacutez

hőmeacuterseacuteklete magas eacutes a gaacutez a taacutegulaacutesi teacuter feleacute aacuteramlik mikoumlzben a fűtő mellett elhalad A

motorban a gaacuteznyomaacutes emelkedik

2 Izotermikus taacutegulaacutesi uumltem

Mind a kettő munka dugattyuacute lefeleacute mozog a munkagaacutez pedig taacutegul A motor munkaacutet veacutegez

3 Aacutellandoacute teacuterfogatuacute hűleacutesi uumltem

A sűriacutető oldali dugattyuacute lefeleacute a taacutegulaacutesi oldali dugattyuacute pedig felfeleacute mozog A munkagaacutez

alacsony hőmeacuterseacutekletűveacute vaacutelik eacutes a sűriacuteteacutesi teacuter feleacute aacuteramlik mikoumlzben a hűtő mellet halad el

A gaacutez nyomaacutesa a motorban leesik

4 Izotermikus sűriacuteteacutesi uumltem

Mind a kettő dugattyuacute felfeleacute toloacutedik mikoumlzben a munkagaacutezt sűriacutetik A motor a hőjeacutet leadja a

koumlrnyezeteacutenek A motornaacutel a keacutet dugattyuacute felvaacuteltva mozoghat eacutes a keacutet dugattyuacute mozgaacutesa

koumlzoumltt egy 90deg-os faacuteziseltoloacutedaacutes van

Kiszoriacutetaacutesos Stirling motor

A kiszoriacutetaacutesos Stirling motornaacutel a munkagaacutezt egy kiszoriacutetoacute dugattyuacute mozgatja a magas eacutes

alacsony hőmeacuterseacutekletű terek koumlzoumltt Ennek a tiacutepusnak keacutet fajtaacuteja leacutetezik a beacuteta eacutes a gamma

tiacutepusuacute

Beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

A beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling motornaacutel a kiszoriacutetoacute eacutes munkaveacutegző dugattyuacutek egy koumlzoumls

oumlvetkezteacuteben mind a keacutet dugattyuacute azonos aacutetmeacuterőjű kell legyen

hengerben talaacutelhatoacutek ennek k

2 aacutebra Beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

keacutet dugattyuacute minden egyes uumltemben egymaacutes tereacutet metszi

ezeacute

1

( Forraacutes www fenykapufree-energyhu )

A

rt a nyomaacutesaraacuteny noumlvekszik ami viszont nagyobb

teljesiacutetmeacutenyt eredmeacutenyez mint amekkoraacutet a gamma tiacutepusuacute

Stirling motoroknaacutel el tudunk eacuterni Mivel azonban a kiszoriacutetoacute eacutes

munka dugattyuacute tengelyei egyvonalban helyezkednek el ezeacutert a

keacuteszuumlleacutek elkeacutesziacuteteacutese neheacutezkes

20

Gamma tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

ttyuacute eacutes a kiszoriacutetoacute dugattyuacute keacutet kuumlloumlnaacutelloacute

hen

3 aacutebra Gamma tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling-

s www fenykapufree-energyhu )

va a

mec

p

A Stirling- motor előnyei

Olyan beacuteta vaacuteltozat ahol a munka-duga

gerben mozog de mindkeacutet forgattyuacute ugyanahhoz a forgattyuacutes tengelyhez csatlakozik A

gaacutez a keacutet henger koumlzoumltt szabadon aacuteramolhat Ez a megoldaacutes kisebb kompresszioacuteviszonyt tesz

lehetőveacute de az előbbiekneacutel egyszerűbb a szerkezete eacutes gyakran hasznaacuteljaacutek toumlbbhengeres

kivitelekneacutel

1

motor

( Forraacute

A beacuteta tiacutepusuacute motorral oumlsszehasonliacutet

hanizmus egyszerűbb valamint a nyomaacutesaraacuteny

eacutes a noumlvekvő hő aacutetadaacutesi teruumlleteacutenek szabaacutelyozaacutesa

us az alacsony hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacutegek eseteacuten

hasznaacutelhatoacute joacutel

viszonylag egyszerű Ez a motor tiacute

g kevereacutek pontosabban szabaacutelyozhatoacute mivel az eacutegeacutes kiacutevuumll zajlik

bull őforraacutes folytonos eacutegeacutese koumlvetkezteacuteben elhanyagolhatoacute az eleacutegetlen fuumlstgaacutezok

bull elyezkedik el ezeacutert a keneacutest

bull

bull gosabbak a konvencionaacutelis hőerőgeacutepekneacutel

n ideaacutelis

bull n biztonsaacuteggal alkalmazhatoacute csendesebbek keveacutesbeacute szennyezik a

uumlzemelnek az uumlzemanyaguk keveacutesbeacute robbanaacutesveszeacutelyes

bull A levegő- tuumlzelőanya

le

A h

mennyiseacutege eacutes ezzel a koumlrnyezetszennyezeacutes meacuterteacuteke

Sok Stirling-motor csapaacutegyazaacutesa a hideg oldalon h

egyszerűbb megoldani eacutes a kenőanyag eacutelettartama keacutet olajcsere koumlzoumltt hosszabb lehet

A belső eacutegeacutesű motoroknaacutel egyszerűbb a szerkezete nincsenek szelepek a tuumlzelőanyag

eacutes a beoumlmlő rendszer is sokkal egyszerűbb

Kisebb nyomaacuteson uumlzemelnek ezeacutert biztonsaacute

bull A kisebb uumlzemnyomaacutes koumlnnyebb szerkezeti elemek beeacutepiacuteteacuteseacutet teszi lehetőveacute

bull A szerkezet műkoumldeacuteseacutehez nincs szuumlkseacuteg kuumllső levegőre iacutegy tengeralattjaacuteroacuteko

erőgeacutep lehet

Repuumllőgeacutepeke

koumlrnyezetet megőrzik hataacutesfokukat a magassaacutegtoacutel fuumlggetlenuumll megbiacutezhatoacutebbak mert

kevesebb alkatreacuteszből aacutellnak elmarad az indiacutetoacuteberendezeacutes kisebb rezgeacutesszinten

21

A Stirling- motor haacutetraacutenyai

Joacute hataacutesfokuacute motornaacutel megemeli a koumlltseacutegeket a szuumlkseacutebull ges korroacutezioacuteveacutedelem eacutes a

bull nem hasznaacutelhatoacute a koumlrnyezet felmelegiacuteteacutesekor keletkező

viacutez

bull

sszabb

aacutez mennyiseacutegeacutevel

t ideaacutelis munkakoumlzeg

226 N

Az alaacutebbi keacutepen egy Kaliforniaacuteban megeacutepuumllt naperőmű elvi seacutemaacuteja laacutethatoacute

nyomaacutesaacutelloacute kivitel

bull A nagy hőcsereacutelők megnoumlvelik a motor meacutereteit a belsőeacutegeacutesű motorokeacutehoz keacutepest

Geacutepkocsi hajtaacutesaacutera

hőveszteseacuteg miatt haacutezaknaacutel azonban joacutel fel lehet hasznaacutelni ezt a veszteseacuteget meleg

előaacutelliacutetaacutesaacutera eacutes fűteacutesre

A belsőeacutegeacutesű motorokhoz keacutepest lassabban lehet csak beindiacutetani mivela felfűteacuteshez

szuumlkseacuteges idő sokkal ho

bull A leadott teljesiacutetmeacutenyt csak lassan lehet vaacuteltoztatni vagy a dugattyuacute loumlkethosszaacutenak

vaacuteltoztataacutesaacuteval vagy az aacuteramloacute g

bull A hidrogeacutent neheacutez szivaacutergaacutes neacutelkuumll zaacutert teacuterben tartani kicsi molekulaacuteinak

koumlszoumlnhetően viszont eacuteppen kis molekulasuacutelya miat

aperőművek

14 aacutebra Naperőmű elvi seacutemaacuteja

( Forraacutes wwwkekenergiahu )

22

A napenergia vagy a gaacutezkazaacuten aacuteltal megtermelt hő hőcsereacutelőkoumln keresztuumll szaacuterazgőzt

termel ami a turbinaacutet meghajtja A turbina megforgatja a haacuteloacutezatra szinkronizaacutelt generaacutetort

ami az aacuteramot termeli A turbinaacuteroacutel a kondenzaacutetorba keruumll a gőz ahol egy hőcsereacutelőn

keresztuumll aacuteramloacute hűtőviacutez lehűti A hűtőviacutez aacuteltal felvett hő a hűtőtoronyban keruumll leadaacutesra a

kondenzviacutez pedig ismeacutet a hőcsereacutelőhoumlz keruumll ahol vagy a napenergia vagy az eleacutegetett gaacutez

hőjeacutet veszi fel

A napkollektorok teknő alakuacute tuumlkrei mindig a Nap iraacutenyaacuteba fordulnak iacutegy ha suumlt a Nap

az erőmű is műkoumldik A tuumlkroumlk foacutekuszpontjaacuteban talaacutelhatoacute cső a visszavert sugarakat elnyeli

eacutes a keletkezett hőt a benne aacuteramloacute hőaacutetadoacute folyadeacuteknak koumlzvetiacuteti A hőaacutetadaacutes keacutet leacutepcsőben

toumlrteacutenik Előszoumlr a kondenzvizet elgőzoumlloumlgteti a gőzgeneraacutetorban a maacuter reacuteszben lehűlt

hőaacutetadoacute folyadeacutek majd az iacutegy keletkezett gőz hőmeacuterseacutekleteacutet noumlveli tovaacutebb a hőcsereacutelőben

levő magas hőfokuacute folyadeacutek ezaacuteltal szaacuterazgőzt aacutelliacutetva elő

A legtoumlbb naperőmű hasonloacute elven műkoumldik azaz egy hőaacutetadoacute folyadeacutekkal a hőt egy

klasszikus erőműben alakiacutetjaacutek aacutet villamos energiaacutevaacute

A Naperőművek tiacutepusai

bull Napteknő Az aacutebraacuten laacutethatoacute napteknőneacutel teknő alakuacute tuumlkroumlk koumlvetik a Nap mozgaacutesaacutet a tuumlkroumlk foacutekuszaacuteban egy cső talaacutelhatoacute benne hőaacutetadoacute folyadeacutek kering eacutes veszi fel a hőt

7 keacutep Napteknő wwwkekenergiahu

bull Naptorony A keacutepen laacutethatoacute naptorony leacutetrehozaacutesaacutenaacutel napkoumlvető eacutes nagyfeluumlletű

siacuteklap tuumlkroumlket koncentrikus koumlroumlkbe telepiacutetenek Ezek a tuumlkroumlk a koumlzeacuteppontban aacutelloacute

torony tetejeacutere iraacutenyiacutetjaacutek a visszavert feacutenyt A toronyban talaacutelhatoacute taraacutelyban levő

hőaacutetadoacute folyadeacutek veszi fel a hőt

23

22 A Napenergia elektromos aacuterammaacute alakiacutetaacutesa

221 Stirling- motor

A Stirling- motor egy kuumllső eacutegeacutesű hőerőgeacutep melyet 1816-ban alkotott meg a skoacutet

szaacutermazaacutesuacute lelkeacutesz Robert Stirling Az Ő tiszteleteacutere nevezteacutek el ezt a fajta motort Stirling-

motornak

A Stirling- motor egy kuumllsőeacutegeacutesű motor melynek a kipufogoacute gaacuteza nagyon tiszta eacutes a

motor szokatlanul csendesen dolgozik a belsőeacutegeacutesű motorokkal oumlsszehasonliacutetva Mivel

kuumllsőeacutegeacutesű geacutepről van szoacute ezeacutert az uumlzemanyaga nem csak olajszaacutermazeacutek lehet hanem

baacutermilyen hőforraacutes is peacuteldaacuteul a Foumlld hője vagy a napfeacuteny A Stirling-geacutep napenergiaacuteval

toumlrteacutenotilde fucircteacuteseacutenek oumltlete a hiacuteres angolamerikai feltalaacuteloacute John Ericsson neveacutehez fucirczotildedik

A NASA kiemelt kutataacutesi terveiben szerepel a napenergiaacuteval hajtott elektromos energiaacutet

termelotilde Stirling-motorok leacutetrehozaacutesa

222 A Stirling motorok termodinamikaacuteja

A termodinamika taniacutetaacutesaacuteban a II fotildeteacutetelhez kapcsoloacutedoacutean gyakran szoacutebakeruumll a a Stirling-

koumlrfolyamat Ennek egyik oka hogy a peacutelda kapcsaacuten viszonylag koumlnnyucirc megeacuterteni eacutes

elemezni hogy hogyan lehet koumlrfolyamat soraacuten a gaacutezzal munkaacutet veacutegeztetni

8aacutebra Az ideaacutelis Stirling koumlrfolyamat eacutes hataacutesfoka (Forraacutes wwwmetaleltehu)

A Stirling koumlrfolyamat aacutellandoacute teacuterfogatuacute melegiacuteteacutesi folyamatboacutel izotermikus taacutegulaacutesi

folyamatboacutel aacutellandoacute teacuterfogatuacute hűteacutesi folyamatboacutel eacutes izotermikus oumlsszehuacutezoacutedaacutesi folyamatboacutel

aacutell Elmeacuteletileg a Carnot koumlrfolyamatnak a legjobb a hataacutesfoka s a Stirling koumlrfolyamat

16

hataacutesfoka ezzel vetekszik A Stirling koumlrfolyamat megfordiacutethatoacute reverzibilis azaz kuumllső

erővel hajtva hűtőkeacutent is viselkedhet

A Stirling motornaacutel a gaacutez keacutet egymaacutestoacutel bizonyos taacutevolsaacutegra leacutevő eacutes kuumlloumlnboumlző

hőmeacuterseacutekletű teacuterben aacuteramlik s ez a hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacuteg nyomaacuteskuumlloumlnbseacuteget hoz leacutetre Ez a

keacutet teacuter nagyon joacutel el van szigetelve a kuumllső teacutertől iacutegy nincs keveredeacutes a kuumllső teacuter levegőjeacutevel

A motor baacuterhol műkoumldhet ahol hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacuteg van jelen iacutegy a joumlvőben sok helyen

lesz hasznaacutelhatoacute a Stirling motor

223 A Stirling- motor jellemzői

A Stirling motort a koumlvetkezők jellemzik

- A hőforraacutesok szeacuteles skaacutelaacuteja

A belsőeacutegeacutesű motorok mint pl a benzin vagy diesel motorok csak taacuteguloacute uumlzemanyagot

hasznaacutelhatnak Ugyanakkor a Stirling motor nem csak ezeket az uumlzemanyagokat hasznaacutelhatja

hanem baacutermilyen eacuteghető anyagot mint pl faszenet vagy faacutet is Ezen kiacutevuumll nem uumlzemanyag

jellegű hőforraacutesokat is hasznaacutelhat mint pl a Foumlld hőjeacutet meleg leacutegaacuteramlatokat vagy a

napfeacutenyt Jelenleg a vilaacuteg szaacutemos pontjaacuten fejlesztenek napenergiaacuteval műkoumldő Stirling

motorokat

- Tiszta kipufogoacute gaacutez

Mivel a Stirling motor kuumllsőeacutegeacutesű ezeacutert az uumlzemanyag eleacutegeteacutese a motoron kiacutevuumll toumlrteacutenik

Ebből kifolyoacutelag az eacutegeacutes koumlnnyebben kontrolaacutelhatoacute a belsőeacutegeacutesű motorokhoz keacutepest Ennek

eredmeacutenye a nagyon tiszta kipufogoacute gaacutez

- Nagyon halk uumlzem

A belsőeacutegeacutesű motoroknaacutel a nyomaacuteskuumlloumlnbseacuteg robbanaacutes kiacuteseacutereteacuteben alakul ki ezeacutert ott a

zaj eacutes a vibraacutecioacute elkeruumllhetetlen velejaacuteroacuteja a folyamatnak A Stirling motoroknaacutel ezzel

szemben a nyomaacuteskuumlloumlnbseacuteg nagyon finoman alakul ki mely csoumlndesseacute teszi a folyamatot

ezen kiacutevuumll nincs szuumlkseacuteg oumlsszetett szelep-mechanizmusra sem

- Magas hőhataacutesfok

A Stirling koumlrfolyamat hőhataacutesfoka nagyjaacuteboacutel megegyezik a Carnot-koumlrfolyamat

hataacutesfokaacuteval mely elmeacuteletileg a legjobb A Carnot-koumlrfolyamat hataacutesfoka h = 1 - (TcTh)

ahol Th - A koumlrfolyamat legmagasabb hőmeacuterseacuteklete

Tc - A koumlrfolyamat legalacsonyabb hőmeacuterseacuteklete

Ez azt jelenti hogy az elmeacuteleti hőhataacutesfok annaacutel jobb mineacutel nagyobb a hőmeacuterseacuteklet

kuumlloumlnbseacuteg A Stirling motoroknaacutel a 40 -os hataacutesfok is koumlnnyen eleacuterhető (Th kb 220

celsius)

17

A Stirling- motor műkoumldeacutesi elve

A Stirling-motorokban toumlbbnyire keacutet dugattyuacute mozog egymaacutessal 90deg-os szoumlget bezaacuterva Az

egyik nem illeszkedik teljesen a henger falaacutehoz feladata a levegő mozgataacutesa tereleacutese

(kiszoriacutetoacute-dugattyuacute) A maacutesik illeszkedik a henger falaacutehoz ennek feladata a hengerben

talaacutelhatoacute gaacutez nyomaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesa (teljesiacutetmeacuteny-dugattyuacute) A Stirling-motorban a

teljesiacutetmeacuteny dugattyuacute a felmelegedő gaacutez taacutegulaacutesaacutenak hataacutesaacutera mozgatja a tengelyt amely

a maacutesik kiszoriacutetoacute dugattyuacutet elmozdiacutetva az előbbit lehűti amelyben a lehűlő gaacutez tovaacutebb

mozgatja a tengelyt a hő feleacute ezaacuteltal uacutejrakezdve a koumlrforgaacutest A Stirling-motort voltakeacuteppen

ez a nyomaacutes-hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutes hajtja

A mozgaacutest szinteacuten majdnem minden motornaacutel neacutegy faacutezisra lehet osztani (Rainke- ciklus)

Fűteacutes kitaacutegulaacutes hűteacutes eacutes kompresszioacute

224 A Stirling motorok szerkezeti feleacutepiacuteteacutese

A Stirling koumlrfolyamat lejaacutetszoacutedhat egyetlen hengerben is ezeacutert egy aacuteltalaacutenos Stirling

motor uacutegy van kialakiacutetva hogy tartalmaz egy olyan teret ahol hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacuteg van

9 aacutebra A Stirling- motor aacuteltalaacutenos modellje (Forraacuteswww fenykapufree-energyhu )

A aacutebraacuten laacutethatoacute jeloumlleacutesek a koumlvetkezőt jelentik

bull VE - Magas hőmeacuterseacutekletű taacutegulaacutesi teacuter

bull H - Melegiacutető

bull R - Regeneraacutetor

bull C - Hűtő

bull VC - Alacsony hőmeacuterseacutekletű sűriacuteteacutesi teacuter

18

225 A Stirling- motor vaacuteltozatai

Keacutetdugattyuacutes Stirling motor

A keacutetdugattyuacutes Stirling motort alfa tiacutepusuacute Stirling motornak is hiacutevjaacutek Ez a fajta motor keacutet

munkadugattyuacuteval rendelkezik melyek koumlzoumltt a faacuteziskuumlloumlnbseacuteg 90deg

10 aacutebraAlfa tiacutepusuacute Stirling motor

( Forraacutes www fenykapufree-energyhu )

Ebben az esetben a magas hőmeacuterseacutekletű taacutegulaacutesi teacuter eacutes az alacsony hőmeacuterseacutekletű

oumlsszehuacutezoacutedaacutesi teacuter oumlssze van koumltve Mikoumlzben a dugattyuacutek mozgatjaacutek a gaacutezt ekoumlzben ugyanez

a keacutet dugattyuacute munkaacutet is veacutegez

A keacutetdugattyuacutes Stirling motor műkoumldeacutesi elve

A keacutetdugattyuacutes Stirling motornaacutel a munkagaacutez mozgataacutesa eacutes a munkaveacutegzeacutes keacutet

munkadugattyuacute aacuteltal valoacutesul meg A keacutet dugattyuacute mozgaacutesa koumlzoumltt egy 90deg-os faacuteziseltoloacutedaacutes

van

11 aacutebra keacutetdugattyuacutes Stirling-motor munkafolyamatai

(Forraacutes fenykapufree-energyhu )

19

Az egyes uumltemek a koumlvetkezőkeacuteppen neacuteznek ki

1 Aacutellandoacute teacuterfogatuacute melegiacuteteacutesi uumltem

A sűriacutető oldali dugattyuacute felfeleacute a taacutegulaacutesi oldali dugattyuacute pedig lefeleacute mozog A munkagaacutez

hőmeacuterseacuteklete magas eacutes a gaacutez a taacutegulaacutesi teacuter feleacute aacuteramlik mikoumlzben a fűtő mellett elhalad A

motorban a gaacuteznyomaacutes emelkedik

2 Izotermikus taacutegulaacutesi uumltem

Mind a kettő munka dugattyuacute lefeleacute mozog a munkagaacutez pedig taacutegul A motor munkaacutet veacutegez

3 Aacutellandoacute teacuterfogatuacute hűleacutesi uumltem

A sűriacutető oldali dugattyuacute lefeleacute a taacutegulaacutesi oldali dugattyuacute pedig felfeleacute mozog A munkagaacutez

alacsony hőmeacuterseacutekletűveacute vaacutelik eacutes a sűriacuteteacutesi teacuter feleacute aacuteramlik mikoumlzben a hűtő mellet halad el

A gaacutez nyomaacutesa a motorban leesik

4 Izotermikus sűriacuteteacutesi uumltem

Mind a kettő dugattyuacute felfeleacute toloacutedik mikoumlzben a munkagaacutezt sűriacutetik A motor a hőjeacutet leadja a

koumlrnyezeteacutenek A motornaacutel a keacutet dugattyuacute felvaacuteltva mozoghat eacutes a keacutet dugattyuacute mozgaacutesa

koumlzoumltt egy 90deg-os faacuteziseltoloacutedaacutes van

Kiszoriacutetaacutesos Stirling motor

A kiszoriacutetaacutesos Stirling motornaacutel a munkagaacutezt egy kiszoriacutetoacute dugattyuacute mozgatja a magas eacutes

alacsony hőmeacuterseacutekletű terek koumlzoumltt Ennek a tiacutepusnak keacutet fajtaacuteja leacutetezik a beacuteta eacutes a gamma

tiacutepusuacute

Beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

A beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling motornaacutel a kiszoriacutetoacute eacutes munkaveacutegző dugattyuacutek egy koumlzoumls

oumlvetkezteacuteben mind a keacutet dugattyuacute azonos aacutetmeacuterőjű kell legyen

hengerben talaacutelhatoacutek ennek k

2 aacutebra Beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

keacutet dugattyuacute minden egyes uumltemben egymaacutes tereacutet metszi

ezeacute

1

( Forraacutes www fenykapufree-energyhu )

A

rt a nyomaacutesaraacuteny noumlvekszik ami viszont nagyobb

teljesiacutetmeacutenyt eredmeacutenyez mint amekkoraacutet a gamma tiacutepusuacute

Stirling motoroknaacutel el tudunk eacuterni Mivel azonban a kiszoriacutetoacute eacutes

munka dugattyuacute tengelyei egyvonalban helyezkednek el ezeacutert a

keacuteszuumlleacutek elkeacutesziacuteteacutese neheacutezkes

20

Gamma tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

ttyuacute eacutes a kiszoriacutetoacute dugattyuacute keacutet kuumlloumlnaacutelloacute

hen

3 aacutebra Gamma tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling-

s www fenykapufree-energyhu )

va a

mec

p

A Stirling- motor előnyei

Olyan beacuteta vaacuteltozat ahol a munka-duga

gerben mozog de mindkeacutet forgattyuacute ugyanahhoz a forgattyuacutes tengelyhez csatlakozik A

gaacutez a keacutet henger koumlzoumltt szabadon aacuteramolhat Ez a megoldaacutes kisebb kompresszioacuteviszonyt tesz

lehetőveacute de az előbbiekneacutel egyszerűbb a szerkezete eacutes gyakran hasznaacuteljaacutek toumlbbhengeres

kivitelekneacutel

1

motor

( Forraacute

A beacuteta tiacutepusuacute motorral oumlsszehasonliacutet

hanizmus egyszerűbb valamint a nyomaacutesaraacuteny

eacutes a noumlvekvő hő aacutetadaacutesi teruumlleteacutenek szabaacutelyozaacutesa

us az alacsony hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacutegek eseteacuten

hasznaacutelhatoacute joacutel

viszonylag egyszerű Ez a motor tiacute

g kevereacutek pontosabban szabaacutelyozhatoacute mivel az eacutegeacutes kiacutevuumll zajlik

bull őforraacutes folytonos eacutegeacutese koumlvetkezteacuteben elhanyagolhatoacute az eleacutegetlen fuumlstgaacutezok

bull elyezkedik el ezeacutert a keneacutest

bull

bull gosabbak a konvencionaacutelis hőerőgeacutepekneacutel

n ideaacutelis

bull n biztonsaacuteggal alkalmazhatoacute csendesebbek keveacutesbeacute szennyezik a

uumlzemelnek az uumlzemanyaguk keveacutesbeacute robbanaacutesveszeacutelyes

bull A levegő- tuumlzelőanya

le

A h

mennyiseacutege eacutes ezzel a koumlrnyezetszennyezeacutes meacuterteacuteke

Sok Stirling-motor csapaacutegyazaacutesa a hideg oldalon h

egyszerűbb megoldani eacutes a kenőanyag eacutelettartama keacutet olajcsere koumlzoumltt hosszabb lehet

A belső eacutegeacutesű motoroknaacutel egyszerűbb a szerkezete nincsenek szelepek a tuumlzelőanyag

eacutes a beoumlmlő rendszer is sokkal egyszerűbb

Kisebb nyomaacuteson uumlzemelnek ezeacutert biztonsaacute

bull A kisebb uumlzemnyomaacutes koumlnnyebb szerkezeti elemek beeacutepiacuteteacuteseacutet teszi lehetőveacute

bull A szerkezet műkoumldeacuteseacutehez nincs szuumlkseacuteg kuumllső levegőre iacutegy tengeralattjaacuteroacuteko

erőgeacutep lehet

Repuumllőgeacutepeke

koumlrnyezetet megőrzik hataacutesfokukat a magassaacutegtoacutel fuumlggetlenuumll megbiacutezhatoacutebbak mert

kevesebb alkatreacuteszből aacutellnak elmarad az indiacutetoacuteberendezeacutes kisebb rezgeacutesszinten

21

A Stirling- motor haacutetraacutenyai

Joacute hataacutesfokuacute motornaacutel megemeli a koumlltseacutegeket a szuumlkseacutebull ges korroacutezioacuteveacutedelem eacutes a

bull nem hasznaacutelhatoacute a koumlrnyezet felmelegiacuteteacutesekor keletkező

viacutez

bull

sszabb

aacutez mennyiseacutegeacutevel

t ideaacutelis munkakoumlzeg

226 N

Az alaacutebbi keacutepen egy Kaliforniaacuteban megeacutepuumllt naperőmű elvi seacutemaacuteja laacutethatoacute

nyomaacutesaacutelloacute kivitel

bull A nagy hőcsereacutelők megnoumlvelik a motor meacutereteit a belsőeacutegeacutesű motorokeacutehoz keacutepest

Geacutepkocsi hajtaacutesaacutera

hőveszteseacuteg miatt haacutezaknaacutel azonban joacutel fel lehet hasznaacutelni ezt a veszteseacuteget meleg

előaacutelliacutetaacutesaacutera eacutes fűteacutesre

A belsőeacutegeacutesű motorokhoz keacutepest lassabban lehet csak beindiacutetani mivela felfűteacuteshez

szuumlkseacuteges idő sokkal ho

bull A leadott teljesiacutetmeacutenyt csak lassan lehet vaacuteltoztatni vagy a dugattyuacute loumlkethosszaacutenak

vaacuteltoztataacutesaacuteval vagy az aacuteramloacute g

bull A hidrogeacutent neheacutez szivaacutergaacutes neacutelkuumll zaacutert teacuterben tartani kicsi molekulaacuteinak

koumlszoumlnhetően viszont eacuteppen kis molekulasuacutelya miat

aperőművek

14 aacutebra Naperőmű elvi seacutemaacuteja

( Forraacutes wwwkekenergiahu )

22

A napenergia vagy a gaacutezkazaacuten aacuteltal megtermelt hő hőcsereacutelőkoumln keresztuumll szaacuterazgőzt

termel ami a turbinaacutet meghajtja A turbina megforgatja a haacuteloacutezatra szinkronizaacutelt generaacutetort

ami az aacuteramot termeli A turbinaacuteroacutel a kondenzaacutetorba keruumll a gőz ahol egy hőcsereacutelőn

keresztuumll aacuteramloacute hűtőviacutez lehűti A hűtőviacutez aacuteltal felvett hő a hűtőtoronyban keruumll leadaacutesra a

kondenzviacutez pedig ismeacutet a hőcsereacutelőhoumlz keruumll ahol vagy a napenergia vagy az eleacutegetett gaacutez

hőjeacutet veszi fel

A napkollektorok teknő alakuacute tuumlkrei mindig a Nap iraacutenyaacuteba fordulnak iacutegy ha suumlt a Nap

az erőmű is műkoumldik A tuumlkroumlk foacutekuszpontjaacuteban talaacutelhatoacute cső a visszavert sugarakat elnyeli

eacutes a keletkezett hőt a benne aacuteramloacute hőaacutetadoacute folyadeacuteknak koumlzvetiacuteti A hőaacutetadaacutes keacutet leacutepcsőben

toumlrteacutenik Előszoumlr a kondenzvizet elgőzoumlloumlgteti a gőzgeneraacutetorban a maacuter reacuteszben lehűlt

hőaacutetadoacute folyadeacutek majd az iacutegy keletkezett gőz hőmeacuterseacutekleteacutet noumlveli tovaacutebb a hőcsereacutelőben

levő magas hőfokuacute folyadeacutek ezaacuteltal szaacuterazgőzt aacutelliacutetva elő

A legtoumlbb naperőmű hasonloacute elven műkoumldik azaz egy hőaacutetadoacute folyadeacutekkal a hőt egy

klasszikus erőműben alakiacutetjaacutek aacutet villamos energiaacutevaacute

A Naperőművek tiacutepusai

bull Napteknő Az aacutebraacuten laacutethatoacute napteknőneacutel teknő alakuacute tuumlkroumlk koumlvetik a Nap mozgaacutesaacutet a tuumlkroumlk foacutekuszaacuteban egy cső talaacutelhatoacute benne hőaacutetadoacute folyadeacutek kering eacutes veszi fel a hőt

7 keacutep Napteknő wwwkekenergiahu

bull Naptorony A keacutepen laacutethatoacute naptorony leacutetrehozaacutesaacutenaacutel napkoumlvető eacutes nagyfeluumlletű

siacuteklap tuumlkroumlket koncentrikus koumlroumlkbe telepiacutetenek Ezek a tuumlkroumlk a koumlzeacuteppontban aacutelloacute

torony tetejeacutere iraacutenyiacutetjaacutek a visszavert feacutenyt A toronyban talaacutelhatoacute taraacutelyban levő

hőaacutetadoacute folyadeacutek veszi fel a hőt

23

hataacutesfoka ezzel vetekszik A Stirling koumlrfolyamat megfordiacutethatoacute reverzibilis azaz kuumllső

erővel hajtva hűtőkeacutent is viselkedhet

A Stirling motornaacutel a gaacutez keacutet egymaacutestoacutel bizonyos taacutevolsaacutegra leacutevő eacutes kuumlloumlnboumlző

hőmeacuterseacutekletű teacuterben aacuteramlik s ez a hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacuteg nyomaacuteskuumlloumlnbseacuteget hoz leacutetre Ez a

keacutet teacuter nagyon joacutel el van szigetelve a kuumllső teacutertől iacutegy nincs keveredeacutes a kuumllső teacuter levegőjeacutevel

A motor baacuterhol műkoumldhet ahol hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacuteg van jelen iacutegy a joumlvőben sok helyen

lesz hasznaacutelhatoacute a Stirling motor

223 A Stirling- motor jellemzői

A Stirling motort a koumlvetkezők jellemzik

- A hőforraacutesok szeacuteles skaacutelaacuteja

A belsőeacutegeacutesű motorok mint pl a benzin vagy diesel motorok csak taacuteguloacute uumlzemanyagot

hasznaacutelhatnak Ugyanakkor a Stirling motor nem csak ezeket az uumlzemanyagokat hasznaacutelhatja

hanem baacutermilyen eacuteghető anyagot mint pl faszenet vagy faacutet is Ezen kiacutevuumll nem uumlzemanyag

jellegű hőforraacutesokat is hasznaacutelhat mint pl a Foumlld hőjeacutet meleg leacutegaacuteramlatokat vagy a

napfeacutenyt Jelenleg a vilaacuteg szaacutemos pontjaacuten fejlesztenek napenergiaacuteval műkoumldő Stirling

motorokat

- Tiszta kipufogoacute gaacutez

Mivel a Stirling motor kuumllsőeacutegeacutesű ezeacutert az uumlzemanyag eleacutegeteacutese a motoron kiacutevuumll toumlrteacutenik

Ebből kifolyoacutelag az eacutegeacutes koumlnnyebben kontrolaacutelhatoacute a belsőeacutegeacutesű motorokhoz keacutepest Ennek

eredmeacutenye a nagyon tiszta kipufogoacute gaacutez

- Nagyon halk uumlzem

A belsőeacutegeacutesű motoroknaacutel a nyomaacuteskuumlloumlnbseacuteg robbanaacutes kiacuteseacutereteacuteben alakul ki ezeacutert ott a

zaj eacutes a vibraacutecioacute elkeruumllhetetlen velejaacuteroacuteja a folyamatnak A Stirling motoroknaacutel ezzel

szemben a nyomaacuteskuumlloumlnbseacuteg nagyon finoman alakul ki mely csoumlndesseacute teszi a folyamatot

ezen kiacutevuumll nincs szuumlkseacuteg oumlsszetett szelep-mechanizmusra sem

- Magas hőhataacutesfok

A Stirling koumlrfolyamat hőhataacutesfoka nagyjaacuteboacutel megegyezik a Carnot-koumlrfolyamat

hataacutesfokaacuteval mely elmeacuteletileg a legjobb A Carnot-koumlrfolyamat hataacutesfoka h = 1 - (TcTh)

ahol Th - A koumlrfolyamat legmagasabb hőmeacuterseacuteklete

Tc - A koumlrfolyamat legalacsonyabb hőmeacuterseacuteklete

Ez azt jelenti hogy az elmeacuteleti hőhataacutesfok annaacutel jobb mineacutel nagyobb a hőmeacuterseacuteklet

kuumlloumlnbseacuteg A Stirling motoroknaacutel a 40 -os hataacutesfok is koumlnnyen eleacuterhető (Th kb 220

celsius)

17

A Stirling- motor műkoumldeacutesi elve

A Stirling-motorokban toumlbbnyire keacutet dugattyuacute mozog egymaacutessal 90deg-os szoumlget bezaacuterva Az

egyik nem illeszkedik teljesen a henger falaacutehoz feladata a levegő mozgataacutesa tereleacutese

(kiszoriacutetoacute-dugattyuacute) A maacutesik illeszkedik a henger falaacutehoz ennek feladata a hengerben

talaacutelhatoacute gaacutez nyomaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesa (teljesiacutetmeacuteny-dugattyuacute) A Stirling-motorban a

teljesiacutetmeacuteny dugattyuacute a felmelegedő gaacutez taacutegulaacutesaacutenak hataacutesaacutera mozgatja a tengelyt amely

a maacutesik kiszoriacutetoacute dugattyuacutet elmozdiacutetva az előbbit lehűti amelyben a lehűlő gaacutez tovaacutebb

mozgatja a tengelyt a hő feleacute ezaacuteltal uacutejrakezdve a koumlrforgaacutest A Stirling-motort voltakeacuteppen

ez a nyomaacutes-hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutes hajtja

A mozgaacutest szinteacuten majdnem minden motornaacutel neacutegy faacutezisra lehet osztani (Rainke- ciklus)

Fűteacutes kitaacutegulaacutes hűteacutes eacutes kompresszioacute

224 A Stirling motorok szerkezeti feleacutepiacuteteacutese

A Stirling koumlrfolyamat lejaacutetszoacutedhat egyetlen hengerben is ezeacutert egy aacuteltalaacutenos Stirling

motor uacutegy van kialakiacutetva hogy tartalmaz egy olyan teret ahol hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacuteg van

9 aacutebra A Stirling- motor aacuteltalaacutenos modellje (Forraacuteswww fenykapufree-energyhu )

A aacutebraacuten laacutethatoacute jeloumlleacutesek a koumlvetkezőt jelentik

bull VE - Magas hőmeacuterseacutekletű taacutegulaacutesi teacuter

bull H - Melegiacutető

bull R - Regeneraacutetor

bull C - Hűtő

bull VC - Alacsony hőmeacuterseacutekletű sűriacuteteacutesi teacuter

18

225 A Stirling- motor vaacuteltozatai

Keacutetdugattyuacutes Stirling motor

A keacutetdugattyuacutes Stirling motort alfa tiacutepusuacute Stirling motornak is hiacutevjaacutek Ez a fajta motor keacutet

munkadugattyuacuteval rendelkezik melyek koumlzoumltt a faacuteziskuumlloumlnbseacuteg 90deg

10 aacutebraAlfa tiacutepusuacute Stirling motor

( Forraacutes www fenykapufree-energyhu )

Ebben az esetben a magas hőmeacuterseacutekletű taacutegulaacutesi teacuter eacutes az alacsony hőmeacuterseacutekletű

oumlsszehuacutezoacutedaacutesi teacuter oumlssze van koumltve Mikoumlzben a dugattyuacutek mozgatjaacutek a gaacutezt ekoumlzben ugyanez

a keacutet dugattyuacute munkaacutet is veacutegez

A keacutetdugattyuacutes Stirling motor műkoumldeacutesi elve

A keacutetdugattyuacutes Stirling motornaacutel a munkagaacutez mozgataacutesa eacutes a munkaveacutegzeacutes keacutet

munkadugattyuacute aacuteltal valoacutesul meg A keacutet dugattyuacute mozgaacutesa koumlzoumltt egy 90deg-os faacuteziseltoloacutedaacutes

van

11 aacutebra keacutetdugattyuacutes Stirling-motor munkafolyamatai

(Forraacutes fenykapufree-energyhu )

19

Az egyes uumltemek a koumlvetkezőkeacuteppen neacuteznek ki

1 Aacutellandoacute teacuterfogatuacute melegiacuteteacutesi uumltem

A sűriacutető oldali dugattyuacute felfeleacute a taacutegulaacutesi oldali dugattyuacute pedig lefeleacute mozog A munkagaacutez

hőmeacuterseacuteklete magas eacutes a gaacutez a taacutegulaacutesi teacuter feleacute aacuteramlik mikoumlzben a fűtő mellett elhalad A

motorban a gaacuteznyomaacutes emelkedik

2 Izotermikus taacutegulaacutesi uumltem

Mind a kettő munka dugattyuacute lefeleacute mozog a munkagaacutez pedig taacutegul A motor munkaacutet veacutegez

3 Aacutellandoacute teacuterfogatuacute hűleacutesi uumltem

A sűriacutető oldali dugattyuacute lefeleacute a taacutegulaacutesi oldali dugattyuacute pedig felfeleacute mozog A munkagaacutez

alacsony hőmeacuterseacutekletűveacute vaacutelik eacutes a sűriacuteteacutesi teacuter feleacute aacuteramlik mikoumlzben a hűtő mellet halad el

A gaacutez nyomaacutesa a motorban leesik

4 Izotermikus sűriacuteteacutesi uumltem

Mind a kettő dugattyuacute felfeleacute toloacutedik mikoumlzben a munkagaacutezt sűriacutetik A motor a hőjeacutet leadja a

koumlrnyezeteacutenek A motornaacutel a keacutet dugattyuacute felvaacuteltva mozoghat eacutes a keacutet dugattyuacute mozgaacutesa

koumlzoumltt egy 90deg-os faacuteziseltoloacutedaacutes van

Kiszoriacutetaacutesos Stirling motor

A kiszoriacutetaacutesos Stirling motornaacutel a munkagaacutezt egy kiszoriacutetoacute dugattyuacute mozgatja a magas eacutes

alacsony hőmeacuterseacutekletű terek koumlzoumltt Ennek a tiacutepusnak keacutet fajtaacuteja leacutetezik a beacuteta eacutes a gamma

tiacutepusuacute

Beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

A beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling motornaacutel a kiszoriacutetoacute eacutes munkaveacutegző dugattyuacutek egy koumlzoumls

oumlvetkezteacuteben mind a keacutet dugattyuacute azonos aacutetmeacuterőjű kell legyen

hengerben talaacutelhatoacutek ennek k

2 aacutebra Beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

keacutet dugattyuacute minden egyes uumltemben egymaacutes tereacutet metszi

ezeacute

1

( Forraacutes www fenykapufree-energyhu )

A

rt a nyomaacutesaraacuteny noumlvekszik ami viszont nagyobb

teljesiacutetmeacutenyt eredmeacutenyez mint amekkoraacutet a gamma tiacutepusuacute

Stirling motoroknaacutel el tudunk eacuterni Mivel azonban a kiszoriacutetoacute eacutes

munka dugattyuacute tengelyei egyvonalban helyezkednek el ezeacutert a

keacuteszuumlleacutek elkeacutesziacuteteacutese neheacutezkes

20

Gamma tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

ttyuacute eacutes a kiszoriacutetoacute dugattyuacute keacutet kuumlloumlnaacutelloacute

hen

3 aacutebra Gamma tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling-

s www fenykapufree-energyhu )

va a

mec

p

A Stirling- motor előnyei

Olyan beacuteta vaacuteltozat ahol a munka-duga

gerben mozog de mindkeacutet forgattyuacute ugyanahhoz a forgattyuacutes tengelyhez csatlakozik A

gaacutez a keacutet henger koumlzoumltt szabadon aacuteramolhat Ez a megoldaacutes kisebb kompresszioacuteviszonyt tesz

lehetőveacute de az előbbiekneacutel egyszerűbb a szerkezete eacutes gyakran hasznaacuteljaacutek toumlbbhengeres

kivitelekneacutel

1

motor

( Forraacute

A beacuteta tiacutepusuacute motorral oumlsszehasonliacutet

hanizmus egyszerűbb valamint a nyomaacutesaraacuteny

eacutes a noumlvekvő hő aacutetadaacutesi teruumlleteacutenek szabaacutelyozaacutesa

us az alacsony hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacutegek eseteacuten

hasznaacutelhatoacute joacutel

viszonylag egyszerű Ez a motor tiacute

g kevereacutek pontosabban szabaacutelyozhatoacute mivel az eacutegeacutes kiacutevuumll zajlik

bull őforraacutes folytonos eacutegeacutese koumlvetkezteacuteben elhanyagolhatoacute az eleacutegetlen fuumlstgaacutezok

bull elyezkedik el ezeacutert a keneacutest

bull

bull gosabbak a konvencionaacutelis hőerőgeacutepekneacutel

n ideaacutelis

bull n biztonsaacuteggal alkalmazhatoacute csendesebbek keveacutesbeacute szennyezik a

uumlzemelnek az uumlzemanyaguk keveacutesbeacute robbanaacutesveszeacutelyes

bull A levegő- tuumlzelőanya

le

A h

mennyiseacutege eacutes ezzel a koumlrnyezetszennyezeacutes meacuterteacuteke

Sok Stirling-motor csapaacutegyazaacutesa a hideg oldalon h

egyszerűbb megoldani eacutes a kenőanyag eacutelettartama keacutet olajcsere koumlzoumltt hosszabb lehet

A belső eacutegeacutesű motoroknaacutel egyszerűbb a szerkezete nincsenek szelepek a tuumlzelőanyag

eacutes a beoumlmlő rendszer is sokkal egyszerűbb

Kisebb nyomaacuteson uumlzemelnek ezeacutert biztonsaacute

bull A kisebb uumlzemnyomaacutes koumlnnyebb szerkezeti elemek beeacutepiacuteteacuteseacutet teszi lehetőveacute

bull A szerkezet műkoumldeacuteseacutehez nincs szuumlkseacuteg kuumllső levegőre iacutegy tengeralattjaacuteroacuteko

erőgeacutep lehet

Repuumllőgeacutepeke

koumlrnyezetet megőrzik hataacutesfokukat a magassaacutegtoacutel fuumlggetlenuumll megbiacutezhatoacutebbak mert

kevesebb alkatreacuteszből aacutellnak elmarad az indiacutetoacuteberendezeacutes kisebb rezgeacutesszinten

21

A Stirling- motor haacutetraacutenyai

Joacute hataacutesfokuacute motornaacutel megemeli a koumlltseacutegeket a szuumlkseacutebull ges korroacutezioacuteveacutedelem eacutes a

bull nem hasznaacutelhatoacute a koumlrnyezet felmelegiacuteteacutesekor keletkező

viacutez

bull

sszabb

aacutez mennyiseacutegeacutevel

t ideaacutelis munkakoumlzeg

226 N

Az alaacutebbi keacutepen egy Kaliforniaacuteban megeacutepuumllt naperőmű elvi seacutemaacuteja laacutethatoacute

nyomaacutesaacutelloacute kivitel

bull A nagy hőcsereacutelők megnoumlvelik a motor meacutereteit a belsőeacutegeacutesű motorokeacutehoz keacutepest

Geacutepkocsi hajtaacutesaacutera

hőveszteseacuteg miatt haacutezaknaacutel azonban joacutel fel lehet hasznaacutelni ezt a veszteseacuteget meleg

előaacutelliacutetaacutesaacutera eacutes fűteacutesre

A belsőeacutegeacutesű motorokhoz keacutepest lassabban lehet csak beindiacutetani mivela felfűteacuteshez

szuumlkseacuteges idő sokkal ho

bull A leadott teljesiacutetmeacutenyt csak lassan lehet vaacuteltoztatni vagy a dugattyuacute loumlkethosszaacutenak

vaacuteltoztataacutesaacuteval vagy az aacuteramloacute g

bull A hidrogeacutent neheacutez szivaacutergaacutes neacutelkuumll zaacutert teacuterben tartani kicsi molekulaacuteinak

koumlszoumlnhetően viszont eacuteppen kis molekulasuacutelya miat

aperőművek

14 aacutebra Naperőmű elvi seacutemaacuteja

( Forraacutes wwwkekenergiahu )

22

A napenergia vagy a gaacutezkazaacuten aacuteltal megtermelt hő hőcsereacutelőkoumln keresztuumll szaacuterazgőzt

termel ami a turbinaacutet meghajtja A turbina megforgatja a haacuteloacutezatra szinkronizaacutelt generaacutetort

ami az aacuteramot termeli A turbinaacuteroacutel a kondenzaacutetorba keruumll a gőz ahol egy hőcsereacutelőn

keresztuumll aacuteramloacute hűtőviacutez lehűti A hűtőviacutez aacuteltal felvett hő a hűtőtoronyban keruumll leadaacutesra a

kondenzviacutez pedig ismeacutet a hőcsereacutelőhoumlz keruumll ahol vagy a napenergia vagy az eleacutegetett gaacutez

hőjeacutet veszi fel

A napkollektorok teknő alakuacute tuumlkrei mindig a Nap iraacutenyaacuteba fordulnak iacutegy ha suumlt a Nap

az erőmű is műkoumldik A tuumlkroumlk foacutekuszpontjaacuteban talaacutelhatoacute cső a visszavert sugarakat elnyeli

eacutes a keletkezett hőt a benne aacuteramloacute hőaacutetadoacute folyadeacuteknak koumlzvetiacuteti A hőaacutetadaacutes keacutet leacutepcsőben

toumlrteacutenik Előszoumlr a kondenzvizet elgőzoumlloumlgteti a gőzgeneraacutetorban a maacuter reacuteszben lehűlt

hőaacutetadoacute folyadeacutek majd az iacutegy keletkezett gőz hőmeacuterseacutekleteacutet noumlveli tovaacutebb a hőcsereacutelőben

levő magas hőfokuacute folyadeacutek ezaacuteltal szaacuterazgőzt aacutelliacutetva elő

A legtoumlbb naperőmű hasonloacute elven műkoumldik azaz egy hőaacutetadoacute folyadeacutekkal a hőt egy

klasszikus erőműben alakiacutetjaacutek aacutet villamos energiaacutevaacute

A Naperőművek tiacutepusai

bull Napteknő Az aacutebraacuten laacutethatoacute napteknőneacutel teknő alakuacute tuumlkroumlk koumlvetik a Nap mozgaacutesaacutet a tuumlkroumlk foacutekuszaacuteban egy cső talaacutelhatoacute benne hőaacutetadoacute folyadeacutek kering eacutes veszi fel a hőt

7 keacutep Napteknő wwwkekenergiahu

bull Naptorony A keacutepen laacutethatoacute naptorony leacutetrehozaacutesaacutenaacutel napkoumlvető eacutes nagyfeluumlletű

siacuteklap tuumlkroumlket koncentrikus koumlroumlkbe telepiacutetenek Ezek a tuumlkroumlk a koumlzeacuteppontban aacutelloacute

torony tetejeacutere iraacutenyiacutetjaacutek a visszavert feacutenyt A toronyban talaacutelhatoacute taraacutelyban levő

hőaacutetadoacute folyadeacutek veszi fel a hőt

23

A Stirling- motor műkoumldeacutesi elve

A Stirling-motorokban toumlbbnyire keacutet dugattyuacute mozog egymaacutessal 90deg-os szoumlget bezaacuterva Az

egyik nem illeszkedik teljesen a henger falaacutehoz feladata a levegő mozgataacutesa tereleacutese

(kiszoriacutetoacute-dugattyuacute) A maacutesik illeszkedik a henger falaacutehoz ennek feladata a hengerben

talaacutelhatoacute gaacutez nyomaacutesaacutenak vaacuteltoztataacutesa (teljesiacutetmeacuteny-dugattyuacute) A Stirling-motorban a

teljesiacutetmeacuteny dugattyuacute a felmelegedő gaacutez taacutegulaacutesaacutenak hataacutesaacutera mozgatja a tengelyt amely

a maacutesik kiszoriacutetoacute dugattyuacutet elmozdiacutetva az előbbit lehűti amelyben a lehűlő gaacutez tovaacutebb

mozgatja a tengelyt a hő feleacute ezaacuteltal uacutejrakezdve a koumlrforgaacutest A Stirling-motort voltakeacuteppen

ez a nyomaacutes-hőmeacuterseacuteklet vaacuteltozaacutes hajtja

A mozgaacutest szinteacuten majdnem minden motornaacutel neacutegy faacutezisra lehet osztani (Rainke- ciklus)

Fűteacutes kitaacutegulaacutes hűteacutes eacutes kompresszioacute

224 A Stirling motorok szerkezeti feleacutepiacuteteacutese

A Stirling koumlrfolyamat lejaacutetszoacutedhat egyetlen hengerben is ezeacutert egy aacuteltalaacutenos Stirling

motor uacutegy van kialakiacutetva hogy tartalmaz egy olyan teret ahol hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacuteg van

9 aacutebra A Stirling- motor aacuteltalaacutenos modellje (Forraacuteswww fenykapufree-energyhu )

A aacutebraacuten laacutethatoacute jeloumlleacutesek a koumlvetkezőt jelentik

bull VE - Magas hőmeacuterseacutekletű taacutegulaacutesi teacuter

bull H - Melegiacutető

bull R - Regeneraacutetor

bull C - Hűtő

bull VC - Alacsony hőmeacuterseacutekletű sűriacuteteacutesi teacuter

18

225 A Stirling- motor vaacuteltozatai

Keacutetdugattyuacutes Stirling motor

A keacutetdugattyuacutes Stirling motort alfa tiacutepusuacute Stirling motornak is hiacutevjaacutek Ez a fajta motor keacutet

munkadugattyuacuteval rendelkezik melyek koumlzoumltt a faacuteziskuumlloumlnbseacuteg 90deg

10 aacutebraAlfa tiacutepusuacute Stirling motor

( Forraacutes www fenykapufree-energyhu )

Ebben az esetben a magas hőmeacuterseacutekletű taacutegulaacutesi teacuter eacutes az alacsony hőmeacuterseacutekletű

oumlsszehuacutezoacutedaacutesi teacuter oumlssze van koumltve Mikoumlzben a dugattyuacutek mozgatjaacutek a gaacutezt ekoumlzben ugyanez

a keacutet dugattyuacute munkaacutet is veacutegez

A keacutetdugattyuacutes Stirling motor műkoumldeacutesi elve

A keacutetdugattyuacutes Stirling motornaacutel a munkagaacutez mozgataacutesa eacutes a munkaveacutegzeacutes keacutet

munkadugattyuacute aacuteltal valoacutesul meg A keacutet dugattyuacute mozgaacutesa koumlzoumltt egy 90deg-os faacuteziseltoloacutedaacutes

van

11 aacutebra keacutetdugattyuacutes Stirling-motor munkafolyamatai

(Forraacutes fenykapufree-energyhu )

19

Az egyes uumltemek a koumlvetkezőkeacuteppen neacuteznek ki

1 Aacutellandoacute teacuterfogatuacute melegiacuteteacutesi uumltem

A sűriacutető oldali dugattyuacute felfeleacute a taacutegulaacutesi oldali dugattyuacute pedig lefeleacute mozog A munkagaacutez

hőmeacuterseacuteklete magas eacutes a gaacutez a taacutegulaacutesi teacuter feleacute aacuteramlik mikoumlzben a fűtő mellett elhalad A

motorban a gaacuteznyomaacutes emelkedik

2 Izotermikus taacutegulaacutesi uumltem

Mind a kettő munka dugattyuacute lefeleacute mozog a munkagaacutez pedig taacutegul A motor munkaacutet veacutegez

3 Aacutellandoacute teacuterfogatuacute hűleacutesi uumltem

A sűriacutető oldali dugattyuacute lefeleacute a taacutegulaacutesi oldali dugattyuacute pedig felfeleacute mozog A munkagaacutez

alacsony hőmeacuterseacutekletűveacute vaacutelik eacutes a sűriacuteteacutesi teacuter feleacute aacuteramlik mikoumlzben a hűtő mellet halad el

A gaacutez nyomaacutesa a motorban leesik

4 Izotermikus sűriacuteteacutesi uumltem

Mind a kettő dugattyuacute felfeleacute toloacutedik mikoumlzben a munkagaacutezt sűriacutetik A motor a hőjeacutet leadja a

koumlrnyezeteacutenek A motornaacutel a keacutet dugattyuacute felvaacuteltva mozoghat eacutes a keacutet dugattyuacute mozgaacutesa

koumlzoumltt egy 90deg-os faacuteziseltoloacutedaacutes van

Kiszoriacutetaacutesos Stirling motor

A kiszoriacutetaacutesos Stirling motornaacutel a munkagaacutezt egy kiszoriacutetoacute dugattyuacute mozgatja a magas eacutes

alacsony hőmeacuterseacutekletű terek koumlzoumltt Ennek a tiacutepusnak keacutet fajtaacuteja leacutetezik a beacuteta eacutes a gamma

tiacutepusuacute

Beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

A beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling motornaacutel a kiszoriacutetoacute eacutes munkaveacutegző dugattyuacutek egy koumlzoumls

oumlvetkezteacuteben mind a keacutet dugattyuacute azonos aacutetmeacuterőjű kell legyen

hengerben talaacutelhatoacutek ennek k

2 aacutebra Beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

keacutet dugattyuacute minden egyes uumltemben egymaacutes tereacutet metszi

ezeacute

1

( Forraacutes www fenykapufree-energyhu )

A

rt a nyomaacutesaraacuteny noumlvekszik ami viszont nagyobb

teljesiacutetmeacutenyt eredmeacutenyez mint amekkoraacutet a gamma tiacutepusuacute

Stirling motoroknaacutel el tudunk eacuterni Mivel azonban a kiszoriacutetoacute eacutes

munka dugattyuacute tengelyei egyvonalban helyezkednek el ezeacutert a

keacuteszuumlleacutek elkeacutesziacuteteacutese neheacutezkes

20

Gamma tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

ttyuacute eacutes a kiszoriacutetoacute dugattyuacute keacutet kuumlloumlnaacutelloacute

hen

3 aacutebra Gamma tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling-

s www fenykapufree-energyhu )

va a

mec

p

A Stirling- motor előnyei

Olyan beacuteta vaacuteltozat ahol a munka-duga

gerben mozog de mindkeacutet forgattyuacute ugyanahhoz a forgattyuacutes tengelyhez csatlakozik A

gaacutez a keacutet henger koumlzoumltt szabadon aacuteramolhat Ez a megoldaacutes kisebb kompresszioacuteviszonyt tesz

lehetőveacute de az előbbiekneacutel egyszerűbb a szerkezete eacutes gyakran hasznaacuteljaacutek toumlbbhengeres

kivitelekneacutel

1

motor

( Forraacute

A beacuteta tiacutepusuacute motorral oumlsszehasonliacutet

hanizmus egyszerűbb valamint a nyomaacutesaraacuteny

eacutes a noumlvekvő hő aacutetadaacutesi teruumlleteacutenek szabaacutelyozaacutesa

us az alacsony hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacutegek eseteacuten

hasznaacutelhatoacute joacutel

viszonylag egyszerű Ez a motor tiacute

g kevereacutek pontosabban szabaacutelyozhatoacute mivel az eacutegeacutes kiacutevuumll zajlik

bull őforraacutes folytonos eacutegeacutese koumlvetkezteacuteben elhanyagolhatoacute az eleacutegetlen fuumlstgaacutezok

bull elyezkedik el ezeacutert a keneacutest

bull

bull gosabbak a konvencionaacutelis hőerőgeacutepekneacutel

n ideaacutelis

bull n biztonsaacuteggal alkalmazhatoacute csendesebbek keveacutesbeacute szennyezik a

uumlzemelnek az uumlzemanyaguk keveacutesbeacute robbanaacutesveszeacutelyes

bull A levegő- tuumlzelőanya

le

A h

mennyiseacutege eacutes ezzel a koumlrnyezetszennyezeacutes meacuterteacuteke

Sok Stirling-motor csapaacutegyazaacutesa a hideg oldalon h

egyszerűbb megoldani eacutes a kenőanyag eacutelettartama keacutet olajcsere koumlzoumltt hosszabb lehet

A belső eacutegeacutesű motoroknaacutel egyszerűbb a szerkezete nincsenek szelepek a tuumlzelőanyag

eacutes a beoumlmlő rendszer is sokkal egyszerűbb

Kisebb nyomaacuteson uumlzemelnek ezeacutert biztonsaacute

bull A kisebb uumlzemnyomaacutes koumlnnyebb szerkezeti elemek beeacutepiacuteteacuteseacutet teszi lehetőveacute

bull A szerkezet műkoumldeacuteseacutehez nincs szuumlkseacuteg kuumllső levegőre iacutegy tengeralattjaacuteroacuteko

erőgeacutep lehet

Repuumllőgeacutepeke

koumlrnyezetet megőrzik hataacutesfokukat a magassaacutegtoacutel fuumlggetlenuumll megbiacutezhatoacutebbak mert

kevesebb alkatreacuteszből aacutellnak elmarad az indiacutetoacuteberendezeacutes kisebb rezgeacutesszinten

21

A Stirling- motor haacutetraacutenyai

Joacute hataacutesfokuacute motornaacutel megemeli a koumlltseacutegeket a szuumlkseacutebull ges korroacutezioacuteveacutedelem eacutes a

bull nem hasznaacutelhatoacute a koumlrnyezet felmelegiacuteteacutesekor keletkező

viacutez

bull

sszabb

aacutez mennyiseacutegeacutevel

t ideaacutelis munkakoumlzeg

226 N

Az alaacutebbi keacutepen egy Kaliforniaacuteban megeacutepuumllt naperőmű elvi seacutemaacuteja laacutethatoacute

nyomaacutesaacutelloacute kivitel

bull A nagy hőcsereacutelők megnoumlvelik a motor meacutereteit a belsőeacutegeacutesű motorokeacutehoz keacutepest

Geacutepkocsi hajtaacutesaacutera

hőveszteseacuteg miatt haacutezaknaacutel azonban joacutel fel lehet hasznaacutelni ezt a veszteseacuteget meleg

előaacutelliacutetaacutesaacutera eacutes fűteacutesre

A belsőeacutegeacutesű motorokhoz keacutepest lassabban lehet csak beindiacutetani mivela felfűteacuteshez

szuumlkseacuteges idő sokkal ho

bull A leadott teljesiacutetmeacutenyt csak lassan lehet vaacuteltoztatni vagy a dugattyuacute loumlkethosszaacutenak

vaacuteltoztataacutesaacuteval vagy az aacuteramloacute g

bull A hidrogeacutent neheacutez szivaacutergaacutes neacutelkuumll zaacutert teacuterben tartani kicsi molekulaacuteinak

koumlszoumlnhetően viszont eacuteppen kis molekulasuacutelya miat

aperőművek

14 aacutebra Naperőmű elvi seacutemaacuteja

( Forraacutes wwwkekenergiahu )

22

A napenergia vagy a gaacutezkazaacuten aacuteltal megtermelt hő hőcsereacutelőkoumln keresztuumll szaacuterazgőzt

termel ami a turbinaacutet meghajtja A turbina megforgatja a haacuteloacutezatra szinkronizaacutelt generaacutetort

ami az aacuteramot termeli A turbinaacuteroacutel a kondenzaacutetorba keruumll a gőz ahol egy hőcsereacutelőn

keresztuumll aacuteramloacute hűtőviacutez lehűti A hűtőviacutez aacuteltal felvett hő a hűtőtoronyban keruumll leadaacutesra a

kondenzviacutez pedig ismeacutet a hőcsereacutelőhoumlz keruumll ahol vagy a napenergia vagy az eleacutegetett gaacutez

hőjeacutet veszi fel

A napkollektorok teknő alakuacute tuumlkrei mindig a Nap iraacutenyaacuteba fordulnak iacutegy ha suumlt a Nap

az erőmű is műkoumldik A tuumlkroumlk foacutekuszpontjaacuteban talaacutelhatoacute cső a visszavert sugarakat elnyeli

eacutes a keletkezett hőt a benne aacuteramloacute hőaacutetadoacute folyadeacuteknak koumlzvetiacuteti A hőaacutetadaacutes keacutet leacutepcsőben

toumlrteacutenik Előszoumlr a kondenzvizet elgőzoumlloumlgteti a gőzgeneraacutetorban a maacuter reacuteszben lehűlt

hőaacutetadoacute folyadeacutek majd az iacutegy keletkezett gőz hőmeacuterseacutekleteacutet noumlveli tovaacutebb a hőcsereacutelőben

levő magas hőfokuacute folyadeacutek ezaacuteltal szaacuterazgőzt aacutelliacutetva elő

A legtoumlbb naperőmű hasonloacute elven műkoumldik azaz egy hőaacutetadoacute folyadeacutekkal a hőt egy

klasszikus erőműben alakiacutetjaacutek aacutet villamos energiaacutevaacute

A Naperőművek tiacutepusai

bull Napteknő Az aacutebraacuten laacutethatoacute napteknőneacutel teknő alakuacute tuumlkroumlk koumlvetik a Nap mozgaacutesaacutet a tuumlkroumlk foacutekuszaacuteban egy cső talaacutelhatoacute benne hőaacutetadoacute folyadeacutek kering eacutes veszi fel a hőt

7 keacutep Napteknő wwwkekenergiahu

bull Naptorony A keacutepen laacutethatoacute naptorony leacutetrehozaacutesaacutenaacutel napkoumlvető eacutes nagyfeluumlletű

siacuteklap tuumlkroumlket koncentrikus koumlroumlkbe telepiacutetenek Ezek a tuumlkroumlk a koumlzeacuteppontban aacutelloacute

torony tetejeacutere iraacutenyiacutetjaacutek a visszavert feacutenyt A toronyban talaacutelhatoacute taraacutelyban levő

hőaacutetadoacute folyadeacutek veszi fel a hőt

23

225 A Stirling- motor vaacuteltozatai

Keacutetdugattyuacutes Stirling motor

A keacutetdugattyuacutes Stirling motort alfa tiacutepusuacute Stirling motornak is hiacutevjaacutek Ez a fajta motor keacutet

munkadugattyuacuteval rendelkezik melyek koumlzoumltt a faacuteziskuumlloumlnbseacuteg 90deg

10 aacutebraAlfa tiacutepusuacute Stirling motor

( Forraacutes www fenykapufree-energyhu )

Ebben az esetben a magas hőmeacuterseacutekletű taacutegulaacutesi teacuter eacutes az alacsony hőmeacuterseacutekletű

oumlsszehuacutezoacutedaacutesi teacuter oumlssze van koumltve Mikoumlzben a dugattyuacutek mozgatjaacutek a gaacutezt ekoumlzben ugyanez

a keacutet dugattyuacute munkaacutet is veacutegez

A keacutetdugattyuacutes Stirling motor műkoumldeacutesi elve

A keacutetdugattyuacutes Stirling motornaacutel a munkagaacutez mozgataacutesa eacutes a munkaveacutegzeacutes keacutet

munkadugattyuacute aacuteltal valoacutesul meg A keacutet dugattyuacute mozgaacutesa koumlzoumltt egy 90deg-os faacuteziseltoloacutedaacutes

van

11 aacutebra keacutetdugattyuacutes Stirling-motor munkafolyamatai

(Forraacutes fenykapufree-energyhu )

19

Az egyes uumltemek a koumlvetkezőkeacuteppen neacuteznek ki

1 Aacutellandoacute teacuterfogatuacute melegiacuteteacutesi uumltem

A sűriacutető oldali dugattyuacute felfeleacute a taacutegulaacutesi oldali dugattyuacute pedig lefeleacute mozog A munkagaacutez

hőmeacuterseacuteklete magas eacutes a gaacutez a taacutegulaacutesi teacuter feleacute aacuteramlik mikoumlzben a fűtő mellett elhalad A

motorban a gaacuteznyomaacutes emelkedik

2 Izotermikus taacutegulaacutesi uumltem

Mind a kettő munka dugattyuacute lefeleacute mozog a munkagaacutez pedig taacutegul A motor munkaacutet veacutegez

3 Aacutellandoacute teacuterfogatuacute hűleacutesi uumltem

A sűriacutető oldali dugattyuacute lefeleacute a taacutegulaacutesi oldali dugattyuacute pedig felfeleacute mozog A munkagaacutez

alacsony hőmeacuterseacutekletűveacute vaacutelik eacutes a sűriacuteteacutesi teacuter feleacute aacuteramlik mikoumlzben a hűtő mellet halad el

A gaacutez nyomaacutesa a motorban leesik

4 Izotermikus sűriacuteteacutesi uumltem

Mind a kettő dugattyuacute felfeleacute toloacutedik mikoumlzben a munkagaacutezt sűriacutetik A motor a hőjeacutet leadja a

koumlrnyezeteacutenek A motornaacutel a keacutet dugattyuacute felvaacuteltva mozoghat eacutes a keacutet dugattyuacute mozgaacutesa

koumlzoumltt egy 90deg-os faacuteziseltoloacutedaacutes van

Kiszoriacutetaacutesos Stirling motor

A kiszoriacutetaacutesos Stirling motornaacutel a munkagaacutezt egy kiszoriacutetoacute dugattyuacute mozgatja a magas eacutes

alacsony hőmeacuterseacutekletű terek koumlzoumltt Ennek a tiacutepusnak keacutet fajtaacuteja leacutetezik a beacuteta eacutes a gamma

tiacutepusuacute

Beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

A beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling motornaacutel a kiszoriacutetoacute eacutes munkaveacutegző dugattyuacutek egy koumlzoumls

oumlvetkezteacuteben mind a keacutet dugattyuacute azonos aacutetmeacuterőjű kell legyen

hengerben talaacutelhatoacutek ennek k

2 aacutebra Beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

keacutet dugattyuacute minden egyes uumltemben egymaacutes tereacutet metszi

ezeacute

1

( Forraacutes www fenykapufree-energyhu )

A

rt a nyomaacutesaraacuteny noumlvekszik ami viszont nagyobb

teljesiacutetmeacutenyt eredmeacutenyez mint amekkoraacutet a gamma tiacutepusuacute

Stirling motoroknaacutel el tudunk eacuterni Mivel azonban a kiszoriacutetoacute eacutes

munka dugattyuacute tengelyei egyvonalban helyezkednek el ezeacutert a

keacuteszuumlleacutek elkeacutesziacuteteacutese neheacutezkes

20

Gamma tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

ttyuacute eacutes a kiszoriacutetoacute dugattyuacute keacutet kuumlloumlnaacutelloacute

hen

3 aacutebra Gamma tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling-

s www fenykapufree-energyhu )

va a

mec

p

A Stirling- motor előnyei

Olyan beacuteta vaacuteltozat ahol a munka-duga

gerben mozog de mindkeacutet forgattyuacute ugyanahhoz a forgattyuacutes tengelyhez csatlakozik A

gaacutez a keacutet henger koumlzoumltt szabadon aacuteramolhat Ez a megoldaacutes kisebb kompresszioacuteviszonyt tesz

lehetőveacute de az előbbiekneacutel egyszerűbb a szerkezete eacutes gyakran hasznaacuteljaacutek toumlbbhengeres

kivitelekneacutel

1

motor

( Forraacute

A beacuteta tiacutepusuacute motorral oumlsszehasonliacutet

hanizmus egyszerűbb valamint a nyomaacutesaraacuteny

eacutes a noumlvekvő hő aacutetadaacutesi teruumlleteacutenek szabaacutelyozaacutesa

us az alacsony hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacutegek eseteacuten

hasznaacutelhatoacute joacutel

viszonylag egyszerű Ez a motor tiacute

g kevereacutek pontosabban szabaacutelyozhatoacute mivel az eacutegeacutes kiacutevuumll zajlik

bull őforraacutes folytonos eacutegeacutese koumlvetkezteacuteben elhanyagolhatoacute az eleacutegetlen fuumlstgaacutezok

bull elyezkedik el ezeacutert a keneacutest

bull

bull gosabbak a konvencionaacutelis hőerőgeacutepekneacutel

n ideaacutelis

bull n biztonsaacuteggal alkalmazhatoacute csendesebbek keveacutesbeacute szennyezik a

uumlzemelnek az uumlzemanyaguk keveacutesbeacute robbanaacutesveszeacutelyes

bull A levegő- tuumlzelőanya

le

A h

mennyiseacutege eacutes ezzel a koumlrnyezetszennyezeacutes meacuterteacuteke

Sok Stirling-motor csapaacutegyazaacutesa a hideg oldalon h

egyszerűbb megoldani eacutes a kenőanyag eacutelettartama keacutet olajcsere koumlzoumltt hosszabb lehet

A belső eacutegeacutesű motoroknaacutel egyszerűbb a szerkezete nincsenek szelepek a tuumlzelőanyag

eacutes a beoumlmlő rendszer is sokkal egyszerűbb

Kisebb nyomaacuteson uumlzemelnek ezeacutert biztonsaacute

bull A kisebb uumlzemnyomaacutes koumlnnyebb szerkezeti elemek beeacutepiacuteteacuteseacutet teszi lehetőveacute

bull A szerkezet műkoumldeacuteseacutehez nincs szuumlkseacuteg kuumllső levegőre iacutegy tengeralattjaacuteroacuteko

erőgeacutep lehet

Repuumllőgeacutepeke

koumlrnyezetet megőrzik hataacutesfokukat a magassaacutegtoacutel fuumlggetlenuumll megbiacutezhatoacutebbak mert

kevesebb alkatreacuteszből aacutellnak elmarad az indiacutetoacuteberendezeacutes kisebb rezgeacutesszinten

21

A Stirling- motor haacutetraacutenyai

Joacute hataacutesfokuacute motornaacutel megemeli a koumlltseacutegeket a szuumlkseacutebull ges korroacutezioacuteveacutedelem eacutes a

bull nem hasznaacutelhatoacute a koumlrnyezet felmelegiacuteteacutesekor keletkező

viacutez

bull

sszabb

aacutez mennyiseacutegeacutevel

t ideaacutelis munkakoumlzeg

226 N

Az alaacutebbi keacutepen egy Kaliforniaacuteban megeacutepuumllt naperőmű elvi seacutemaacuteja laacutethatoacute

nyomaacutesaacutelloacute kivitel

bull A nagy hőcsereacutelők megnoumlvelik a motor meacutereteit a belsőeacutegeacutesű motorokeacutehoz keacutepest

Geacutepkocsi hajtaacutesaacutera

hőveszteseacuteg miatt haacutezaknaacutel azonban joacutel fel lehet hasznaacutelni ezt a veszteseacuteget meleg

előaacutelliacutetaacutesaacutera eacutes fűteacutesre

A belsőeacutegeacutesű motorokhoz keacutepest lassabban lehet csak beindiacutetani mivela felfűteacuteshez

szuumlkseacuteges idő sokkal ho

bull A leadott teljesiacutetmeacutenyt csak lassan lehet vaacuteltoztatni vagy a dugattyuacute loumlkethosszaacutenak

vaacuteltoztataacutesaacuteval vagy az aacuteramloacute g

bull A hidrogeacutent neheacutez szivaacutergaacutes neacutelkuumll zaacutert teacuterben tartani kicsi molekulaacuteinak

koumlszoumlnhetően viszont eacuteppen kis molekulasuacutelya miat

aperőművek

14 aacutebra Naperőmű elvi seacutemaacuteja

( Forraacutes wwwkekenergiahu )

22

A napenergia vagy a gaacutezkazaacuten aacuteltal megtermelt hő hőcsereacutelőkoumln keresztuumll szaacuterazgőzt

termel ami a turbinaacutet meghajtja A turbina megforgatja a haacuteloacutezatra szinkronizaacutelt generaacutetort

ami az aacuteramot termeli A turbinaacuteroacutel a kondenzaacutetorba keruumll a gőz ahol egy hőcsereacutelőn

keresztuumll aacuteramloacute hűtőviacutez lehűti A hűtőviacutez aacuteltal felvett hő a hűtőtoronyban keruumll leadaacutesra a

kondenzviacutez pedig ismeacutet a hőcsereacutelőhoumlz keruumll ahol vagy a napenergia vagy az eleacutegetett gaacutez

hőjeacutet veszi fel

A napkollektorok teknő alakuacute tuumlkrei mindig a Nap iraacutenyaacuteba fordulnak iacutegy ha suumlt a Nap

az erőmű is műkoumldik A tuumlkroumlk foacutekuszpontjaacuteban talaacutelhatoacute cső a visszavert sugarakat elnyeli

eacutes a keletkezett hőt a benne aacuteramloacute hőaacutetadoacute folyadeacuteknak koumlzvetiacuteti A hőaacutetadaacutes keacutet leacutepcsőben

toumlrteacutenik Előszoumlr a kondenzvizet elgőzoumlloumlgteti a gőzgeneraacutetorban a maacuter reacuteszben lehűlt

hőaacutetadoacute folyadeacutek majd az iacutegy keletkezett gőz hőmeacuterseacutekleteacutet noumlveli tovaacutebb a hőcsereacutelőben

levő magas hőfokuacute folyadeacutek ezaacuteltal szaacuterazgőzt aacutelliacutetva elő

A legtoumlbb naperőmű hasonloacute elven műkoumldik azaz egy hőaacutetadoacute folyadeacutekkal a hőt egy

klasszikus erőműben alakiacutetjaacutek aacutet villamos energiaacutevaacute

A Naperőművek tiacutepusai

bull Napteknő Az aacutebraacuten laacutethatoacute napteknőneacutel teknő alakuacute tuumlkroumlk koumlvetik a Nap mozgaacutesaacutet a tuumlkroumlk foacutekuszaacuteban egy cső talaacutelhatoacute benne hőaacutetadoacute folyadeacutek kering eacutes veszi fel a hőt

7 keacutep Napteknő wwwkekenergiahu

bull Naptorony A keacutepen laacutethatoacute naptorony leacutetrehozaacutesaacutenaacutel napkoumlvető eacutes nagyfeluumlletű

siacuteklap tuumlkroumlket koncentrikus koumlroumlkbe telepiacutetenek Ezek a tuumlkroumlk a koumlzeacuteppontban aacutelloacute

torony tetejeacutere iraacutenyiacutetjaacutek a visszavert feacutenyt A toronyban talaacutelhatoacute taraacutelyban levő

hőaacutetadoacute folyadeacutek veszi fel a hőt

23

Az egyes uumltemek a koumlvetkezőkeacuteppen neacuteznek ki

1 Aacutellandoacute teacuterfogatuacute melegiacuteteacutesi uumltem

A sűriacutető oldali dugattyuacute felfeleacute a taacutegulaacutesi oldali dugattyuacute pedig lefeleacute mozog A munkagaacutez

hőmeacuterseacuteklete magas eacutes a gaacutez a taacutegulaacutesi teacuter feleacute aacuteramlik mikoumlzben a fűtő mellett elhalad A

motorban a gaacuteznyomaacutes emelkedik

2 Izotermikus taacutegulaacutesi uumltem

Mind a kettő munka dugattyuacute lefeleacute mozog a munkagaacutez pedig taacutegul A motor munkaacutet veacutegez

3 Aacutellandoacute teacuterfogatuacute hűleacutesi uumltem

A sűriacutető oldali dugattyuacute lefeleacute a taacutegulaacutesi oldali dugattyuacute pedig felfeleacute mozog A munkagaacutez

alacsony hőmeacuterseacutekletűveacute vaacutelik eacutes a sűriacuteteacutesi teacuter feleacute aacuteramlik mikoumlzben a hűtő mellet halad el

A gaacutez nyomaacutesa a motorban leesik

4 Izotermikus sűriacuteteacutesi uumltem

Mind a kettő dugattyuacute felfeleacute toloacutedik mikoumlzben a munkagaacutezt sűriacutetik A motor a hőjeacutet leadja a

koumlrnyezeteacutenek A motornaacutel a keacutet dugattyuacute felvaacuteltva mozoghat eacutes a keacutet dugattyuacute mozgaacutesa

koumlzoumltt egy 90deg-os faacuteziseltoloacutedaacutes van

Kiszoriacutetaacutesos Stirling motor

A kiszoriacutetaacutesos Stirling motornaacutel a munkagaacutezt egy kiszoriacutetoacute dugattyuacute mozgatja a magas eacutes

alacsony hőmeacuterseacutekletű terek koumlzoumltt Ennek a tiacutepusnak keacutet fajtaacuteja leacutetezik a beacuteta eacutes a gamma

tiacutepusuacute

Beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

A beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling motornaacutel a kiszoriacutetoacute eacutes munkaveacutegző dugattyuacutek egy koumlzoumls

oumlvetkezteacuteben mind a keacutet dugattyuacute azonos aacutetmeacuterőjű kell legyen

hengerben talaacutelhatoacutek ennek k

2 aacutebra Beacuteta tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

keacutet dugattyuacute minden egyes uumltemben egymaacutes tereacutet metszi

ezeacute

1

( Forraacutes www fenykapufree-energyhu )

A

rt a nyomaacutesaraacuteny noumlvekszik ami viszont nagyobb

teljesiacutetmeacutenyt eredmeacutenyez mint amekkoraacutet a gamma tiacutepusuacute

Stirling motoroknaacutel el tudunk eacuterni Mivel azonban a kiszoriacutetoacute eacutes

munka dugattyuacute tengelyei egyvonalban helyezkednek el ezeacutert a

keacuteszuumlleacutek elkeacutesziacuteteacutese neheacutezkes

20

Gamma tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

ttyuacute eacutes a kiszoriacutetoacute dugattyuacute keacutet kuumlloumlnaacutelloacute

hen

3 aacutebra Gamma tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling-

s www fenykapufree-energyhu )

va a

mec

p

A Stirling- motor előnyei

Olyan beacuteta vaacuteltozat ahol a munka-duga

gerben mozog de mindkeacutet forgattyuacute ugyanahhoz a forgattyuacutes tengelyhez csatlakozik A

gaacutez a keacutet henger koumlzoumltt szabadon aacuteramolhat Ez a megoldaacutes kisebb kompresszioacuteviszonyt tesz

lehetőveacute de az előbbiekneacutel egyszerűbb a szerkezete eacutes gyakran hasznaacuteljaacutek toumlbbhengeres

kivitelekneacutel

1

motor

( Forraacute

A beacuteta tiacutepusuacute motorral oumlsszehasonliacutet

hanizmus egyszerűbb valamint a nyomaacutesaraacuteny

eacutes a noumlvekvő hő aacutetadaacutesi teruumlleteacutenek szabaacutelyozaacutesa

us az alacsony hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacutegek eseteacuten

hasznaacutelhatoacute joacutel

viszonylag egyszerű Ez a motor tiacute

g kevereacutek pontosabban szabaacutelyozhatoacute mivel az eacutegeacutes kiacutevuumll zajlik

bull őforraacutes folytonos eacutegeacutese koumlvetkezteacuteben elhanyagolhatoacute az eleacutegetlen fuumlstgaacutezok

bull elyezkedik el ezeacutert a keneacutest

bull

bull gosabbak a konvencionaacutelis hőerőgeacutepekneacutel

n ideaacutelis

bull n biztonsaacuteggal alkalmazhatoacute csendesebbek keveacutesbeacute szennyezik a

uumlzemelnek az uumlzemanyaguk keveacutesbeacute robbanaacutesveszeacutelyes

bull A levegő- tuumlzelőanya

le

A h

mennyiseacutege eacutes ezzel a koumlrnyezetszennyezeacutes meacuterteacuteke

Sok Stirling-motor csapaacutegyazaacutesa a hideg oldalon h

egyszerűbb megoldani eacutes a kenőanyag eacutelettartama keacutet olajcsere koumlzoumltt hosszabb lehet

A belső eacutegeacutesű motoroknaacutel egyszerűbb a szerkezete nincsenek szelepek a tuumlzelőanyag

eacutes a beoumlmlő rendszer is sokkal egyszerűbb

Kisebb nyomaacuteson uumlzemelnek ezeacutert biztonsaacute

bull A kisebb uumlzemnyomaacutes koumlnnyebb szerkezeti elemek beeacutepiacuteteacuteseacutet teszi lehetőveacute

bull A szerkezet műkoumldeacuteseacutehez nincs szuumlkseacuteg kuumllső levegőre iacutegy tengeralattjaacuteroacuteko

erőgeacutep lehet

Repuumllőgeacutepeke

koumlrnyezetet megőrzik hataacutesfokukat a magassaacutegtoacutel fuumlggetlenuumll megbiacutezhatoacutebbak mert

kevesebb alkatreacuteszből aacutellnak elmarad az indiacutetoacuteberendezeacutes kisebb rezgeacutesszinten

21

A Stirling- motor haacutetraacutenyai

Joacute hataacutesfokuacute motornaacutel megemeli a koumlltseacutegeket a szuumlkseacutebull ges korroacutezioacuteveacutedelem eacutes a

bull nem hasznaacutelhatoacute a koumlrnyezet felmelegiacuteteacutesekor keletkező

viacutez

bull

sszabb

aacutez mennyiseacutegeacutevel

t ideaacutelis munkakoumlzeg

226 N

Az alaacutebbi keacutepen egy Kaliforniaacuteban megeacutepuumllt naperőmű elvi seacutemaacuteja laacutethatoacute

nyomaacutesaacutelloacute kivitel

bull A nagy hőcsereacutelők megnoumlvelik a motor meacutereteit a belsőeacutegeacutesű motorokeacutehoz keacutepest

Geacutepkocsi hajtaacutesaacutera

hőveszteseacuteg miatt haacutezaknaacutel azonban joacutel fel lehet hasznaacutelni ezt a veszteseacuteget meleg

előaacutelliacutetaacutesaacutera eacutes fűteacutesre

A belsőeacutegeacutesű motorokhoz keacutepest lassabban lehet csak beindiacutetani mivela felfűteacuteshez

szuumlkseacuteges idő sokkal ho

bull A leadott teljesiacutetmeacutenyt csak lassan lehet vaacuteltoztatni vagy a dugattyuacute loumlkethosszaacutenak

vaacuteltoztataacutesaacuteval vagy az aacuteramloacute g

bull A hidrogeacutent neheacutez szivaacutergaacutes neacutelkuumll zaacutert teacuterben tartani kicsi molekulaacuteinak

koumlszoumlnhetően viszont eacuteppen kis molekulasuacutelya miat

aperőművek

14 aacutebra Naperőmű elvi seacutemaacuteja

( Forraacutes wwwkekenergiahu )

22

A napenergia vagy a gaacutezkazaacuten aacuteltal megtermelt hő hőcsereacutelőkoumln keresztuumll szaacuterazgőzt

termel ami a turbinaacutet meghajtja A turbina megforgatja a haacuteloacutezatra szinkronizaacutelt generaacutetort

ami az aacuteramot termeli A turbinaacuteroacutel a kondenzaacutetorba keruumll a gőz ahol egy hőcsereacutelőn

keresztuumll aacuteramloacute hűtőviacutez lehűti A hűtőviacutez aacuteltal felvett hő a hűtőtoronyban keruumll leadaacutesra a

kondenzviacutez pedig ismeacutet a hőcsereacutelőhoumlz keruumll ahol vagy a napenergia vagy az eleacutegetett gaacutez

hőjeacutet veszi fel

A napkollektorok teknő alakuacute tuumlkrei mindig a Nap iraacutenyaacuteba fordulnak iacutegy ha suumlt a Nap

az erőmű is műkoumldik A tuumlkroumlk foacutekuszpontjaacuteban talaacutelhatoacute cső a visszavert sugarakat elnyeli

eacutes a keletkezett hőt a benne aacuteramloacute hőaacutetadoacute folyadeacuteknak koumlzvetiacuteti A hőaacutetadaacutes keacutet leacutepcsőben

toumlrteacutenik Előszoumlr a kondenzvizet elgőzoumlloumlgteti a gőzgeneraacutetorban a maacuter reacuteszben lehűlt

hőaacutetadoacute folyadeacutek majd az iacutegy keletkezett gőz hőmeacuterseacutekleteacutet noumlveli tovaacutebb a hőcsereacutelőben

levő magas hőfokuacute folyadeacutek ezaacuteltal szaacuterazgőzt aacutelliacutetva elő

A legtoumlbb naperőmű hasonloacute elven műkoumldik azaz egy hőaacutetadoacute folyadeacutekkal a hőt egy

klasszikus erőműben alakiacutetjaacutek aacutet villamos energiaacutevaacute

A Naperőművek tiacutepusai

bull Napteknő Az aacutebraacuten laacutethatoacute napteknőneacutel teknő alakuacute tuumlkroumlk koumlvetik a Nap mozgaacutesaacutet a tuumlkroumlk foacutekuszaacuteban egy cső talaacutelhatoacute benne hőaacutetadoacute folyadeacutek kering eacutes veszi fel a hőt

7 keacutep Napteknő wwwkekenergiahu

bull Naptorony A keacutepen laacutethatoacute naptorony leacutetrehozaacutesaacutenaacutel napkoumlvető eacutes nagyfeluumlletű

siacuteklap tuumlkroumlket koncentrikus koumlroumlkbe telepiacutetenek Ezek a tuumlkroumlk a koumlzeacuteppontban aacutelloacute

torony tetejeacutere iraacutenyiacutetjaacutek a visszavert feacutenyt A toronyban talaacutelhatoacute taraacutelyban levő

hőaacutetadoacute folyadeacutek veszi fel a hőt

23

Gamma tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling- motor

ttyuacute eacutes a kiszoriacutetoacute dugattyuacute keacutet kuumlloumlnaacutelloacute

hen

3 aacutebra Gamma tiacutepusuacute kiszoriacutetaacutesos Stirling-

s www fenykapufree-energyhu )

va a

mec

p

A Stirling- motor előnyei

Olyan beacuteta vaacuteltozat ahol a munka-duga

gerben mozog de mindkeacutet forgattyuacute ugyanahhoz a forgattyuacutes tengelyhez csatlakozik A

gaacutez a keacutet henger koumlzoumltt szabadon aacuteramolhat Ez a megoldaacutes kisebb kompresszioacuteviszonyt tesz

lehetőveacute de az előbbiekneacutel egyszerűbb a szerkezete eacutes gyakran hasznaacuteljaacutek toumlbbhengeres

kivitelekneacutel

1

motor

( Forraacute

A beacuteta tiacutepusuacute motorral oumlsszehasonliacutet

hanizmus egyszerűbb valamint a nyomaacutesaraacuteny

eacutes a noumlvekvő hő aacutetadaacutesi teruumlleteacutenek szabaacutelyozaacutesa

us az alacsony hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacutegek eseteacuten

hasznaacutelhatoacute joacutel

viszonylag egyszerű Ez a motor tiacute

g kevereacutek pontosabban szabaacutelyozhatoacute mivel az eacutegeacutes kiacutevuumll zajlik

bull őforraacutes folytonos eacutegeacutese koumlvetkezteacuteben elhanyagolhatoacute az eleacutegetlen fuumlstgaacutezok

bull elyezkedik el ezeacutert a keneacutest

bull

bull gosabbak a konvencionaacutelis hőerőgeacutepekneacutel

n ideaacutelis

bull n biztonsaacuteggal alkalmazhatoacute csendesebbek keveacutesbeacute szennyezik a

uumlzemelnek az uumlzemanyaguk keveacutesbeacute robbanaacutesveszeacutelyes

bull A levegő- tuumlzelőanya

le

A h

mennyiseacutege eacutes ezzel a koumlrnyezetszennyezeacutes meacuterteacuteke

Sok Stirling-motor csapaacutegyazaacutesa a hideg oldalon h

egyszerűbb megoldani eacutes a kenőanyag eacutelettartama keacutet olajcsere koumlzoumltt hosszabb lehet

A belső eacutegeacutesű motoroknaacutel egyszerűbb a szerkezete nincsenek szelepek a tuumlzelőanyag

eacutes a beoumlmlő rendszer is sokkal egyszerűbb

Kisebb nyomaacuteson uumlzemelnek ezeacutert biztonsaacute

bull A kisebb uumlzemnyomaacutes koumlnnyebb szerkezeti elemek beeacutepiacuteteacuteseacutet teszi lehetőveacute

bull A szerkezet műkoumldeacuteseacutehez nincs szuumlkseacuteg kuumllső levegőre iacutegy tengeralattjaacuteroacuteko

erőgeacutep lehet

Repuumllőgeacutepeke

koumlrnyezetet megőrzik hataacutesfokukat a magassaacutegtoacutel fuumlggetlenuumll megbiacutezhatoacutebbak mert

kevesebb alkatreacuteszből aacutellnak elmarad az indiacutetoacuteberendezeacutes kisebb rezgeacutesszinten

21

A Stirling- motor haacutetraacutenyai

Joacute hataacutesfokuacute motornaacutel megemeli a koumlltseacutegeket a szuumlkseacutebull ges korroacutezioacuteveacutedelem eacutes a

bull nem hasznaacutelhatoacute a koumlrnyezet felmelegiacuteteacutesekor keletkező

viacutez

bull

sszabb

aacutez mennyiseacutegeacutevel

t ideaacutelis munkakoumlzeg

226 N

Az alaacutebbi keacutepen egy Kaliforniaacuteban megeacutepuumllt naperőmű elvi seacutemaacuteja laacutethatoacute

nyomaacutesaacutelloacute kivitel

bull A nagy hőcsereacutelők megnoumlvelik a motor meacutereteit a belsőeacutegeacutesű motorokeacutehoz keacutepest

Geacutepkocsi hajtaacutesaacutera

hőveszteseacuteg miatt haacutezaknaacutel azonban joacutel fel lehet hasznaacutelni ezt a veszteseacuteget meleg

előaacutelliacutetaacutesaacutera eacutes fűteacutesre

A belsőeacutegeacutesű motorokhoz keacutepest lassabban lehet csak beindiacutetani mivela felfűteacuteshez

szuumlkseacuteges idő sokkal ho

bull A leadott teljesiacutetmeacutenyt csak lassan lehet vaacuteltoztatni vagy a dugattyuacute loumlkethosszaacutenak

vaacuteltoztataacutesaacuteval vagy az aacuteramloacute g

bull A hidrogeacutent neheacutez szivaacutergaacutes neacutelkuumll zaacutert teacuterben tartani kicsi molekulaacuteinak

koumlszoumlnhetően viszont eacuteppen kis molekulasuacutelya miat

aperőművek

14 aacutebra Naperőmű elvi seacutemaacuteja

( Forraacutes wwwkekenergiahu )

22

A napenergia vagy a gaacutezkazaacuten aacuteltal megtermelt hő hőcsereacutelőkoumln keresztuumll szaacuterazgőzt

termel ami a turbinaacutet meghajtja A turbina megforgatja a haacuteloacutezatra szinkronizaacutelt generaacutetort

ami az aacuteramot termeli A turbinaacuteroacutel a kondenzaacutetorba keruumll a gőz ahol egy hőcsereacutelőn

keresztuumll aacuteramloacute hűtőviacutez lehűti A hűtőviacutez aacuteltal felvett hő a hűtőtoronyban keruumll leadaacutesra a

kondenzviacutez pedig ismeacutet a hőcsereacutelőhoumlz keruumll ahol vagy a napenergia vagy az eleacutegetett gaacutez

hőjeacutet veszi fel

A napkollektorok teknő alakuacute tuumlkrei mindig a Nap iraacutenyaacuteba fordulnak iacutegy ha suumlt a Nap

az erőmű is műkoumldik A tuumlkroumlk foacutekuszpontjaacuteban talaacutelhatoacute cső a visszavert sugarakat elnyeli

eacutes a keletkezett hőt a benne aacuteramloacute hőaacutetadoacute folyadeacuteknak koumlzvetiacuteti A hőaacutetadaacutes keacutet leacutepcsőben

toumlrteacutenik Előszoumlr a kondenzvizet elgőzoumlloumlgteti a gőzgeneraacutetorban a maacuter reacuteszben lehűlt

hőaacutetadoacute folyadeacutek majd az iacutegy keletkezett gőz hőmeacuterseacutekleteacutet noumlveli tovaacutebb a hőcsereacutelőben

levő magas hőfokuacute folyadeacutek ezaacuteltal szaacuterazgőzt aacutelliacutetva elő

A legtoumlbb naperőmű hasonloacute elven műkoumldik azaz egy hőaacutetadoacute folyadeacutekkal a hőt egy

klasszikus erőműben alakiacutetjaacutek aacutet villamos energiaacutevaacute

A Naperőművek tiacutepusai

bull Napteknő Az aacutebraacuten laacutethatoacute napteknőneacutel teknő alakuacute tuumlkroumlk koumlvetik a Nap mozgaacutesaacutet a tuumlkroumlk foacutekuszaacuteban egy cső talaacutelhatoacute benne hőaacutetadoacute folyadeacutek kering eacutes veszi fel a hőt

7 keacutep Napteknő wwwkekenergiahu

bull Naptorony A keacutepen laacutethatoacute naptorony leacutetrehozaacutesaacutenaacutel napkoumlvető eacutes nagyfeluumlletű

siacuteklap tuumlkroumlket koncentrikus koumlroumlkbe telepiacutetenek Ezek a tuumlkroumlk a koumlzeacuteppontban aacutelloacute

torony tetejeacutere iraacutenyiacutetjaacutek a visszavert feacutenyt A toronyban talaacutelhatoacute taraacutelyban levő

hőaacutetadoacute folyadeacutek veszi fel a hőt

23

A Stirling- motor haacutetraacutenyai

Joacute hataacutesfokuacute motornaacutel megemeli a koumlltseacutegeket a szuumlkseacutebull ges korroacutezioacuteveacutedelem eacutes a

bull nem hasznaacutelhatoacute a koumlrnyezet felmelegiacuteteacutesekor keletkező

viacutez

bull

sszabb

aacutez mennyiseacutegeacutevel

t ideaacutelis munkakoumlzeg

226 N

Az alaacutebbi keacutepen egy Kaliforniaacuteban megeacutepuumllt naperőmű elvi seacutemaacuteja laacutethatoacute

nyomaacutesaacutelloacute kivitel

bull A nagy hőcsereacutelők megnoumlvelik a motor meacutereteit a belsőeacutegeacutesű motorokeacutehoz keacutepest

Geacutepkocsi hajtaacutesaacutera

hőveszteseacuteg miatt haacutezaknaacutel azonban joacutel fel lehet hasznaacutelni ezt a veszteseacuteget meleg

előaacutelliacutetaacutesaacutera eacutes fűteacutesre

A belsőeacutegeacutesű motorokhoz keacutepest lassabban lehet csak beindiacutetani mivela felfűteacuteshez

szuumlkseacuteges idő sokkal ho

bull A leadott teljesiacutetmeacutenyt csak lassan lehet vaacuteltoztatni vagy a dugattyuacute loumlkethosszaacutenak

vaacuteltoztataacutesaacuteval vagy az aacuteramloacute g

bull A hidrogeacutent neheacutez szivaacutergaacutes neacutelkuumll zaacutert teacuterben tartani kicsi molekulaacuteinak

koumlszoumlnhetően viszont eacuteppen kis molekulasuacutelya miat

aperőművek

14 aacutebra Naperőmű elvi seacutemaacuteja

( Forraacutes wwwkekenergiahu )

22

A napenergia vagy a gaacutezkazaacuten aacuteltal megtermelt hő hőcsereacutelőkoumln keresztuumll szaacuterazgőzt

termel ami a turbinaacutet meghajtja A turbina megforgatja a haacuteloacutezatra szinkronizaacutelt generaacutetort

ami az aacuteramot termeli A turbinaacuteroacutel a kondenzaacutetorba keruumll a gőz ahol egy hőcsereacutelőn

keresztuumll aacuteramloacute hűtőviacutez lehűti A hűtőviacutez aacuteltal felvett hő a hűtőtoronyban keruumll leadaacutesra a

kondenzviacutez pedig ismeacutet a hőcsereacutelőhoumlz keruumll ahol vagy a napenergia vagy az eleacutegetett gaacutez

hőjeacutet veszi fel

A napkollektorok teknő alakuacute tuumlkrei mindig a Nap iraacutenyaacuteba fordulnak iacutegy ha suumlt a Nap

az erőmű is műkoumldik A tuumlkroumlk foacutekuszpontjaacuteban talaacutelhatoacute cső a visszavert sugarakat elnyeli

eacutes a keletkezett hőt a benne aacuteramloacute hőaacutetadoacute folyadeacuteknak koumlzvetiacuteti A hőaacutetadaacutes keacutet leacutepcsőben

toumlrteacutenik Előszoumlr a kondenzvizet elgőzoumlloumlgteti a gőzgeneraacutetorban a maacuter reacuteszben lehűlt

hőaacutetadoacute folyadeacutek majd az iacutegy keletkezett gőz hőmeacuterseacutekleteacutet noumlveli tovaacutebb a hőcsereacutelőben

levő magas hőfokuacute folyadeacutek ezaacuteltal szaacuterazgőzt aacutelliacutetva elő

A legtoumlbb naperőmű hasonloacute elven műkoumldik azaz egy hőaacutetadoacute folyadeacutekkal a hőt egy

klasszikus erőműben alakiacutetjaacutek aacutet villamos energiaacutevaacute

A Naperőművek tiacutepusai

bull Napteknő Az aacutebraacuten laacutethatoacute napteknőneacutel teknő alakuacute tuumlkroumlk koumlvetik a Nap mozgaacutesaacutet a tuumlkroumlk foacutekuszaacuteban egy cső talaacutelhatoacute benne hőaacutetadoacute folyadeacutek kering eacutes veszi fel a hőt

7 keacutep Napteknő wwwkekenergiahu

bull Naptorony A keacutepen laacutethatoacute naptorony leacutetrehozaacutesaacutenaacutel napkoumlvető eacutes nagyfeluumlletű

siacuteklap tuumlkroumlket koncentrikus koumlroumlkbe telepiacutetenek Ezek a tuumlkroumlk a koumlzeacuteppontban aacutelloacute

torony tetejeacutere iraacutenyiacutetjaacutek a visszavert feacutenyt A toronyban talaacutelhatoacute taraacutelyban levő

hőaacutetadoacute folyadeacutek veszi fel a hőt

23

A napenergia vagy a gaacutezkazaacuten aacuteltal megtermelt hő hőcsereacutelőkoumln keresztuumll szaacuterazgőzt

termel ami a turbinaacutet meghajtja A turbina megforgatja a haacuteloacutezatra szinkronizaacutelt generaacutetort

ami az aacuteramot termeli A turbinaacuteroacutel a kondenzaacutetorba keruumll a gőz ahol egy hőcsereacutelőn

keresztuumll aacuteramloacute hűtőviacutez lehűti A hűtőviacutez aacuteltal felvett hő a hűtőtoronyban keruumll leadaacutesra a

kondenzviacutez pedig ismeacutet a hőcsereacutelőhoumlz keruumll ahol vagy a napenergia vagy az eleacutegetett gaacutez

hőjeacutet veszi fel

A napkollektorok teknő alakuacute tuumlkrei mindig a Nap iraacutenyaacuteba fordulnak iacutegy ha suumlt a Nap

az erőmű is műkoumldik A tuumlkroumlk foacutekuszpontjaacuteban talaacutelhatoacute cső a visszavert sugarakat elnyeli

eacutes a keletkezett hőt a benne aacuteramloacute hőaacutetadoacute folyadeacuteknak koumlzvetiacuteti A hőaacutetadaacutes keacutet leacutepcsőben

toumlrteacutenik Előszoumlr a kondenzvizet elgőzoumlloumlgteti a gőzgeneraacutetorban a maacuter reacuteszben lehűlt

hőaacutetadoacute folyadeacutek majd az iacutegy keletkezett gőz hőmeacuterseacutekleteacutet noumlveli tovaacutebb a hőcsereacutelőben

levő magas hőfokuacute folyadeacutek ezaacuteltal szaacuterazgőzt aacutelliacutetva elő

A legtoumlbb naperőmű hasonloacute elven műkoumldik azaz egy hőaacutetadoacute folyadeacutekkal a hőt egy

klasszikus erőműben alakiacutetjaacutek aacutet villamos energiaacutevaacute

A Naperőművek tiacutepusai

bull Napteknő Az aacutebraacuten laacutethatoacute napteknőneacutel teknő alakuacute tuumlkroumlk koumlvetik a Nap mozgaacutesaacutet a tuumlkroumlk foacutekuszaacuteban egy cső talaacutelhatoacute benne hőaacutetadoacute folyadeacutek kering eacutes veszi fel a hőt

7 keacutep Napteknő wwwkekenergiahu

bull Naptorony A keacutepen laacutethatoacute naptorony leacutetrehozaacutesaacutenaacutel napkoumlvető eacutes nagyfeluumlletű

siacuteklap tuumlkroumlket koncentrikus koumlroumlkbe telepiacutetenek Ezek a tuumlkroumlk a koumlzeacuteppontban aacutelloacute

torony tetejeacutere iraacutenyiacutetjaacutek a visszavert feacutenyt A toronyban talaacutelhatoacute taraacutelyban levő

hőaacutetadoacute folyadeacutek veszi fel a hőt

23

8 keacutep Naptorony wwwkekenergiahu

bull Naptaacutenyeacuter Az alaacutebbi keacutepen laacutethatoacute naptaacutenyeacuterok napkoumlvető aacutellvaacutenyzata toumlbb korong

alakuacute tuumlkroumlt mozgat egyszerre A tuumlkroumlk koumlzoumls foacutekuszpontjaacuteban veszi aacutet a hőt a

hőaacutetadoacute folyadeacutek

9 keacutep Naptaacutenyeacuter (Forraacutes wwwkekenergiahu)

bull Napkeacutemeacuteny Amint a lenti keacutepen kitűnik nagy foumlldteruumlletet boriacutetanak koumlr alakuacute uumlveg

vagy műanyagszerkezettel ami a koumlr koumlzepe iraacutenyaacuteba magasodik Koumlzeacutepen

szeacutelturbinaacutet rejtő magas torony talaacutelhatoacute

24

10keacutep Napkeacutemeacuteny (Forraacutes wwwkekenergiahu)

bull Naptoacute Az alaacutebbi aacutebraacuten laacutethatoacute naptoacute gaacutetolja a felmelegiacutetett vizet a felsziacutenre jutaacutesban

iacutegy taacuterolja a napenergiaacuteboacutel keletkező hőt Az alsoacute reacutetegeacuteben oldott soacute talaacutelhatoacute iacutegy ez

a viacutez tuacutel neheacutez ahhoz hogy a felsziacutenre aacuteramolhasson

11 keacutep Naptoacute (Forraacutes wwwkekenergiahu)

25

23 Napkollektoros rendszer leiacuteraacutesa

231 Napkollektorok tiacutepusai eacutes műkoumldeacutesuumlk fizikai alapjai

Magyarorszaacuteg eacuteghajlati adottsaacutegainak koumlszoumlnhetően a folyadeacutek munkakoumlzegű

napkollektorok a legelterjedtebbek melyek a koumlvetkező reacuteszekből aacutellnak

Napkollektorok Elnyelik hőveacute alakiacutetjaacutek eacutes a munkakoumlzegnek tovaacutebbiacutetjaacutek a napsugarak

energiaacutejaacutet

Csővezeteacutek rendszer Feladata a munkakoumlzeg tovaacutebbiacutetaacutesa a kollektorok eacutes a hőtaacuteroloacute koumlzoumltt

Automatika Hőmeacuterő nyomaacutesszabaacutelyozoacute automatikus iraacutenyiacutetaacutes

Műkoumldtető ellenőrző szerelveacutenyek Keringtető szivattyuacute nyomaacutes ellenőrzeacutes vaacuteltoacuteszelepek

Taacutegulaacutesi tartaacutely

Hőtaacuteroloacute Feladata a napkollektor aacuteltal termelt hő taacuterolaacutesa melegviacutezben

A Napkollektoros rendszerek lehetnek egy vagy keacutetkoumlroumlsek

Egykoumlroumls rendszer eseteacuten a kollektorokban koumlzvetlenuumll a felhasznaacutelaacutesra keruumllő viacutez kering

A rendszer javaacutera iacuterhatoacute egyszerűseacutege viszont csak fagymentes időszakban alkalmazhatoacute eacutes

viacutezkőlerakoacutedaacutes is előfordulhat Ilyen rendszer alkalmazhatoacute pl nyaraloacuteban kerti zuhanynaacutel

Keacutetkoumlroumls rendszerneacutel a kollektorok eacutes a hőtaacuteroloacute koumlzoumltt zaacutert koumlr talaacutelhatoacute mely fagyaacutelloacute

folyadeacutekkal van feltoumlltve A kollektorokban felmelegedett folyadeacutek egy a hőtaacuteroloacuteban

talaacutelhatoacute hőcsereacutelőn keresztuumll fűti fel a taacuteroloacuteban talaacutelhatoacute vizet Ez a rendszer fagyban is

hasznaacutelhatoacute eacutes viacutezkoumlvesedeacutes sem lesz a csoumlvekben viszont a bonyolultabb szerkezet nagyobb

beruhaacutezaacutest igeacutenyel

15 aacutebra Kollektoros berendezeacutes feleacutepiacuteteacutese

26

A munkakoumlzeg szaacutelliacutetaacutesa szempontjaacuteboacutel gravitaacutecioacutes eacutes szivattyuacutes napkollektor rendszereket

kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg

Gravitaacutecioacutes rendszer alkalmazaacutesaacutenaacutel a taacuteroloacutetartaacutely a

kollektor foumlloumltt helyezkedik el A folyadeacutek keringeacuteseacutet a

felmelegedeacutes miatti fajsuacutelycsoumlkkeneacutes okozza A rendszer

előnye hogy koumlltseacutegkiacutemeacutelő (nincs szuumlkseacuteg szivattyuacutera eacutes

automatikaacutera) viszont haacutetraacuteny a taacuteroloacute elhelyezeacuteseacutenek

koumltoumlttseacutege

16 aacutebraLefedeacutes neacutelkuumlli kollektor

Szivattyuacutes rendszerekneacutel a munkakoumlzeg folyadeacutekot szivattyuacute keringteti a kollektorkoumlrben

Ebben az esetben a taacuteroloacute baacuterhol elhelyezhető a szivattyuacute fordulatszaacutema szabaacutelyozhatoacute de az

automatika eacutes a szivattyuacute uumlzemelteteacutese nagyobb beruhaacutezaacutest igeacutenyel

Leacuteteznek levegős kollektorok melyek munkakoumlzege levegő ez esetben a rendszerben a

levegő vagy ventilaacutetor segiacutetseacutegeacutevel vagy gravitaacutecioacutesan kering Ezek a kollektorok nagy

abszorber feluumllettel rendelkeznek eacutes a mezőgazdasaacutegban szaacuteriacutetaacutesra aszalaacutesra illetve eacutepuumlletek

fűteacuteseacutere alkalmazzaacutek

Nem mindegy hogy mikor eacutes mire szeretneacutenk hasznaacutelni kollektorunkat plegy kerti zuhany

uumlzemelteteacuteseacutehez egyszerű feleacutepiacuteteacutes is elegendő viszont fűteacutesraacutesegiacuteteacutesre illetve hasznaacutelati

melegviacutez előaacutelliacutetaacutesaacutera magasabb hataacutesfokuacute kollektor szuumlkseacuteges

Kollektor tiacutepusok 1 Lefedeacutes neacutelkuumlli nem szelektiacutev siacutekkollektor

Ezek a tiacutepusuacute kollektorok UV sugaacuterzaacutesnak ellenaacutelloacute műanyagboacutel vagy gumiboacutel keacuteszuumllt

fekete csőjaacuteratos lemezek uacuten szolaacuterszőnyeg Ebben az esetben nincs sem uumlvegfedeacutes sem

hőszigeteleacutes Előny az egyszerűseacuteg eacutes az ebből koumlvetkező alacsony beruhaacutezaacutesi koumlltseacuteg de a

hataacutesfok a hőmeacuterseacuteklet kuumlloumlnbseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel meredeken csoumlkken Időszakos nyaacuteron

hasznaacutelt rendszerekneacutel alkalmazhatoacute pl szabadteacuteri medenceacutek fűteacuteseacutere kempingek nyaraloacutek

hasznaacutelati melegviacutez előaacutelliacutetaacutesaacutera

2 Nem szelektiacutev siacutekkollektor

Uumlveg vagy polikarbonaacutettal fedett nem szelektiacutev abszorbens kollektor Koumlnnyen

elkeacutesziacutethető viszont a szelektiacutev siacutekkollektorokeacutehoz keacutepest rosszabb a hataacutesfoka

27

17 aacutebra Siacutekkollektorok aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese

3 Szelektiacutev siacutekkollektor

Ez a legelterjedtebb kollektor tiacutepus vilaacutegviszonylatban 90-ot tesz ki az eladaacutesi adatokat

figyelembe veacuteve A kollektor szelektiacutev bevonatuacute (speciaacutelis NiO szelektiacutev hőelnyelő bevonat)

eacutes aacuteltalaacuteban egyszeres uumlvegfedeacutessel keacuteszuumll

18 aacutebra A nikkel pigmentes szelektiacutev bevonat feleacutepiacuteteacutese

A kollektorban a napsuumlteacutes hataacutesaacutera felmelegedő folyadeacutek keringtető szivattyuacute segiacutetseacutegeacutevel

egy hőcsereacutelőn keresztuumll melegiacuteti fel a szolaacuteris taacuteroloacuteban levő vizet amit azutaacuten hasznaacutelati

melegviacutezkeacutent vagy fűteacutesi melegviacutezkeacutent hasznosiacutetunk Hőcsereacutelőre azeacutert van szuumlkseacuteg hogy a

kollektorban levő folyadeacutek ne talaacutelkozhasson a tartaacutely vizeacutevel mivel ez a folyadeacutek fagyaacutelloacute

glikol is lehet A szolaacuteris taacuteroloacute egy egyszerű hőszigetelt tartaacutely (lehet benne belső hőcsereacutelő)

amibe kuumllső hőcsereacutelőn keresztuumll jut be a megtermelt energia A rendszert egy elektronikus

egyseacuteg vezeacuterli Ez az elektronika a tartaacutely eacutes a napkollektor hőmeacuterseacutekleteacutenek kuumlloumlnbseacutegeacutere

beindiacutetja a keringtető szivattyuacutet ezzel beindiacutetva az energiatermeleacutest A folyamat addig tart

amiacuteg az előre beaacutelliacutetott hőmeacuterseacuteklet kuumlloumlnbseacuteg be nem aacutell a tartaacutely eacutes a napkollektor koumlzoumltt

Ezen kiacutevuumll szuumlkseacuteges egy olyan elem is amely veacutedi a tartaacutelyt a tuacutelmelegedeacutestől Ez az elem

aacuteltalaacuteban a vezeacuterleacutessel egy egyseacutegben talaacutelhatoacute

28

wwwsolergyhu

19aacutebra Melegviacutez előaacutelliacutetaacutesaacutera alkalmas kollektoros berendezeacutes

4 Vaacutekuumos siacutekkollektor A szelektiacutev siacutekkollektorral ellenteacutetben a kollektorhaacutezban nem levegő hanem a levegő

kiszivattyuacutezaacutesa koumlvetkezteacuteben leacutetrejoumltt vaacutekuum talaacutelhatoacute amely kikuumlszoumlboumlli a levegő

konvektiacutev hőaacutetadaacutesa aacuteltal előideacutezett hőveszteseacuteget

20 aacutebra Vaacutekuumos siacutekkollektor

A kollektor szerkezeti feleacutepiacuteteacutese annyiban kuumlloumlnboumlzik

a hagyomaacutenyos siacutekkollektortoacutel hogy pontszerű

taacutemaszokat alkalmaznak az uumlvegfedeacutes

megtaacutemasztaacutesaacutera a vaacutekuum sziacutevoacute hataacutesaacutenak

megakadaacutelyozaacutesaacutera A kollektorhaacutezon talaacutelhatoacute

csatlakozoacutecsonkokon keresztuumll az e ceacutelra alkalmazott szivattyuacuteval sziacutevjaacutek ki a levegőt

21 aacutebra Vaacutekuumos siacutekkollektor feleacutepiacuteteacutese

29

23 Napkollektoros rendszer leiacuteraacutesa

231 Napkollektorok tiacutepusai eacutes műkoumldeacutesuumlk fizikai alapjai

Magyarorszaacuteg eacuteghajlati adottsaacutegainak koumlszoumlnhetően a folyadeacutek munkakoumlzegű

napkollektorok a legelterjedtebbek melyek a koumlvetkező reacuteszekből aacutellnak

Napkollektorok Elnyelik hőveacute alakiacutetjaacutek eacutes a munkakoumlzegnek tovaacutebbiacutetjaacutek a napsugarak

energiaacutejaacutet

Csővezeteacutek rendszer Feladata a munkakoumlzeg tovaacutebbiacutetaacutesa a kollektorok eacutes a hőtaacuteroloacute koumlzoumltt

Automatika Hőmeacuterő nyomaacutesszabaacutelyozoacute automatikus iraacutenyiacutetaacutes

Műkoumldtető ellenőrző szerelveacutenyek Keringtető szivattyuacute nyomaacutes ellenőrzeacutes vaacuteltoacuteszelepek

Taacutegulaacutesi tartaacutely

Hőtaacuteroloacute Feladata a napkollektor aacuteltal termelt hő taacuterolaacutesa melegviacutezben

A Napkollektoros rendszerek lehetnek egy vagy keacutetkoumlroumlsek

Egykoumlroumls rendszer eseteacuten a kollektorokban koumlzvetlenuumll a felhasznaacutelaacutesra keruumllő viacutez kering

A rendszer javaacutera iacuterhatoacute egyszerűseacutege viszont csak fagymentes időszakban alkalmazhatoacute eacutes

viacutezkőlerakoacutedaacutes is előfordulhat Ilyen rendszer alkalmazhatoacute pl nyaraloacuteban kerti zuhanynaacutel

Keacutetkoumlroumls rendszerneacutel a kollektorok eacutes a hőtaacuteroloacute koumlzoumltt zaacutert koumlr talaacutelhatoacute mely fagyaacutelloacute

folyadeacutekkal van feltoumlltve A kollektorokban felmelegedett folyadeacutek egy a hőtaacuteroloacuteban

talaacutelhatoacute hőcsereacutelőn keresztuumll fűti fel a taacuteroloacuteban talaacutelhatoacute vizet Ez a rendszer fagyban is

hasznaacutelhatoacute eacutes viacutezkoumlvesedeacutes sem lesz a csoumlvekben viszont a bonyolultabb szerkezet nagyobb

beruhaacutezaacutest igeacutenyel

15 aacutebra Kollektoros berendezeacutes feleacutepiacuteteacutese

26

A munkakoumlzeg szaacutelliacutetaacutesa szempontjaacuteboacutel gravitaacutecioacutes eacutes szivattyuacutes napkollektor rendszereket

kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg

Gravitaacutecioacutes rendszer alkalmazaacutesaacutenaacutel a taacuteroloacutetartaacutely a

kollektor foumlloumltt helyezkedik el A folyadeacutek keringeacuteseacutet a

felmelegedeacutes miatti fajsuacutelycsoumlkkeneacutes okozza A rendszer

előnye hogy koumlltseacutegkiacutemeacutelő (nincs szuumlkseacuteg szivattyuacutera eacutes

automatikaacutera) viszont haacutetraacuteny a taacuteroloacute elhelyezeacuteseacutenek

koumltoumlttseacutege

16 aacutebraLefedeacutes neacutelkuumlli kollektor

Szivattyuacutes rendszerekneacutel a munkakoumlzeg folyadeacutekot szivattyuacute keringteti a kollektorkoumlrben

Ebben az esetben a taacuteroloacute baacuterhol elhelyezhető a szivattyuacute fordulatszaacutema szabaacutelyozhatoacute de az

automatika eacutes a szivattyuacute uumlzemelteteacutese nagyobb beruhaacutezaacutest igeacutenyel

Leacuteteznek levegős kollektorok melyek munkakoumlzege levegő ez esetben a rendszerben a

levegő vagy ventilaacutetor segiacutetseacutegeacutevel vagy gravitaacutecioacutesan kering Ezek a kollektorok nagy

abszorber feluumllettel rendelkeznek eacutes a mezőgazdasaacutegban szaacuteriacutetaacutesra aszalaacutesra illetve eacutepuumlletek

fűteacuteseacutere alkalmazzaacutek

Nem mindegy hogy mikor eacutes mire szeretneacutenk hasznaacutelni kollektorunkat plegy kerti zuhany

uumlzemelteteacuteseacutehez egyszerű feleacutepiacuteteacutes is elegendő viszont fűteacutesraacutesegiacuteteacutesre illetve hasznaacutelati

melegviacutez előaacutelliacutetaacutesaacutera magasabb hataacutesfokuacute kollektor szuumlkseacuteges

Kollektor tiacutepusok 1 Lefedeacutes neacutelkuumlli nem szelektiacutev siacutekkollektor

Ezek a tiacutepusuacute kollektorok UV sugaacuterzaacutesnak ellenaacutelloacute műanyagboacutel vagy gumiboacutel keacuteszuumllt

fekete csőjaacuteratos lemezek uacuten szolaacuterszőnyeg Ebben az esetben nincs sem uumlvegfedeacutes sem

hőszigeteleacutes Előny az egyszerűseacuteg eacutes az ebből koumlvetkező alacsony beruhaacutezaacutesi koumlltseacuteg de a

hataacutesfok a hőmeacuterseacuteklet kuumlloumlnbseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel meredeken csoumlkken Időszakos nyaacuteron

hasznaacutelt rendszerekneacutel alkalmazhatoacute pl szabadteacuteri medenceacutek fűteacuteseacutere kempingek nyaraloacutek

hasznaacutelati melegviacutez előaacutelliacutetaacutesaacutera

2 Nem szelektiacutev siacutekkollektor

Uumlveg vagy polikarbonaacutettal fedett nem szelektiacutev abszorbens kollektor Koumlnnyen

elkeacutesziacutethető viszont a szelektiacutev siacutekkollektorokeacutehoz keacutepest rosszabb a hataacutesfoka

27

17 aacutebra Siacutekkollektorok aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese

3 Szelektiacutev siacutekkollektor

Ez a legelterjedtebb kollektor tiacutepus vilaacutegviszonylatban 90-ot tesz ki az eladaacutesi adatokat

figyelembe veacuteve A kollektor szelektiacutev bevonatuacute (speciaacutelis NiO szelektiacutev hőelnyelő bevonat)

eacutes aacuteltalaacuteban egyszeres uumlvegfedeacutessel keacuteszuumll

18 aacutebra A nikkel pigmentes szelektiacutev bevonat feleacutepiacuteteacutese

A kollektorban a napsuumlteacutes hataacutesaacutera felmelegedő folyadeacutek keringtető szivattyuacute segiacutetseacutegeacutevel

egy hőcsereacutelőn keresztuumll melegiacuteti fel a szolaacuteris taacuteroloacuteban levő vizet amit azutaacuten hasznaacutelati

melegviacutezkeacutent vagy fűteacutesi melegviacutezkeacutent hasznosiacutetunk Hőcsereacutelőre azeacutert van szuumlkseacuteg hogy a

kollektorban levő folyadeacutek ne talaacutelkozhasson a tartaacutely vizeacutevel mivel ez a folyadeacutek fagyaacutelloacute

glikol is lehet A szolaacuteris taacuteroloacute egy egyszerű hőszigetelt tartaacutely (lehet benne belső hőcsereacutelő)

amibe kuumllső hőcsereacutelőn keresztuumll jut be a megtermelt energia A rendszert egy elektronikus

egyseacuteg vezeacuterli Ez az elektronika a tartaacutely eacutes a napkollektor hőmeacuterseacutekleteacutenek kuumlloumlnbseacutegeacutere

beindiacutetja a keringtető szivattyuacutet ezzel beindiacutetva az energiatermeleacutest A folyamat addig tart

amiacuteg az előre beaacutelliacutetott hőmeacuterseacuteklet kuumlloumlnbseacuteg be nem aacutell a tartaacutely eacutes a napkollektor koumlzoumltt

Ezen kiacutevuumll szuumlkseacuteges egy olyan elem is amely veacutedi a tartaacutelyt a tuacutelmelegedeacutestől Ez az elem

aacuteltalaacuteban a vezeacuterleacutessel egy egyseacutegben talaacutelhatoacute

28

wwwsolergyhu

19aacutebra Melegviacutez előaacutelliacutetaacutesaacutera alkalmas kollektoros berendezeacutes

4 Vaacutekuumos siacutekkollektor A szelektiacutev siacutekkollektorral ellenteacutetben a kollektorhaacutezban nem levegő hanem a levegő

kiszivattyuacutezaacutesa koumlvetkezteacuteben leacutetrejoumltt vaacutekuum talaacutelhatoacute amely kikuumlszoumlboumlli a levegő

konvektiacutev hőaacutetadaacutesa aacuteltal előideacutezett hőveszteseacuteget

20 aacutebra Vaacutekuumos siacutekkollektor

A kollektor szerkezeti feleacutepiacuteteacutese annyiban kuumlloumlnboumlzik

a hagyomaacutenyos siacutekkollektortoacutel hogy pontszerű

taacutemaszokat alkalmaznak az uumlvegfedeacutes

megtaacutemasztaacutesaacutera a vaacutekuum sziacutevoacute hataacutesaacutenak

megakadaacutelyozaacutesaacutera A kollektorhaacutezon talaacutelhatoacute

csatlakozoacutecsonkokon keresztuumll az e ceacutelra alkalmazott szivattyuacuteval sziacutevjaacutek ki a levegőt

21 aacutebra Vaacutekuumos siacutekkollektor feleacutepiacuteteacutese

29

A munkakoumlzeg szaacutelliacutetaacutesa szempontjaacuteboacutel gravitaacutecioacutes eacutes szivattyuacutes napkollektor rendszereket

kuumlloumlnboumlztetuumlnk meg

Gravitaacutecioacutes rendszer alkalmazaacutesaacutenaacutel a taacuteroloacutetartaacutely a

kollektor foumlloumltt helyezkedik el A folyadeacutek keringeacuteseacutet a

felmelegedeacutes miatti fajsuacutelycsoumlkkeneacutes okozza A rendszer

előnye hogy koumlltseacutegkiacutemeacutelő (nincs szuumlkseacuteg szivattyuacutera eacutes

automatikaacutera) viszont haacutetraacuteny a taacuteroloacute elhelyezeacuteseacutenek

koumltoumlttseacutege

16 aacutebraLefedeacutes neacutelkuumlli kollektor

Szivattyuacutes rendszerekneacutel a munkakoumlzeg folyadeacutekot szivattyuacute keringteti a kollektorkoumlrben

Ebben az esetben a taacuteroloacute baacuterhol elhelyezhető a szivattyuacute fordulatszaacutema szabaacutelyozhatoacute de az

automatika eacutes a szivattyuacute uumlzemelteteacutese nagyobb beruhaacutezaacutest igeacutenyel

Leacuteteznek levegős kollektorok melyek munkakoumlzege levegő ez esetben a rendszerben a

levegő vagy ventilaacutetor segiacutetseacutegeacutevel vagy gravitaacutecioacutesan kering Ezek a kollektorok nagy

abszorber feluumllettel rendelkeznek eacutes a mezőgazdasaacutegban szaacuteriacutetaacutesra aszalaacutesra illetve eacutepuumlletek

fűteacuteseacutere alkalmazzaacutek

Nem mindegy hogy mikor eacutes mire szeretneacutenk hasznaacutelni kollektorunkat plegy kerti zuhany

uumlzemelteteacuteseacutehez egyszerű feleacutepiacuteteacutes is elegendő viszont fűteacutesraacutesegiacuteteacutesre illetve hasznaacutelati

melegviacutez előaacutelliacutetaacutesaacutera magasabb hataacutesfokuacute kollektor szuumlkseacuteges

Kollektor tiacutepusok 1 Lefedeacutes neacutelkuumlli nem szelektiacutev siacutekkollektor

Ezek a tiacutepusuacute kollektorok UV sugaacuterzaacutesnak ellenaacutelloacute műanyagboacutel vagy gumiboacutel keacuteszuumllt

fekete csőjaacuteratos lemezek uacuten szolaacuterszőnyeg Ebben az esetben nincs sem uumlvegfedeacutes sem

hőszigeteleacutes Előny az egyszerűseacuteg eacutes az ebből koumlvetkező alacsony beruhaacutezaacutesi koumlltseacuteg de a

hataacutesfok a hőmeacuterseacuteklet kuumlloumlnbseacuteg noumlvekedeacuteseacutevel meredeken csoumlkken Időszakos nyaacuteron

hasznaacutelt rendszerekneacutel alkalmazhatoacute pl szabadteacuteri medenceacutek fűteacuteseacutere kempingek nyaraloacutek

hasznaacutelati melegviacutez előaacutelliacutetaacutesaacutera

2 Nem szelektiacutev siacutekkollektor

Uumlveg vagy polikarbonaacutettal fedett nem szelektiacutev abszorbens kollektor Koumlnnyen

elkeacutesziacutethető viszont a szelektiacutev siacutekkollektorokeacutehoz keacutepest rosszabb a hataacutesfoka

27

17 aacutebra Siacutekkollektorok aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese

3 Szelektiacutev siacutekkollektor

Ez a legelterjedtebb kollektor tiacutepus vilaacutegviszonylatban 90-ot tesz ki az eladaacutesi adatokat

figyelembe veacuteve A kollektor szelektiacutev bevonatuacute (speciaacutelis NiO szelektiacutev hőelnyelő bevonat)

eacutes aacuteltalaacuteban egyszeres uumlvegfedeacutessel keacuteszuumll

18 aacutebra A nikkel pigmentes szelektiacutev bevonat feleacutepiacuteteacutese

A kollektorban a napsuumlteacutes hataacutesaacutera felmelegedő folyadeacutek keringtető szivattyuacute segiacutetseacutegeacutevel

egy hőcsereacutelőn keresztuumll melegiacuteti fel a szolaacuteris taacuteroloacuteban levő vizet amit azutaacuten hasznaacutelati

melegviacutezkeacutent vagy fűteacutesi melegviacutezkeacutent hasznosiacutetunk Hőcsereacutelőre azeacutert van szuumlkseacuteg hogy a

kollektorban levő folyadeacutek ne talaacutelkozhasson a tartaacutely vizeacutevel mivel ez a folyadeacutek fagyaacutelloacute

glikol is lehet A szolaacuteris taacuteroloacute egy egyszerű hőszigetelt tartaacutely (lehet benne belső hőcsereacutelő)

amibe kuumllső hőcsereacutelőn keresztuumll jut be a megtermelt energia A rendszert egy elektronikus

egyseacuteg vezeacuterli Ez az elektronika a tartaacutely eacutes a napkollektor hőmeacuterseacutekleteacutenek kuumlloumlnbseacutegeacutere

beindiacutetja a keringtető szivattyuacutet ezzel beindiacutetva az energiatermeleacutest A folyamat addig tart

amiacuteg az előre beaacutelliacutetott hőmeacuterseacuteklet kuumlloumlnbseacuteg be nem aacutell a tartaacutely eacutes a napkollektor koumlzoumltt

Ezen kiacutevuumll szuumlkseacuteges egy olyan elem is amely veacutedi a tartaacutelyt a tuacutelmelegedeacutestől Ez az elem

aacuteltalaacuteban a vezeacuterleacutessel egy egyseacutegben talaacutelhatoacute

28

wwwsolergyhu

19aacutebra Melegviacutez előaacutelliacutetaacutesaacutera alkalmas kollektoros berendezeacutes

4 Vaacutekuumos siacutekkollektor A szelektiacutev siacutekkollektorral ellenteacutetben a kollektorhaacutezban nem levegő hanem a levegő

kiszivattyuacutezaacutesa koumlvetkezteacuteben leacutetrejoumltt vaacutekuum talaacutelhatoacute amely kikuumlszoumlboumlli a levegő

konvektiacutev hőaacutetadaacutesa aacuteltal előideacutezett hőveszteseacuteget

20 aacutebra Vaacutekuumos siacutekkollektor

A kollektor szerkezeti feleacutepiacuteteacutese annyiban kuumlloumlnboumlzik

a hagyomaacutenyos siacutekkollektortoacutel hogy pontszerű

taacutemaszokat alkalmaznak az uumlvegfedeacutes

megtaacutemasztaacutesaacutera a vaacutekuum sziacutevoacute hataacutesaacutenak

megakadaacutelyozaacutesaacutera A kollektorhaacutezon talaacutelhatoacute

csatlakozoacutecsonkokon keresztuumll az e ceacutelra alkalmazott szivattyuacuteval sziacutevjaacutek ki a levegőt

21 aacutebra Vaacutekuumos siacutekkollektor feleacutepiacuteteacutese

29

17 aacutebra Siacutekkollektorok aacuteltalaacutenos feleacutepiacuteteacutese

3 Szelektiacutev siacutekkollektor

Ez a legelterjedtebb kollektor tiacutepus vilaacutegviszonylatban 90-ot tesz ki az eladaacutesi adatokat

figyelembe veacuteve A kollektor szelektiacutev bevonatuacute (speciaacutelis NiO szelektiacutev hőelnyelő bevonat)

eacutes aacuteltalaacuteban egyszeres uumlvegfedeacutessel keacuteszuumll

18 aacutebra A nikkel pigmentes szelektiacutev bevonat feleacutepiacuteteacutese

A kollektorban a napsuumlteacutes hataacutesaacutera felmelegedő folyadeacutek keringtető szivattyuacute segiacutetseacutegeacutevel

egy hőcsereacutelőn keresztuumll melegiacuteti fel a szolaacuteris taacuteroloacuteban levő vizet amit azutaacuten hasznaacutelati

melegviacutezkeacutent vagy fűteacutesi melegviacutezkeacutent hasznosiacutetunk Hőcsereacutelőre azeacutert van szuumlkseacuteg hogy a

kollektorban levő folyadeacutek ne talaacutelkozhasson a tartaacutely vizeacutevel mivel ez a folyadeacutek fagyaacutelloacute

glikol is lehet A szolaacuteris taacuteroloacute egy egyszerű hőszigetelt tartaacutely (lehet benne belső hőcsereacutelő)

amibe kuumllső hőcsereacutelőn keresztuumll jut be a megtermelt energia A rendszert egy elektronikus

egyseacuteg vezeacuterli Ez az elektronika a tartaacutely eacutes a napkollektor hőmeacuterseacutekleteacutenek kuumlloumlnbseacutegeacutere

beindiacutetja a keringtető szivattyuacutet ezzel beindiacutetva az energiatermeleacutest A folyamat addig tart

amiacuteg az előre beaacutelliacutetott hőmeacuterseacuteklet kuumlloumlnbseacuteg be nem aacutell a tartaacutely eacutes a napkollektor koumlzoumltt

Ezen kiacutevuumll szuumlkseacuteges egy olyan elem is amely veacutedi a tartaacutelyt a tuacutelmelegedeacutestől Ez az elem

aacuteltalaacuteban a vezeacuterleacutessel egy egyseacutegben talaacutelhatoacute

28

wwwsolergyhu

19aacutebra Melegviacutez előaacutelliacutetaacutesaacutera alkalmas kollektoros berendezeacutes

4 Vaacutekuumos siacutekkollektor A szelektiacutev siacutekkollektorral ellenteacutetben a kollektorhaacutezban nem levegő hanem a levegő

kiszivattyuacutezaacutesa koumlvetkezteacuteben leacutetrejoumltt vaacutekuum talaacutelhatoacute amely kikuumlszoumlboumlli a levegő

konvektiacutev hőaacutetadaacutesa aacuteltal előideacutezett hőveszteseacuteget

20 aacutebra Vaacutekuumos siacutekkollektor

A kollektor szerkezeti feleacutepiacuteteacutese annyiban kuumlloumlnboumlzik

a hagyomaacutenyos siacutekkollektortoacutel hogy pontszerű

taacutemaszokat alkalmaznak az uumlvegfedeacutes

megtaacutemasztaacutesaacutera a vaacutekuum sziacutevoacute hataacutesaacutenak

megakadaacutelyozaacutesaacutera A kollektorhaacutezon talaacutelhatoacute

csatlakozoacutecsonkokon keresztuumll az e ceacutelra alkalmazott szivattyuacuteval sziacutevjaacutek ki a levegőt

21 aacutebra Vaacutekuumos siacutekkollektor feleacutepiacuteteacutese

29

wwwsolergyhu

19aacutebra Melegviacutez előaacutelliacutetaacutesaacutera alkalmas kollektoros berendezeacutes

4 Vaacutekuumos siacutekkollektor A szelektiacutev siacutekkollektorral ellenteacutetben a kollektorhaacutezban nem levegő hanem a levegő

kiszivattyuacutezaacutesa koumlvetkezteacuteben leacutetrejoumltt vaacutekuum talaacutelhatoacute amely kikuumlszoumlboumlli a levegő

konvektiacutev hőaacutetadaacutesa aacuteltal előideacutezett hőveszteseacuteget

20 aacutebra Vaacutekuumos siacutekkollektor

A kollektor szerkezeti feleacutepiacuteteacutese annyiban kuumlloumlnboumlzik

a hagyomaacutenyos siacutekkollektortoacutel hogy pontszerű

taacutemaszokat alkalmaznak az uumlvegfedeacutes

megtaacutemasztaacutesaacutera a vaacutekuum sziacutevoacute hataacutesaacutenak

megakadaacutelyozaacutesaacutera A kollektorhaacutezon talaacutelhatoacute

csatlakozoacutecsonkokon keresztuumll az e ceacutelra alkalmazott szivattyuacuteval sziacutevjaacutek ki a levegőt

21 aacutebra Vaacutekuumos siacutekkollektor feleacutepiacuteteacutese

29

5 Vaacutekuumcsoumlves kollektor

Enneacutel a tiacutepusnaacutel a hőaacutetadoacute koumlzeg kettős faluacute ndash vaacutekuumos ndash uumlvegcsőben kering A

vaacutekuumcsoumlves technoloacutegiaacutet a parabolatuumlkroumls naperőművekből fejlesztetteacutek ki eacutes tetteacutek

mindenki szaacutemaacutera eleacuterhetőveacute

A vaacutekuumcsoumlvek keacutet- a veacutegeineacutel zaacutert koncentrikus uumlvegcsőből aacutellnak hasonloacutean a

haacuteztartaacutesi termoszhoz Az uumlvegcsoumlvek koumlzoumltt magas vaacutekuum van amely a hőszigeteleacutest

biztosiacutetja A belső uumlvegcső teljes feluumllete szelektiacutev hőelnyelő anyaggal alumiacutenium - nitrittel

bevont abszorber A vaacutekuumcső belső falaacutera preacuteselt hőelvezető lemezen leacutevő U alakuacute

reacutezcsőben aacuteramlik a hőaacutetadoacute folyadeacutek Az U csoumlvek a hőszigetelt gyűjtődobozban

csatlakoznak az osztoacute-gyűjtő csoumlvekhez

22 aacutebra Vaacutekuumcsoumlves kollektorok feleacutepiacuteteacutese

23 aacutebraVaacutekuumcső szerkezeti elemei

1 Boroszilikaacutet uumlveg

2 Xenon nemesgaacutez vaacutekuum

3 Ezuumlst tuumlkoumlr bevonat

4 Hőaacutetadoacute koumlzeg ndash meleg

5 Hőaacutetadoacute koumlzeg ndash hideg

6 Boroszilikaacutet uumlveg

7 Szelektiacutev abszorber bevonat

A vaacutekuumcsoumlvek alatti kettős parabola tuumlkoumlr az abszorberre koncentraacutelja a kedvezőtlen

szoumlgű eacutes szoacutert napsugaacuterzaacutest Az egyes csoumlvek a parabola tuumlkroumlk eacutes a gyűjtődobozok

oumlsszeeacutepiacutetve alkotjaacutek a vaacutekuumcsoumlves kollektorokat A kollektorban felmelegiacutetett hőaacutetadoacute

anyag hőcsereacutelőkoumln keresztuumll melegiacuteti fel a koumlzvetlenuumll felhasznaacuteloacutedoacute vizet a kuumlloumlnfeacutele

napenergia hasznosiacutetoacute rendszerekben Legfőbb előnye a kuumlloumlnoumlsen magas energiahozam

oumlsszehasonliacutetva a hagyomaacutenyos siacutekkollektorokkal

30

A hengeres abszorber feluumllet eacutes a CPC koncentraacutetor (Compound Parabolic Concentrator) a

mindenkori napaacutellaacuteshoz eacutes sugaacuterzaacutesi viszonyokhoz optimaacutelis helyzetet biztosiacutet Keveacutesbeacute

iraacutenyeacuterzeacutekeny iacutegy ferde tetők mellett lapos tetőkre eacutes homlokzatokra is felszerelhető

A vaacutekuumcsoumlvek hateacutekonyan csoumlkkentik a napkollektorok hőveszteseacutegeacutet a vaacutekuum joacute

hőszigeteleacutese miatt teacutelen is joacute hataacutesfokkal műkoumldnek A hőaacutetadoacute koumlzeg koumlzvetlenuumll a

vaacutekuumcsoumlvekben melegszik fel direkt aacuteramlaacutessal hőcsereacutelő neacutelkuumll Nagy uumlzembiztonsaacuteg eacutes

hosszuacute eacutelettartam jellemzi az alkalmazott nemes anyagok eacutes a korszerű technoloacutegia miatt

Ideaacutelisan alkalmazhatoacute alacsony hőmeacuterseacutekletű fűteacutesi rendszerekneacutel fűteacutes raacutesegiacuteteacutesre

24 Fotoelektromos napelemek

A napenergia direkt felhasznaacutelaacutesa feacutelvezető lapok uacuten napelemek segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik

melyekben a napsugaacuterzaacutes elektromos aacuteram leacutetrejoumltteacutet indukaacutelja Egy adott intenzitaacutesuacute

napsugaacuter eseteacuten az alkalmazott feluumllet eacutes az aacuteram nagysaacutega egyenes araacutenyban aacutell

A napelem anyaga feacutelvezető kristaacutely melynek elektronjai koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a

feacutenysugaacuterzaacutessal A lezajloacute folyamat a fotoeffektus melynek soraacuten egy foton nekiuumltkoumlzik egy

elektronnak eacutes teljes energiaacutejaacutet aacutetadja neki mikoumlzben a foton megsemmisuumll Az elektron

ezaacuteltal mozgaacutesi energiaacutera tesz szert melynek hataacutesaacutera feszuumlltseacuteg indukaacuteloacutedik eacutes elindul az

aacuteram Energiaforraacuteskeacutent tehaacutet a sugaacuterzaacutesi energia szerepel miacuteg az aacutetadaacutesi moacuted a fotoeffektus

24 aacutebra Fotoelektromos napelem műkoumldeacutese wwwkekenergiahu

31

A hengeres abszorber feluumllet eacutes a CPC koncentraacutetor (Compound Parabolic Concentrator) a

mindenkori napaacutellaacuteshoz eacutes sugaacuterzaacutesi viszonyokhoz optimaacutelis helyzetet biztosiacutet Keveacutesbeacute

iraacutenyeacuterzeacutekeny iacutegy ferde tetők mellett lapos tetőkre eacutes homlokzatokra is felszerelhető

A vaacutekuumcsoumlvek hateacutekonyan csoumlkkentik a napkollektorok hőveszteseacutegeacutet a vaacutekuum joacute

hőszigeteleacutese miatt teacutelen is joacute hataacutesfokkal műkoumldnek A hőaacutetadoacute koumlzeg koumlzvetlenuumll a

vaacutekuumcsoumlvekben melegszik fel direkt aacuteramlaacutessal hőcsereacutelő neacutelkuumll Nagy uumlzembiztonsaacuteg eacutes

hosszuacute eacutelettartam jellemzi az alkalmazott nemes anyagok eacutes a korszerű technoloacutegia miatt

Ideaacutelisan alkalmazhatoacute alacsony hőmeacuterseacutekletű fűteacutesi rendszerekneacutel fűteacutes raacutesegiacuteteacutesre

24 Fotoelektromos napelemek

A napenergia direkt felhasznaacutelaacutesa feacutelvezető lapok uacuten napelemek segiacutetseacutegeacutevel toumlrteacutenik

melyekben a napsugaacuterzaacutes elektromos aacuteram leacutetrejoumltteacutet indukaacutelja Egy adott intenzitaacutesuacute

napsugaacuter eseteacuten az alkalmazott feluumllet eacutes az aacuteram nagysaacutega egyenes araacutenyban aacutell

A napelem anyaga feacutelvezető kristaacutely melynek elektronjai koumllcsoumlnhataacutesba leacutepnek a

feacutenysugaacuterzaacutessal A lezajloacute folyamat a fotoeffektus melynek soraacuten egy foton nekiuumltkoumlzik egy

elektronnak eacutes teljes energiaacutejaacutet aacutetadja neki mikoumlzben a foton megsemmisuumll Az elektron

ezaacuteltal mozgaacutesi energiaacutera tesz szert melynek hataacutesaacutera feszuumlltseacuteg indukaacuteloacutedik eacutes elindul az

aacuteram Energiaforraacuteskeacutent tehaacutet a sugaacuterzaacutesi energia szerepel miacuteg az aacutetadaacutesi moacuted a fotoeffektus

24 aacutebra Fotoelektromos napelem műkoumldeacutese wwwkekenergiahu

31

A fenti aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a feacutenysugaacuterzaacutes fotonjai kimozdiacutetjaacutek a feacutelvezető elektronjait a

koumlteacuteseikből ennek koumlszoumlnhetően elektron- lyuk paacuterok keletkeznek A keletkező elektron

toumlbbletet elektromos vezetőkkel lehet a napelem feluumlleteacuteről elvezetni a fogyasztoacutekhoz vagy az

akkumulaacutetorokhoz Az elektron-lyuk paacuterok szeacutetvaacutelasztaacutesa haacuterom alapvető moacutedon toumlrteacutenik

bull Azonos feacutelvezetőanyag elteacuterő szennyezeacuteseacutevel kialakiacutetott reacutetegekkel

bull Elteacuterő anyaguacute feacutelvezető reacutetegekkel

bull Feacutem eacutes feacutelvezető reacutetegeivel

A villamosenergia-termeleacutes szempontjaacuteboacutel nagyon iacutegeacuteretes teruumllet a fotovillamos cellaacutek

koumlre

A berendezeacutesek toumlrteacutenete 1839-re nyuacutelik vissza amikor is Becquerel felfedezte a

fotoelektromos hataacutest A huszadik szaacutezadban az űrkutataacutesnak koumlszoumlnhetően rohamos fejlődeacutes

indult meg

Jelenleg a sziliacutecium alapuacute napelemek a legelterjedtebbek a vilaacutegon Ezek a fotoelektromos

cellaacutek piacaacutenak koumlruumllbeluumll 90 szaacutezaleacutekaacutet fedik le A cellaacutek tiacutepustoacutel eacutes gyaacutertaacutesi technoloacutegiaacutetoacutel

fuumlggően kuumlloumlnboumlző hataacutesfokuacuteak Iacutegy a sziliacutecium alapuacute eacutes a kereskedelmi forgalomban

kaphatoacute napelemek koumlzuumll a legjobb hataacutesfokkal rendelkezők az egykristaacutely rendszerek (15-

17) azonban az aacuteruk is a legmagasabb A poli-kristaacutely rendszerek hataacutesfoka (11-13) eacutes

aacuteruk is alacsonyabb veacuteguumll az amorf sziliacutecium napelemek zaacuterjaacutek a sort 4-6 szaacutezaleacutekos

hataacutesfokkal

25 aacutebra Napelemes autonoacutem aacuteramforraacutesok gazdasaacutegossaacutegi hataacutergoumlrbeacuteje Magyarorszaacutegon

A fent laacutethatoacute diagramm azt aacutebraacutezolja az eacuteves villamosenergia-mennyiseacuteg eacutes az

elektromos haacuteloacutezattoacutel valoacute taacutevolsaacuteg fuumlggveacutenyeacuteben hogy mely esetekben azonos a

fotovillamos berendezeacutesek alkalmazaacutesa a haacuteloacutezati villamos energia felhasznaacutelaacutesaacuteval

32

A vonal foumlloumltti teruumllet azokat a pontokat jeloumlli amelyekneacutel olcsoacutebb a fotovillamos

berendezeacutesek alkalmazaacutesa mint a villamos haacuteloacutezatra csatlakozva az aacuteram megvaacutesaacuterlaacutesa

Ha peacuteldaacuteul az eacuteves villamosenergia-igeacuteny 600 kWh (viacutezszintes tengely) eacutes a haacuteloacutezati

csatlakozaacutes 800 meacuteterre van (fuumlggőleges tengely) akkor maacuter olcsoacutebb a napelemek

alkalmazaacutesa A napelemek hataacutesfoka folyamatosan nő a technoloacutegiai fejlődeacutesnek

koumlszoumlnhetően wattonkeacutenti aacuteruk viszont csoumlkken Amiacuteg 1978-ban 1 watt teljesiacutetmeacutenyeacutert 35

USD-t kellett fizetnuumlnk addig ma maacuter csak 4-6 USD-t sőt vannak olyan elemek amelyek

wattonkeacutenti teljesiacutetmeacutenye csak 25-3 USD-be keruumll Magyarorszaacutegon ma egy 53 W

teljesiacutetmeacutenyű polikristaacutely napelem aacutera 72 500 Ft Baacuter ez az aacuter meacuteg mindig magas de sok

olyan teruumllet van ahol gazdasaacutegosan hasznaacutelhatoacute Ezek koumlzuumll is kiemelendő az a toumlbb mint 50

ezer villamos aacuterammal el nem laacutetott tanya ahol bizonyos felteacutetelekkel maacuter most olcsoacutebb a

fotovillamos berendezeacutesek alkalmazaacutesa mint a haacuteloacutezat kieacutepiacuteteacutese

3 Napkollektoros rendszer csalaacutedi haacutezakban

31 Tervezeacutesi szempontok

Napkollektoros rendszer csalaacutedi haacutezba toumlrteacutenő telepiacuteteacutese előtt aacutet kell gondolnunk eacutes meg

kell terveznuumlnk hogy milyen igeacutenyeink vannak a rendszerrel kapcsolatban Fel kell meacuterni a

haacutez taacutejolaacutesaacutet meg kell keresnuumlnk a leghateacutekonyabb napenergia gyűjtő helyet El kell

doumlntenuumlnk hogy mire akarjuk hasznaacutelni rendszeruumlnket toumlbb alternatiacuteva is lehetseacuteges

Leacuteteznek csak medence fűtő rendszerek melegviacutez keacutesziacutető eacutes medencefűtő rendszerek

melegviacutez keacutesziacutető eacutes eacutepuumlletfűtő rendszerek eacutes a haacuterom kombinaacutecioacuteja is megvaloacutesiacutethatoacute

A rendszerek meacuteretezeacuteseacuteneacutel keacutet teacutenyezőt kell figyelembe venni a viacutezszintes feluumlletre eacuterkező

energia mennyiseacutegeacutet (kWhm2eacutev) eacutes a napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutemaacutet Magyarorszaacutegon

Az alaacutebbi aacutebraacuten laacutethatoacute hogy az orszaacuteg egyes reacuteszeinek napsugaacuterzaacutesi adatai koumlzoumltt

nincsenek leacutenyeges elteacutereacutesek A legnaposabb reacutesz az orszaacuteg koumlzeacutepső deacuteli reacutesze a

legkevesebb a napsuumlteacutes az eacuteszaki eacutes nyugati reacuteszen Az elteacutereacutes az egyes orszaacutegreacuteszek koumlzoumltt

10 alatti

A napsugaacuterzaacutes csuacutecseacuterteacuteke nyaacuteron a deacuteli oacuteraacutekban deruumllt tiszta eacutegbolt eseteacuten eleacuteri sőt meg

is haladhatja az 1000 Wm2 eacuterteacuteket

33

26 aacutebra

32 A napkollektorok hataacutesfoka

A napkollektorok a napsugaacuterzaacutesnak csak egy bizonyos haacutenyadaacutet alakiacutetjaacutek aacutet hasznos

hőenergiaacutevaacute Hasznos hőenergiaacutenak csak a kollektorboacutel hővezető koumlzeg segiacutetseacutegeacutevel

elvezethető energiaacutet nevezzuumlk A hasznosiacutetott hőenergia eacutes a kollektorfeluumlletre eacuterkező

napsugaacuterzaacutes haacutenyadosa hataacuterozza meg a napkollektorok hataacutesfokaacutet

A kollektorok hataacutesfokaacutet aacuteltalaacuteban az abszorber feluumlletre vagy a szabad uumlvegfeluumlletre szokaacutes megadni

27 aacutebra Siacutekkolektorok feluumlletei

34

A kollektorok veszteseacutegei optikai- eacutes hőveszteseacutegekre oszthatoacutek Optikai veszteseacuteg az

uumlvegfeluumllet eacutes az abszorber feluumllet visszavereacutese az uumlvegfeluumllet elnyeleacutese Ezek a veszteseacutegek

nem fuumlggenek a kollektor hőmeacuterseacutekleteacutetől

Hőveszteseacuteg az abszorber lemez sugaacuterzaacutesa valamint a hőaacutetadaacutes eacutes a konvekcioacute uacutetjaacuten leacutetrejoumltt

veszteseacutegei A hőveszteseacutegek fuumlggnek a kollektor eacutes a koumlrnyezeti levegő

hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacutegeacutetől

28 aacutebra A napkollektorok jellemző veszteseacutegei

33 Megtakariacutetaacutesi szaacutemolaacutesok napkollektoros rendszer hasznaacutelata eseteacuten

Szakdolgozatomban melegviacutez előaacutelliacutetaacutesaacutera alkalmas rendszereket hasonliacutetok oumlssze A

szaacutemiacutetaacutesokat 2-3 fős csalaacuted igeacutenyeihez meacuterem

Egy szemeacutely kb 60 l melegvizet hasznaacutel el naponta Teacutetelezzuumlk fel hogy 15 0C-os vizet kell

felmelegiacuteteni 60 0C-ra Az ehhez szuumlkseacuteges energia mennyiseacuteg

Q c m T= sdot sdot ∆

c = 4183 JkgK m = 60 kg ∆t = 45 K

Tehaacutet Q = 4183 JkgK middot 60 kg middot 45 K = 113 middot 106 J

1 kWh = 36sdot106 J araacutenypaacuterral 113 middot 106 J = 314 kWh asymp 3 kWh

Tehaacutet mondhatjuk hogy 1 fő napi melegviacutez igeacutenyeacutenek előaacutelliacutetaacutesaacutehoz aacutetlagosan 3 kWh energia

szuumlkseacuteges 2 fős csalaacuted eseteacuten tehaacutet 6 kWh energiaszuumlkseacuteglettel szaacutemolhatunk

1 főre 1 db kollektorral szaacutemolhatunk melynek feluumllete 2 m2 2főre 2db kollektor szuumlkseacuteges

iacutegy az oumlsszfeluumllet 4 m2

Vizsgaacuteljuk meg mennyi energia eacuterkezik 1 m2 kollektorra teacutelen a Naplopoacute Kft 2006 januaacuteri

adatai alapjaacuten

35

Teacutelen a kollektor hataacutesfoka η = 045 (Naplopoacute Kft Tervezeacutesi Segeacutedlete 12 oldal 32 pont

alapjaacuten)

A kollektor hataacutesfokaacutenak kiszaacutemiacutetaacutesa (Naplopoacute Kft Heliostar tiacutepusuacute kollektoraacutera

vonatkozoacutean)

η = 079 ndash 417 middot X ndash 0011 middot GK middot X2

X = (Tm ndashTk) GK [m2 K W] ahol

X a hataacutesfok fuumlggetlen vaacuteltozoacuteja

Tm [K] a kollektor koumlzepes hőmeacuterseacuteklete

Tk [K] a kuumllső levegő hőmeacuterseacuteklete

GK [W m2] a kollektor feluumlleteacutere merőlegesen eacuterkező globaacutelis napsugaacuterzaacutes

S middot η = E ahol S a napsugaacuterzaacutes energiaacuteja

S = E η rarr S = 6 kWh 045 = 133 kWh 1 m2-en 133 4 = 333 kWh m2 szuumlkseacuteges a

csalaacuted melegviacutez ellaacutetaacutesaacutehoz

29aacutebra 2006 januaacuter Havi sugaacuterzaacutesoumlsszeg 53487 Whm2 Rossz napnak nevezzuumlk azokat a napokat amikor 3330 Wh m2 alatt marad a napi sugaacuterzaacutes

eacuterteacuteke Januaacuteri rossz napok oumlsszege (az aacutebraacuteboacutel leolvashatoacute) 20369 kWhm2 = S1

Ezen napok alatt felhasznaacutelt energia S1 times η times A = 20369 middot 045 middot 4 = 3667 kWh

Ehhez joumln meacuteg az a 8 nap amikor fedezni tudtuk a teljes 6 kWh energia szuumlkseacutegletuumlnket

(ezen napokon a napenergia toumlbb volt de nem tudjuk taacuterolni ezeacutert csak 6 kWh-val

szaacutemolunk)

3667 kWh + (8 middot 6 kWh) = 8467 kWh rarr Ennyit spoacuteroltunk januaacuterban

A villamos energia aacutera 2006 08 hoacute adata (wwwkenergetikahu) 30 Ft kWh

Iacutegy haacutet Januaacuter hoacutenapban 8467kWh middot 30 Ft = 2540 Ft-ot sikeruumllt megspoacuterolnunk amennyiben

villannyal műkoumldő fűteacutest vaacuteltunk ki a napkollektorral

36

A vonal foumlloumltti teruumllet azokat a pontokat jeloumlli amelyekneacutel olcsoacutebb a fotovillamos

berendezeacutesek alkalmazaacutesa mint a villamos haacuteloacutezatra csatlakozva az aacuteram megvaacutesaacuterlaacutesa

Ha peacuteldaacuteul az eacuteves villamosenergia-igeacuteny 600 kWh (viacutezszintes tengely) eacutes a haacuteloacutezati

csatlakozaacutes 800 meacuteterre van (fuumlggőleges tengely) akkor maacuter olcsoacutebb a napelemek

alkalmazaacutesa A napelemek hataacutesfoka folyamatosan nő a technoloacutegiai fejlődeacutesnek

koumlszoumlnhetően wattonkeacutenti aacuteruk viszont csoumlkken Amiacuteg 1978-ban 1 watt teljesiacutetmeacutenyeacutert 35

USD-t kellett fizetnuumlnk addig ma maacuter csak 4-6 USD-t sőt vannak olyan elemek amelyek

wattonkeacutenti teljesiacutetmeacutenye csak 25-3 USD-be keruumll Magyarorszaacutegon ma egy 53 W

teljesiacutetmeacutenyű polikristaacutely napelem aacutera 72 500 Ft Baacuter ez az aacuter meacuteg mindig magas de sok

olyan teruumllet van ahol gazdasaacutegosan hasznaacutelhatoacute Ezek koumlzuumll is kiemelendő az a toumlbb mint 50

ezer villamos aacuterammal el nem laacutetott tanya ahol bizonyos felteacutetelekkel maacuter most olcsoacutebb a

fotovillamos berendezeacutesek alkalmazaacutesa mint a haacuteloacutezat kieacutepiacuteteacutese

3 Napkollektoros rendszer csalaacutedi haacutezakban

31 Tervezeacutesi szempontok

Napkollektoros rendszer csalaacutedi haacutezba toumlrteacutenő telepiacuteteacutese előtt aacutet kell gondolnunk eacutes meg

kell terveznuumlnk hogy milyen igeacutenyeink vannak a rendszerrel kapcsolatban Fel kell meacuterni a

haacutez taacutejolaacutesaacutet meg kell keresnuumlnk a leghateacutekonyabb napenergia gyűjtő helyet El kell

doumlntenuumlnk hogy mire akarjuk hasznaacutelni rendszeruumlnket toumlbb alternatiacuteva is lehetseacuteges

Leacuteteznek csak medence fűtő rendszerek melegviacutez keacutesziacutető eacutes medencefűtő rendszerek

melegviacutez keacutesziacutető eacutes eacutepuumlletfűtő rendszerek eacutes a haacuterom kombinaacutecioacuteja is megvaloacutesiacutethatoacute

A rendszerek meacuteretezeacuteseacuteneacutel keacutet teacutenyezőt kell figyelembe venni a viacutezszintes feluumlletre eacuterkező

energia mennyiseacutegeacutet (kWhm2eacutev) eacutes a napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutemaacutet Magyarorszaacutegon

Az alaacutebbi aacutebraacuten laacutethatoacute hogy az orszaacuteg egyes reacuteszeinek napsugaacuterzaacutesi adatai koumlzoumltt

nincsenek leacutenyeges elteacutereacutesek A legnaposabb reacutesz az orszaacuteg koumlzeacutepső deacuteli reacutesze a

legkevesebb a napsuumlteacutes az eacuteszaki eacutes nyugati reacuteszen Az elteacutereacutes az egyes orszaacutegreacuteszek koumlzoumltt

10 alatti

A napsugaacuterzaacutes csuacutecseacuterteacuteke nyaacuteron a deacuteli oacuteraacutekban deruumllt tiszta eacutegbolt eseteacuten eleacuteri sőt meg

is haladhatja az 1000 Wm2 eacuterteacuteket

33

26 aacutebra

32 A napkollektorok hataacutesfoka

A napkollektorok a napsugaacuterzaacutesnak csak egy bizonyos haacutenyadaacutet alakiacutetjaacutek aacutet hasznos

hőenergiaacutevaacute Hasznos hőenergiaacutenak csak a kollektorboacutel hővezető koumlzeg segiacutetseacutegeacutevel

elvezethető energiaacutet nevezzuumlk A hasznosiacutetott hőenergia eacutes a kollektorfeluumlletre eacuterkező

napsugaacuterzaacutes haacutenyadosa hataacuterozza meg a napkollektorok hataacutesfokaacutet

A kollektorok hataacutesfokaacutet aacuteltalaacuteban az abszorber feluumlletre vagy a szabad uumlvegfeluumlletre szokaacutes megadni

27 aacutebra Siacutekkolektorok feluumlletei

34

A kollektorok veszteseacutegei optikai- eacutes hőveszteseacutegekre oszthatoacutek Optikai veszteseacuteg az

uumlvegfeluumllet eacutes az abszorber feluumllet visszavereacutese az uumlvegfeluumllet elnyeleacutese Ezek a veszteseacutegek

nem fuumlggenek a kollektor hőmeacuterseacutekleteacutetől

Hőveszteseacuteg az abszorber lemez sugaacuterzaacutesa valamint a hőaacutetadaacutes eacutes a konvekcioacute uacutetjaacuten leacutetrejoumltt

veszteseacutegei A hőveszteseacutegek fuumlggnek a kollektor eacutes a koumlrnyezeti levegő

hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacutegeacutetől

28 aacutebra A napkollektorok jellemző veszteseacutegei

33 Megtakariacutetaacutesi szaacutemolaacutesok napkollektoros rendszer hasznaacutelata eseteacuten

Szakdolgozatomban melegviacutez előaacutelliacutetaacutesaacutera alkalmas rendszereket hasonliacutetok oumlssze A

szaacutemiacutetaacutesokat 2-3 fős csalaacuted igeacutenyeihez meacuterem

Egy szemeacutely kb 60 l melegvizet hasznaacutel el naponta Teacutetelezzuumlk fel hogy 15 0C-os vizet kell

felmelegiacuteteni 60 0C-ra Az ehhez szuumlkseacuteges energia mennyiseacuteg

Q c m T= sdot sdot ∆

c = 4183 JkgK m = 60 kg ∆t = 45 K

Tehaacutet Q = 4183 JkgK middot 60 kg middot 45 K = 113 middot 106 J

1 kWh = 36sdot106 J araacutenypaacuterral 113 middot 106 J = 314 kWh asymp 3 kWh

Tehaacutet mondhatjuk hogy 1 fő napi melegviacutez igeacutenyeacutenek előaacutelliacutetaacutesaacutehoz aacutetlagosan 3 kWh energia

szuumlkseacuteges 2 fős csalaacuted eseteacuten tehaacutet 6 kWh energiaszuumlkseacuteglettel szaacutemolhatunk

1 főre 1 db kollektorral szaacutemolhatunk melynek feluumllete 2 m2 2főre 2db kollektor szuumlkseacuteges

iacutegy az oumlsszfeluumllet 4 m2

Vizsgaacuteljuk meg mennyi energia eacuterkezik 1 m2 kollektorra teacutelen a Naplopoacute Kft 2006 januaacuteri

adatai alapjaacuten

35

Teacutelen a kollektor hataacutesfoka η = 045 (Naplopoacute Kft Tervezeacutesi Segeacutedlete 12 oldal 32 pont

alapjaacuten)

A kollektor hataacutesfokaacutenak kiszaacutemiacutetaacutesa (Naplopoacute Kft Heliostar tiacutepusuacute kollektoraacutera

vonatkozoacutean)

η = 079 ndash 417 middot X ndash 0011 middot GK middot X2

X = (Tm ndashTk) GK [m2 K W] ahol

X a hataacutesfok fuumlggetlen vaacuteltozoacuteja

Tm [K] a kollektor koumlzepes hőmeacuterseacuteklete

Tk [K] a kuumllső levegő hőmeacuterseacuteklete

GK [W m2] a kollektor feluumlleteacutere merőlegesen eacuterkező globaacutelis napsugaacuterzaacutes

S middot η = E ahol S a napsugaacuterzaacutes energiaacuteja

S = E η rarr S = 6 kWh 045 = 133 kWh 1 m2-en 133 4 = 333 kWh m2 szuumlkseacuteges a

csalaacuted melegviacutez ellaacutetaacutesaacutehoz

29aacutebra 2006 januaacuter Havi sugaacuterzaacutesoumlsszeg 53487 Whm2 Rossz napnak nevezzuumlk azokat a napokat amikor 3330 Wh m2 alatt marad a napi sugaacuterzaacutes

eacuterteacuteke Januaacuteri rossz napok oumlsszege (az aacutebraacuteboacutel leolvashatoacute) 20369 kWhm2 = S1

Ezen napok alatt felhasznaacutelt energia S1 times η times A = 20369 middot 045 middot 4 = 3667 kWh

Ehhez joumln meacuteg az a 8 nap amikor fedezni tudtuk a teljes 6 kWh energia szuumlkseacutegletuumlnket

(ezen napokon a napenergia toumlbb volt de nem tudjuk taacuterolni ezeacutert csak 6 kWh-val

szaacutemolunk)

3667 kWh + (8 middot 6 kWh) = 8467 kWh rarr Ennyit spoacuteroltunk januaacuterban

A villamos energia aacutera 2006 08 hoacute adata (wwwkenergetikahu) 30 Ft kWh

Iacutegy haacutet Januaacuter hoacutenapban 8467kWh middot 30 Ft = 2540 Ft-ot sikeruumllt megspoacuterolnunk amennyiben

villannyal műkoumldő fűteacutest vaacuteltunk ki a napkollektorral

36

26 aacutebra

32 A napkollektorok hataacutesfoka

A napkollektorok a napsugaacuterzaacutesnak csak egy bizonyos haacutenyadaacutet alakiacutetjaacutek aacutet hasznos

hőenergiaacutevaacute Hasznos hőenergiaacutenak csak a kollektorboacutel hővezető koumlzeg segiacutetseacutegeacutevel

elvezethető energiaacutet nevezzuumlk A hasznosiacutetott hőenergia eacutes a kollektorfeluumlletre eacuterkező

napsugaacuterzaacutes haacutenyadosa hataacuterozza meg a napkollektorok hataacutesfokaacutet

A kollektorok hataacutesfokaacutet aacuteltalaacuteban az abszorber feluumlletre vagy a szabad uumlvegfeluumlletre szokaacutes megadni

27 aacutebra Siacutekkolektorok feluumlletei

34

A kollektorok veszteseacutegei optikai- eacutes hőveszteseacutegekre oszthatoacutek Optikai veszteseacuteg az

uumlvegfeluumllet eacutes az abszorber feluumllet visszavereacutese az uumlvegfeluumllet elnyeleacutese Ezek a veszteseacutegek

nem fuumlggenek a kollektor hőmeacuterseacutekleteacutetől

Hőveszteseacuteg az abszorber lemez sugaacuterzaacutesa valamint a hőaacutetadaacutes eacutes a konvekcioacute uacutetjaacuten leacutetrejoumltt

veszteseacutegei A hőveszteseacutegek fuumlggnek a kollektor eacutes a koumlrnyezeti levegő

hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacutegeacutetől

28 aacutebra A napkollektorok jellemző veszteseacutegei

33 Megtakariacutetaacutesi szaacutemolaacutesok napkollektoros rendszer hasznaacutelata eseteacuten

Szakdolgozatomban melegviacutez előaacutelliacutetaacutesaacutera alkalmas rendszereket hasonliacutetok oumlssze A

szaacutemiacutetaacutesokat 2-3 fős csalaacuted igeacutenyeihez meacuterem

Egy szemeacutely kb 60 l melegvizet hasznaacutel el naponta Teacutetelezzuumlk fel hogy 15 0C-os vizet kell

felmelegiacuteteni 60 0C-ra Az ehhez szuumlkseacuteges energia mennyiseacuteg

Q c m T= sdot sdot ∆

c = 4183 JkgK m = 60 kg ∆t = 45 K

Tehaacutet Q = 4183 JkgK middot 60 kg middot 45 K = 113 middot 106 J

1 kWh = 36sdot106 J araacutenypaacuterral 113 middot 106 J = 314 kWh asymp 3 kWh

Tehaacutet mondhatjuk hogy 1 fő napi melegviacutez igeacutenyeacutenek előaacutelliacutetaacutesaacutehoz aacutetlagosan 3 kWh energia

szuumlkseacuteges 2 fős csalaacuted eseteacuten tehaacutet 6 kWh energiaszuumlkseacuteglettel szaacutemolhatunk

1 főre 1 db kollektorral szaacutemolhatunk melynek feluumllete 2 m2 2főre 2db kollektor szuumlkseacuteges

iacutegy az oumlsszfeluumllet 4 m2

Vizsgaacuteljuk meg mennyi energia eacuterkezik 1 m2 kollektorra teacutelen a Naplopoacute Kft 2006 januaacuteri

adatai alapjaacuten

35

Teacutelen a kollektor hataacutesfoka η = 045 (Naplopoacute Kft Tervezeacutesi Segeacutedlete 12 oldal 32 pont

alapjaacuten)

A kollektor hataacutesfokaacutenak kiszaacutemiacutetaacutesa (Naplopoacute Kft Heliostar tiacutepusuacute kollektoraacutera

vonatkozoacutean)

η = 079 ndash 417 middot X ndash 0011 middot GK middot X2

X = (Tm ndashTk) GK [m2 K W] ahol

X a hataacutesfok fuumlggetlen vaacuteltozoacuteja

Tm [K] a kollektor koumlzepes hőmeacuterseacuteklete

Tk [K] a kuumllső levegő hőmeacuterseacuteklete

GK [W m2] a kollektor feluumlleteacutere merőlegesen eacuterkező globaacutelis napsugaacuterzaacutes

S middot η = E ahol S a napsugaacuterzaacutes energiaacuteja

S = E η rarr S = 6 kWh 045 = 133 kWh 1 m2-en 133 4 = 333 kWh m2 szuumlkseacuteges a

csalaacuted melegviacutez ellaacutetaacutesaacutehoz

29aacutebra 2006 januaacuter Havi sugaacuterzaacutesoumlsszeg 53487 Whm2 Rossz napnak nevezzuumlk azokat a napokat amikor 3330 Wh m2 alatt marad a napi sugaacuterzaacutes

eacuterteacuteke Januaacuteri rossz napok oumlsszege (az aacutebraacuteboacutel leolvashatoacute) 20369 kWhm2 = S1

Ezen napok alatt felhasznaacutelt energia S1 times η times A = 20369 middot 045 middot 4 = 3667 kWh

Ehhez joumln meacuteg az a 8 nap amikor fedezni tudtuk a teljes 6 kWh energia szuumlkseacutegletuumlnket

(ezen napokon a napenergia toumlbb volt de nem tudjuk taacuterolni ezeacutert csak 6 kWh-val

szaacutemolunk)

3667 kWh + (8 middot 6 kWh) = 8467 kWh rarr Ennyit spoacuteroltunk januaacuterban

A villamos energia aacutera 2006 08 hoacute adata (wwwkenergetikahu) 30 Ft kWh

Iacutegy haacutet Januaacuter hoacutenapban 8467kWh middot 30 Ft = 2540 Ft-ot sikeruumllt megspoacuterolnunk amennyiben

villannyal műkoumldő fűteacutest vaacuteltunk ki a napkollektorral

36

A kollektorok veszteseacutegei optikai- eacutes hőveszteseacutegekre oszthatoacutek Optikai veszteseacuteg az

uumlvegfeluumllet eacutes az abszorber feluumllet visszavereacutese az uumlvegfeluumllet elnyeleacutese Ezek a veszteseacutegek

nem fuumlggenek a kollektor hőmeacuterseacutekleteacutetől

Hőveszteseacuteg az abszorber lemez sugaacuterzaacutesa valamint a hőaacutetadaacutes eacutes a konvekcioacute uacutetjaacuten leacutetrejoumltt

veszteseacutegei A hőveszteseacutegek fuumlggnek a kollektor eacutes a koumlrnyezeti levegő

hőmeacuterseacutekletkuumlloumlnbseacutegeacutetől

28 aacutebra A napkollektorok jellemző veszteseacutegei

33 Megtakariacutetaacutesi szaacutemolaacutesok napkollektoros rendszer hasznaacutelata eseteacuten

Szakdolgozatomban melegviacutez előaacutelliacutetaacutesaacutera alkalmas rendszereket hasonliacutetok oumlssze A

szaacutemiacutetaacutesokat 2-3 fős csalaacuted igeacutenyeihez meacuterem

Egy szemeacutely kb 60 l melegvizet hasznaacutel el naponta Teacutetelezzuumlk fel hogy 15 0C-os vizet kell

felmelegiacuteteni 60 0C-ra Az ehhez szuumlkseacuteges energia mennyiseacuteg

Q c m T= sdot sdot ∆

c = 4183 JkgK m = 60 kg ∆t = 45 K

Tehaacutet Q = 4183 JkgK middot 60 kg middot 45 K = 113 middot 106 J

1 kWh = 36sdot106 J araacutenypaacuterral 113 middot 106 J = 314 kWh asymp 3 kWh

Tehaacutet mondhatjuk hogy 1 fő napi melegviacutez igeacutenyeacutenek előaacutelliacutetaacutesaacutehoz aacutetlagosan 3 kWh energia

szuumlkseacuteges 2 fős csalaacuted eseteacuten tehaacutet 6 kWh energiaszuumlkseacuteglettel szaacutemolhatunk

1 főre 1 db kollektorral szaacutemolhatunk melynek feluumllete 2 m2 2főre 2db kollektor szuumlkseacuteges

iacutegy az oumlsszfeluumllet 4 m2

Vizsgaacuteljuk meg mennyi energia eacuterkezik 1 m2 kollektorra teacutelen a Naplopoacute Kft 2006 januaacuteri

adatai alapjaacuten

35

Teacutelen a kollektor hataacutesfoka η = 045 (Naplopoacute Kft Tervezeacutesi Segeacutedlete 12 oldal 32 pont

alapjaacuten)

A kollektor hataacutesfokaacutenak kiszaacutemiacutetaacutesa (Naplopoacute Kft Heliostar tiacutepusuacute kollektoraacutera

vonatkozoacutean)

η = 079 ndash 417 middot X ndash 0011 middot GK middot X2

X = (Tm ndashTk) GK [m2 K W] ahol

X a hataacutesfok fuumlggetlen vaacuteltozoacuteja

Tm [K] a kollektor koumlzepes hőmeacuterseacuteklete

Tk [K] a kuumllső levegő hőmeacuterseacuteklete

GK [W m2] a kollektor feluumlleteacutere merőlegesen eacuterkező globaacutelis napsugaacuterzaacutes

S middot η = E ahol S a napsugaacuterzaacutes energiaacuteja

S = E η rarr S = 6 kWh 045 = 133 kWh 1 m2-en 133 4 = 333 kWh m2 szuumlkseacuteges a

csalaacuted melegviacutez ellaacutetaacutesaacutehoz

29aacutebra 2006 januaacuter Havi sugaacuterzaacutesoumlsszeg 53487 Whm2 Rossz napnak nevezzuumlk azokat a napokat amikor 3330 Wh m2 alatt marad a napi sugaacuterzaacutes

eacuterteacuteke Januaacuteri rossz napok oumlsszege (az aacutebraacuteboacutel leolvashatoacute) 20369 kWhm2 = S1

Ezen napok alatt felhasznaacutelt energia S1 times η times A = 20369 middot 045 middot 4 = 3667 kWh

Ehhez joumln meacuteg az a 8 nap amikor fedezni tudtuk a teljes 6 kWh energia szuumlkseacutegletuumlnket

(ezen napokon a napenergia toumlbb volt de nem tudjuk taacuterolni ezeacutert csak 6 kWh-val

szaacutemolunk)

3667 kWh + (8 middot 6 kWh) = 8467 kWh rarr Ennyit spoacuteroltunk januaacuterban

A villamos energia aacutera 2006 08 hoacute adata (wwwkenergetikahu) 30 Ft kWh

Iacutegy haacutet Januaacuter hoacutenapban 8467kWh middot 30 Ft = 2540 Ft-ot sikeruumllt megspoacuterolnunk amennyiben

villannyal műkoumldő fűteacutest vaacuteltunk ki a napkollektorral

36

Teacutelen a kollektor hataacutesfoka η = 045 (Naplopoacute Kft Tervezeacutesi Segeacutedlete 12 oldal 32 pont

alapjaacuten)

A kollektor hataacutesfokaacutenak kiszaacutemiacutetaacutesa (Naplopoacute Kft Heliostar tiacutepusuacute kollektoraacutera

vonatkozoacutean)

η = 079 ndash 417 middot X ndash 0011 middot GK middot X2

X = (Tm ndashTk) GK [m2 K W] ahol

X a hataacutesfok fuumlggetlen vaacuteltozoacuteja

Tm [K] a kollektor koumlzepes hőmeacuterseacuteklete

Tk [K] a kuumllső levegő hőmeacuterseacuteklete

GK [W m2] a kollektor feluumlleteacutere merőlegesen eacuterkező globaacutelis napsugaacuterzaacutes

S middot η = E ahol S a napsugaacuterzaacutes energiaacuteja

S = E η rarr S = 6 kWh 045 = 133 kWh 1 m2-en 133 4 = 333 kWh m2 szuumlkseacuteges a

csalaacuted melegviacutez ellaacutetaacutesaacutehoz

29aacutebra 2006 januaacuter Havi sugaacuterzaacutesoumlsszeg 53487 Whm2 Rossz napnak nevezzuumlk azokat a napokat amikor 3330 Wh m2 alatt marad a napi sugaacuterzaacutes

eacuterteacuteke Januaacuteri rossz napok oumlsszege (az aacutebraacuteboacutel leolvashatoacute) 20369 kWhm2 = S1

Ezen napok alatt felhasznaacutelt energia S1 times η times A = 20369 middot 045 middot 4 = 3667 kWh

Ehhez joumln meacuteg az a 8 nap amikor fedezni tudtuk a teljes 6 kWh energia szuumlkseacutegletuumlnket

(ezen napokon a napenergia toumlbb volt de nem tudjuk taacuterolni ezeacutert csak 6 kWh-val

szaacutemolunk)

3667 kWh + (8 middot 6 kWh) = 8467 kWh rarr Ennyit spoacuteroltunk januaacuterban

A villamos energia aacutera 2006 08 hoacute adata (wwwkenergetikahu) 30 Ft kWh

Iacutegy haacutet Januaacuter hoacutenapban 8467kWh middot 30 Ft = 2540 Ft-ot sikeruumllt megspoacuterolnunk amennyiben

villannyal műkoumldő fűteacutest vaacuteltunk ki a napkollektorral

36

Most neacutezzuumlnk meg egy nyaacuteri hoacutenapot

30aacutebra2006juacutelius

Havi sugaacuterzaacutesoumlsszeg17345Whm2

Aacutetalagos napi sugaacuterzaacutes 5595 Wh(m2nap) Ekkor a kollektorunk hataacutesfoka η = 08

S middot η = E rarr S = E η = 6 kWh 08 = 75 kWh

Ezt elosztjuk a 4 m2-es kollektor feluumllettel 75 kWh 4 m2 = 1875 kWh m2 a minimaacutelis napi

napenergia ami fedezi a melegviacutez melegiacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges energiaacutet

Az 30 aacutebra a Naplopoacute Kft 2006 juacuteliusi napsugaacuterzaacutesi adatait tuumlkroumlzi

A juacuteliusi bdquo rosszrdquo napok energiatermeleacutese (csak kettő van) (1536 + 1854)Wh = 339 kWh

339 kWh middot 08 = 271 kWh m2 4 m2-re 271 middot 4 = 10848 kWh

10848 + (29 middot 6) = 1848 kWh rarr Juacuteliusban ennyit sikeruumllt megspoacuterolnunk a januaacuteri 84 kWh-

hoz keacutepest

Ez forintra aacutetszaacutemolva villamos aacuteram eseteacuten 1848 kWh middot 30 Ft = 5544 Ft

A keacutet megtakariacutetott oumlsszeg aacutetlaga 4042 Ft havonta

Egy standard napkollektoros rendszer 4 m2 kollektor feluumllettel 2 szemeacutely reacuteszeacutere 200 literes

bojlerral 811200 Ft ndash ba keruumll( a koumlvetkező oldalon talaacutelhatoacute Naplopoacute Kft taacuteblaacutezataacuteban

talaacutelhatoacute aacuterajaacutenlat alapjaacuten)

Iacutegy 811200 4042 = 167 eacutev alatt teacuteruumll meg a beruhaacutezaacutesunk villamos aacuterammal toumlrteacutenő fűteacutes

kivaacuteltaacutesakor Azonban az 1 kWh energia gaacutezzal toumlrteacutenő előaacutelliacutetaacutesa olcsoacutebb koumlruumllbeluumll 65 Ft

kWh Ezzel az eacuterteacutekkel szaacutemolva a megteacuteruumlleacutesi idő kb oumltszoumlroumlsre 80 eacutevre noumlvekszik A gaacutezaacuter

jobban taacutemogatott a villanynaacutel ezeacutert ott a megteacuteruumlleacutes joacuteval hosszabb időbe telik Ekkor

leacutenyegeacuteben nem eacuteri meg napkollektort hasznaacutelni

37

Szaacutemolaacutesunkban azeacutert kaptunk ilyen magas eacuterteacuteket mert nyaacuteron a 2 ember nem tudja

kihasznaacutelni a napenergiaacutet eacutes a 4 m2-t (a 30 aacutebra vonal feletti reacutesze ugyanis nem hasznosul)

Ha 6 fős csalaacutednaacutel neacutezzuumlk ugyanebben a hoacutenapban a melegviacutez előaacutelliacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges

energiaacutet akkor azt mondhatjuk hogy haacuteromszor annyi melegvizet tudnak hasznaacutelni tehaacutet

roumlvidebb lesz a megteacuteruumlleacutesi idő de a 167 eacutev harmadaacutenaacutel kb 55 eacutevneacutel akkor is hosszabb

mert teacutelen a 4 m2 maacuter teacutenyleg csak 2 embert tud kiszolgaacutelni A reaacutelis becsleacutes ilyenkor is 10 eacutev

koumlruumll van villanyaacuteram kivaacuteltaacutesa eseteacuten

Keacutet ceacuteg aacuterajaacutenlata oumlsszehasonliacutetaacuteskeacuteppen

Olympic- Hungaacuteria Kft aacuterajaacutenlata

A tiacutepusjelzeacutes magyaraacutezata első szaacutemjegy napkollektor darabszaacutema maacutesodik szaacutemjegy bojler teacuterfogata literben nagybetűk G gravitaacutecioacutes rendszer SZ szivattyuacutes rendszer kisbetűk z zomaacutencozott rm rozsdamentes bojler

OLYMPIC szolaacuter keacuteszuumlleacutekek csalaacutedi haacutezakra koumlzeacutep-euroacutepai eacuteghajlaton

100 eacutes 200 literes szolaacuter keacuteszuumlleacutekek

38

Tiacutepus 1100 G-z 2200 G-rm 2200 SZ-rm 2200 G-z 2200 SZ-z napkollektor 2 m2 1 db 2 db 2 db 2 db 2 db

bojler beeacutepiacutetett hőcsereacutelővel

100 l zomaacutencozott

200 l rozsdamentes

200 l rozsdamentes

200 l zomaacutencozott

200 l zomaacutencozott

keringtető szivattyuacute - - 1 db - 1 db

elektronikus szabaacutelyozoacute - - 1 db - 1 db

taacutegulaacutesi tartaacutely zaacutert 1 db 1 db 1 db 1 db 1 db

toumlltőuumlriacutető csap 1 db 1 db 1 db 1 db 1 db

leacutegteleniacutető szelep 1 db 1 db 1 db 1 db 1 db

biztonsaacutegi szelep 1 db 1 db 1 db 1 db 1 db

fagyaacutelloacute folyadeacutek

1 feltoumllteacuteshez 1 feltoumllteacuteshez 1 feltoumllteacuteshez 1

feltoumllteacuteshez 1 feltoumllteacuteshez

oumlsszekoumltő idomok eacutes bilincsek

1 klt 1 klt 1 klt 1 klt 1 klt

aacuter HUF 211680- 477576- 522634- 437576- 482634-

Naplopoacute Kft aacuterajaacutenlata

Főbb anyagaacuter Teljes rendszeraacuter csővezeteacutekkel eacutes kivitelezeacutessel

Melegviacutez fogyasztoacutek szaacutema

Kollektorfeluumllet Bojler teacuterfogat

Nettoacute Bruttoacute Nettoacute Bruttoacute

2 -3 szemeacutely 2 db 4m2 200 liter 471000- 565200- 676000- 811200-

3 -4 szemeacutely 2 db 4m2 300 liter 500000- 600000- 705000- 846000-

3 -6 szemeacutely 3 db 6m2 300 liter 612000- 734400- 832000- 998400-

4 -8 szemeacutely 4 db 8m2 400 liter 829000- 994800- 1104000- 1324800-

6 -10 szemeacutely 5 db 10m2 500 liter 967000- 1160400- 1272000- 1526400-

A fenti aacutebraacuten feltuumlntetett aacuterba beletartozik

39

bull Heliostar 300 tiacutepusuacute szelektiacutev siacutekkollektorok 10 eacutev garanciaacuteval

bull Eloxaacutelt alumiacuteniumboacutel keacuteszuumllt szerelőkeret a kollektorok ferdetetőre szereleacuteseacutehez

bull Digitaacutelis mikroprocesszoros szabaacutelyozaacutes a kollektor koumlri szivattyuacute fordulatszaacutemaacutenak

vaacuteltoztataacutesaacuteval

bull Szolaacuteris szereleacutesi egyseacuteg szivattyuacuteval eacutes minden szuumlkseacuteges szerelveacutennyel

bull Gumimembraacutenos zaacutert taacutegulaacutesi tartaacutely

bull Zomaacutenc belső feluumlletveacutedelmű hőszigetelt keacutet hőcsereacutelős melegviacuteztaacuteroloacute

bull Koumlrnyezetbaraacutet nem meacutergező fagyaacutelloacute hőaacutetadoacute folyadeacutek

A keacutet ceacuteg aacuterajaacutenlataacutenak raacutenk vonatkozoacute reacuteszeacutet bekereteztem A szolgaacuteltataacutesok megegyeznek

az aacuterak a 20 aacutefaacutet eacutes a szereleacutesi kivitelezeacutesi koumlltseacuteget nem tartalmazzaacutek Mint az adatokboacutel

laacutethatoacute a Naplopoacute Kft aacuteltal kedvezőbb 51634 Ft-al kisebb koumlltseacuteggel terheli peacutenztaacutercaacutenkat

Figyelemre meacuteltoacute hogy miacuteg a Naplopoacute Kft 10 eacutev garanciaacutet vaacutellal termeacutekeire addig az

Olympic Kft-neacutel nem talaacuteltam ilyen jellegű ajaacutenlatot

A Naplopoacute Kft 4 m2-es kollektoraacutenak bruttoacute aacutera iacutegy 811200 Ft Ezzel szaacutemoltunk a

megteacuteruumlleacutesneacutel

34 Kitekinteacutes

Az előbbi fejezet napsugaacuterzaacutes oumlsszesiacutető taacuteblaacutezataiboacutel kitűnik hogy a kedvező

időszakokban a kollektor aacuteltal begyűjtoumltt energiaacutenak csak egy reacutesze tud hasznosulni ha az

adott viacutezmennyiseacuteg a kiacutevaacutent hőfokra felmelegedett a bdquomaradeacutekrdquo energia a folyamat szaacutemaacutera

elveacutesz Elkeacutepzelhető megoldaacutes lehet az energia hateacutekonyabb felhasznaacutelaacutesaacutera a kollektor

rendszerrel kombinaacutelt stirling- motor Ehhez ki kell szivattyuacutezni 15 0C-os talajvizet ami majd

a stirling- motort fogja hűteni A motor maacutesik tartaacutelyaacutet a kollektorok aacuteltal konvertaacutelt hő

melegiacuteti iacutegy tudjuk eleacuterni hogy a stirling-motorunk viszonylag aacutellandoacute hőmeacuterseacutekletű

maradjon mikoumlzben villamos aacuteramot termel A stirling- motor teljesiacutetmeacutenyeacutet eacutes hataacutesfokaacutet is

ki lehet szaacutemolni

P = Wh Qfelvett

valamint

40

A keacutepletek kiszaacutemolaacutesaacutehoz nem aacutell elegendő informaacutecioacute rendelkezeacutesuumlnkre mivel ilyen

konstrukcioacutet nem talaacuteltam a piacon

Ha a maximaacutelis teljesiacutetmeacutennyel ( Carnot- ciklus ) szaacutemolunk valamint a melegebb hőtartaacutely

hőmeacuterseacutekleteacutet ( melegviacutez ellaacutetoacute rendszerrel analoacuteg technoloacutegia eseteacutet felteacutetelezve ) 60 oC-nak

tekintjuumlk akkor a hataacutesfok 13 (mert 1minus288333=0135)

Szaacutemoljuk ki hogy juacuteliusban mekkora teljesiacutetmeacutenyt vaacuterhatunk Stirling- motorunktoacutel

A napenergia maximaacutelis teljesiacutetmeacutenye a 4 m2-es kollektoron rarr 4 m2 times1000 Wm2= 4 kW

80 a kollektor hataacutesfoka 13 a motoreacute oumlsszesen tehaacutet koumlruumllbeluumll 10 azaz 400 W-os

maximaacutelis teljesiacutetmeacutenyt vaacuterunk

A felhasznaacutelhatoacute energia 6000 Wh m2 times 4 m2 = 24 kWh ebből 24 kWh felhasznaacutelhatoacute

energia adoacutedik egy napra Ez 60 Ft spoacuterolaacutest jelent naponta Eacuteves szinten is a maximummal

szaacutemolva 21900 Ft eacutev a megtakariacutetaacutes Ez eleacuteg kicsi ezeacutert a Stirling- motor felhasznaacutelaacutesaacutehoz

nagyobb feluumlletű kollektor kell vagy inkaacutebb a napenergia foacutekuszaacutelaacutesa elsőrendű fontossaacuteguacute

Egyenlőre (foacutekuszaacutelaacutes neacutelkuumll ) ez a moacutedszer nem eacuteri meg

41

4 Szakdolgozat szakmoacutedszertani fejezet

41 A napenergia taniacutetaacutesaacutenak lehetőseacutegei 411 Bevezeteacutes

Napjainkban a koumlrnyezetuumlnket eacutes rajta keresztuumll bennuumlnket embereket eacuterintő globaacutelis

probleacutemaacutekra igyekszuumlnk egyre nagyobb hangsuacutelyt fektetni Ennek szuumlkseacutegszerűseacutege nem

vitatott a koumlrnyezetszennyezeacutes koumlvetkezmeacutenyekeacutent az uumlveghaacutezhataacutes a fosszilis

energiaforraacutesok kimeruumlleacutese az oacutezonpajzs ritkulaacutesa a globaacutelis felmelegedeacutes teacutemaacuteja (hogy csak

a leggyakoribbakat emliacutetsem) reacutegoacuteta ad munkaacutet a tudoacutesoknak kutatoacuteknak Ezek a keacuterdeacutesek a

meacutediaacuten keresztuumll szeacuteles reacutetegekhez eljutnak utat nyitva a koumlzoumls cselekveacutes lehetőseacutegeacutenek

Ebben a folyamatban segiacutethetuumlnk mi tanaacuterok szerepet vaacutellalva a joumlvő nemzedeacutek

szemleacuteletmoacutedjaacutenak kialakiacutetaacutesaacuteban koumlrnyezeteacutehez valoacute viszonyulaacutesaacuteban

Maacuter gyermekkorban fontos elkezdeni a gyerekek koumlrnyezeti neveleacuteseacutet a termeacuteszettel valoacute

kapcsolat eacutelmeacutenye a megfigyeleacutesek kiacuteseacuterletek tapasztalaacutesok mind- mind maradandoacute nyomot

hagynak eacutes segiacutetik a keacutesőbbi helyes eacuterteacutekrend kialakulaacutesaacutet

Ennek a szemleacuteletformaacutelaacutesnak fontos szereplői a koumlrnyezeti nevelők

Reacutegebben a koumlrnyezeti neveleacutes tartalmaacutet a koumlrnyezetről koumlrnyezetben koumlrnyezeteacutert

tanulaacutes oumlsszefuumlggő fogalomrendszere jelentette

A koumlrnyezetről szoacuteloacute neveleacutes a termeacuteszet eacuterteacutekeiről illetve a koumlrnyezetveacutedelmi probleacutemaacutek

lehetseacuteges megoldaacutesok ismeretanyagaacutenak koumlzvetiacuteteacuteseacutet jelenti

A koumlrnyezetben neveleacutes perspektiacutevaacutet nyuacutejt a kutataacutes vizsgaacuteloacutedaacutes kommunikaacutecioacutes keacuteszseacutegek

fejleszteacuteseacutere eacutes magaacuteba foglalja a maacuter fent emliacutetett eacutelmeacutenyszerzeacutes lehetőseacutegeacutet

A koumlrnyezeteacutert neveleacutes a felelősseacutegtudat kialakiacutetaacutesaacutet ceacutelozza meg de kiterjed a testi-lelki

egeacuteszseacutegneveleacutesre az emberi egyuumltteacuteleacutes keacuteszseacutegeacutenek fejleszteacuteseacutere

A ceacutel a bdquokoumlrnyezeti polgaacuterraacuterdquo neveleacutes mely sokreacutetű felelősseacutegteljes feladat olyan taniacutetaacutesi

folyamatot jelent melynek szerves reacutesze a fenntarthatoacute fejlődeacutes tudaacutesanyagaacutenak aacutetadaacutesa

ehhez kapcsoloacutedoacutean pedig fontos az egyuumlttműkoumldeacutes a koumlzoumls cselekveacutes mikeacutentjeacutenek

megtaniacutetaacutesa a konfliktus helyzetek kezeleacuteseacutenek elsajaacutetiacutetaacutesa

bdquoA koumlrnyezeti neveleacutes ceacutelja a koumlrnyezettudatos magatartaacutes a koumlrnyezeteacutert felelős eacuteletvitel

elősegiacuteteacutese Taacutevolabbroacutel neacutezve a koumlrnyezeti neveleacutes a termeacuteszet ndash s benne az emberi

taacutersadalom ndash harmoacuteniaacutejaacutenak megőrzeacuteseacutet fenntartaacutesaacutet ceacutelozza Ceacutelja az eacutepiacutetett taacutersadalmi

42

koumlrnyezet az embert tisztelő szokaacutesrendszer eacuterzelmi eszteacutetikai eacutes erkoumllcsi megalapozaacutesardquo

(Nemzeti Koumlrnyezeti Neveleacutesi Strateacutegia OM segeacutedlet)

A koumlrnyezeti neveleacutes veacutegbemehet az iskola falain beluumll vagy iskolaacuten kiacutevuumll A

hagyomaacutenyos tanoacuterai foglalkozaacutesok alkalmaacuteval az oumlsszes taacutergyra kiterjedő integraacutecioacutet

alkalmazhatunk

Tanoacuteraacuten kiacutevuumlli programkeacutent a teacutemanap eacutes a teacutemaheacutet emliacutethető amikor kivaacutelasztunk egy

teacutemaacutet eacutes a nap folyamaacuten vagy akaacuter egy heacuteten keresztuumll e koumlreacute a teacutema koumlreacute csoportosiacutetjuk a

taniacutetandoacute ismeretanyagot ami lehetőseacuteget ad a teacutema kuumlloumlnboumlző szemszoumlgből valoacute

megkoumlzeliacuteteacuteseacutere Szakkoumlr tartaacutesakor jobban elmeacutelyedhetuumlnk egy teacutemakoumlrben a kiaacutelliacutetaacutesok eacutes

veteacutelkedők szervezeacutese pedig alkalmat nyuacutejt a gyerekek szaacutemaacutera kreativitaacutesuk kifejezeacuteseacutere

fejleszteacuteseacutere

Az iskolaacuten kiacutevuumlli neveleacutesi programok soraacuten roumlvidebb eacutes hosszabb időtartamuacute

foglalkozaacutesokat lehet szervezni Ilyenek pl a roumlvidebb jellegű terepgyakorlatok taacutejseacutetaacutek

hivatalos inteacutezmeacutenyek (ploumlnkormaacutenyzat) laacutetogataacutesa vagy a nagyobb leacutelegzetveacutetelű eacuteves

iskolai programba beilleszthető toumlbbnapos terepgyakorlat tanulmaacutenyi kiraacutendulaacutes veacuteguumll de

nem utolsoacute sorban az erdei iskola

A koumlrnyezeti neveleacutes moacutedszerei sziacutenes palettaacutet vonultatnak fel alapmoacutedszer a frontaacutelis

taniacutetaacutes mely lehet beszeacutelgeteacutes keacuterdve kifejteacutes vagy előadaacutes

A gyerekek motivaacutelaacutesaacutet ceacutelozza meg a paacutermunka csoportmunka eacutes a kuumlloumlnboumlző jaacuteteacutekos

teveacutekenyseacutegek A kutataacutes felfedezeacutes oumlroumlmeacutet a kiacuteseacuterletezeacutes sajaacutet meacutereacutes moacutedszereacutevel eacuterhetjuumlk

el miacuteg a vitafoacuterumok szituaacutecioacutes jaacuteteacutekok fejlesztik a gyerekek kifejezőkeacuteszseacutegeacutet eacutes

gondolkodaacutesra oumlsztoumlnoumlznek

Az Internet hasznaacutelata sokat segiacutet az informaacutecioacutek begyűjteacuteseacuteben eacutes amellett hogy a gyerekek

technikai tudaacutesaacutet bőviacuteti a taacutersaikkal valoacute kapcsolattartaacutest is segiacuteti ez pl egy komolyabb

paacutelyaacutezat vagy verseny amely iskolaacutek vagy akaacuter nemzetek iskolaacutei koumlzoumltt is megrendezeacutesre

keruumllhet soraacuten nyer bizonyiacutetaacutest

bdquo Egy ma szuumlletett gyermek szereplő haszoneacutelvező eacutes aacuteldozat is lehet a vilaacuteg

szoumlveveacutenyeacuteben eacutes jogosan teheti fel a keacuterdeacutest Mieacutert nem figyelmeztettek Mieacutert nem

taniacutetottak jobban Mieacutert nem beszeacuteltek nekem tanaacuteraim ezekről a probleacutemaacutekroacutel eacutes mieacutert nem

jelezteacutek szaacutemomra hogy viselkedeacutesem egy koumllcsoumlnoumls fuumlggőseacutegben eacutelő faj ndash az emberi faj ndash

egyik egyedeacuteeacuterdquo(RMuller)

Szakdolgozatomban a meguacutejuloacute energiaforraacutesokkal azon beluumll is a napenergia

hasznosiacutethatoacutesaacutegaacuteval foglalkoztam az ebben rejlő pedagoacutegiai lehetőseacutegeket vaacutezolom fel a

koumlvetkezőkben

43

Ezzel a teacutemakoumlrrel toumlbbszoumlr talaacutelkozhatnak a gyerekek iskolai eacuteveik folyamaacuten baacuter inkaacutebb

csak eacuterintőlegesen az idő szűkoumlsseacutege nem engedi meg a teacutemaacuteban valoacute elmeacutelyuumlleacutest

Erre leginkaacutebb a nyaacuteri taacuteboroztataacutesok osztaacutelykiraacutendulaacutesok alkalmaacuteval nyiacutelik lehetőseacuteg de a

napenergia taniacutetaacutesaacutenak az erdei iskola is kivaacuteloacute sziacutentere lehet

Kiegeacutesziacutető anyagreacuteszkeacutent a legtoumlbb eacutevfolyamon taniacutethatoacute szem előtt tartva a kuumlloumlnboumlző

eacuteletkori sajaacutetossaacutegokat

A napenergia fogalmaacutet toumlbb tantaacutergy oktataacutesakor is meg lehet ismertetni fizika keacutemia

foumlldrajz oacuteraacuten energetikai oldalroacutel eacuterdemes bevezetni a teacutemaacutet

Fontos tisztaacutezni a fogalmakat az egyszerűbbtől a bonyolultabb feleacute haladni hogy a gyerekek

fel tudjaacutek eacutepiacuteteni logikailag magukban a tanultakat A frontaacutelis taniacutetaacutes mellett nagy

jelentőseacuteget tulajdoniacutetok a csoportmunkaacutenak a jaacuteteacutekos megkoumlzeliacuteteacutesnek kuumlloumlnoumlsen az alsoacutebb

eacutevfolyamokon

Az alaacutebbiakban aacutettekinteacutest nyuacutejtok a meguacutejuloacute energiaforraacutesok a napenergia tanrendbe

valoacute beilleszteacuteseacutenek lehetőseacutegeiről

A napenergia teacutemakoumlreacutenek előfordulaacutesa az egyes eacutevfolyamokon

7 eacutevfolyamon fizika oacuteraacuten az energia-megmaradaacutes teacutemakoumlroumln beluumll lehet bevezetni a

napenergia teacutemaacutejaacutet Az energia-megmaradaacutes tudatosiacutetaacutesa soraacuten eacuterzeacutekeltetni kell az

energiakeacuteszletek veacutegesseacutegeacutet az energiatakareacutekossaacuteg fontossaacutegaacutet

8 eacutevfolyamon fizika oacuteraacuten az elektromos munka eacutes az elektromos teljesiacutetmeacuteny teacutemakoumlroumln

beluumll lehet beszeacutelni az energiatakareacutekos eacuteletmoacutedroacutel iacutegy a napenergia hasznaacutelataacutenak

lehetőseacutegeiről

8 eacutevfolyamon keacutemia oacuteraacuten koumlrnyezeti keacutemia teacutemakoumlrben a meguacutejuloacute energiahordozoacutek eacutes

az energiatakareacutekossaacuteg taniacutetaacutesa kapcsaacuten vethetjuumlk fel a teacutemaacutet

9 eacutevfolyamon foumllduumlnk eacutes koumlrnyezetuumlnk (foumlldrajz) oacuteraacuten a geoszfeacuteraacutek foumlldrajza teacutemakoumlrben

lehet beszeacutelni a Foumlld energiahaacuteztartaacutesaacuteroacutel

44

10 eacutevfolyamon szinteacuten foumllduumlnk eacutes koumlrnyezetuumlnk oacuteraacuten taniacutetjuk a globaacutelis koumlrnyezeti

probleacutemaacutek foumlldrajzi vonatkozaacutesait itt lehet beszeacutelni a nyersanyag eacutes energiavaacutelsaacuteg

problematikaacutejaacutenak kapcsaacuten a napenergia hasznaacutelataacutenak szuumlkseacutegszerűseacutegeacuteről

10 eacutevfolyam keacutemia oacuteraacutejaacuten koumlrnyezeti keacutemia teacutemakoumlrben szoacute esik az

energiagazdaacutelkodaacutesroacutel a fosszilis hasadoacute eacutes meguacutejuloacute energiaforraacutesok előnyeiről eacutes

haacutetraacutenyairoacutel

11 eacutevfolyamosok fizika oacuteraacuten a feacuteny kettős termeacuteszete teacutemakoumlrneacutel talaacutelkozhatnak a

napenergiaacuteval a napelem mint meguacutejuloacute energiaforraacutes taacutergyalaacutesakor (Schroacuteth Aacute 2004)

412 A napaacutellandoacute meacutereacuteseacutenek megtervezeacutese

A koumlvetkezőkben a napenergia megismereacuteseacutet kiegeacutesziacutető a teacutemaacuteban valoacute elmeacutelyuumlleacutest

segiacutető napaacutellandoacute meacutereacutes leiacuteraacutesaacutet tűztem ki ceacutelul

Ismertetem a meacutereacutes elmeacuteleti haacutettereacutet majd a megvaloacutesiacutetaacutessal kapcsolatos moacutedszertani

lehetőseacutegeket A meacutereacutest projekt moacutedszer alkalmazaacutesaacuteval veacutegzem a fizika oacuteraacutekhoz

kapcsoloacutedoacutean egyeacutebkeacutent a helyi tantervtől fuumlgg hogy milyen tantaacutergy taniacutetaacutesaacuteban

hasznaacutelhatoacute A ceacutelkorosztaacutely a 9-12 eacutevfolyam de alsoacutebb eacutevfolyamoknaacutel is hasznos lehet

Komplex feladatroacutel van szoacute a kivitelezeacutes min 4-5 taniacutetaacutesi oacuteraacutet igeacutenybe vesz ezeacutert eacuterdemes

toumlbb napos kiraacutendulaacutes keretei koumlzoumltt vagy erdei iskolaacuteban alkalmazni de veacutegrehajthatoacute

szakkoumlri foglalkozaacutes kereteacuteben is

Az erdei iskola a szorgalmi időszakban megvaloacutesuloacute az iskola pedagoacutegiai programjaacuteba

beeacutepiacutetett bdquoneveleacutes- eacutes tanulaacutesszervezeacutesi egyseacutegrdquo (Erdei Iskola Konferencia)

Az erdei iskolaacuteban a gyerekek toumlbbnapos elfoglaltsaacuteg alkalmaacuteval teljesiacutetik a kitűzoumltt

feladatokat amikor is a hangsuacutely a sajaacutet tapasztalatszerzeacutesen alapuloacute tanulaacuteson van

A meacutereacutes tervezeacuteseacuteneacutel figyelembe kell vennuumlnk hogy a diaacutekok hajlamosak

leegyszerűsiacuteteni a tanulaacutest eacutes a kapott feladatot ezeacutert feladatmegoldaacutesra kell oumlsztoumlnoumlznuumlnk

őket hogy a maacuter megleacutevő ismereteiket aacutetgondoljaacutek eacutes kamatoztassaacutek

Ha egy osztaacutely vesz reacuteszt a meacutereacutesben 5-6 kisebb csoportot ceacutelszerű kialakiacutetani uacutegy hogy

minden csoportnak legyen egy koordinaacutetora aki feluumlgyeli a munkaacutet koumlzli az eredmeacutenyeket

Csoportonkeacutent kioszthatunk egy-egy teacutemaacutet melyet koumlnyvek szaklapok illetve az internet

segiacutetseacutegeacutevel dolgozhatnak ki a gyerekek

45

Ilyen kidolgozandoacute teacutemaacutek lehetnek

bull Energiatakareacutekossaacuteg- eacutes koumlrnyezetszennyezeacutes

bull A globaacutelis felmelegedeacutes

bull A napenergia szerepe

bull A napenergia hasznaacutelataacutenak előnyei eacutes haacutetraacutenyai

bull A kiacuteseacuterleti berendezeacutes oumlsszeaacutelliacutetaacutesa

bull Meacutereacutesi jegyzőkoumlnyv elkeacutesziacuteteacutese

Az eredmeacutenyt pl kiselőadaacutes formaacutejaacuteban oszthatjaacutek meg a toumlbbiekkel de keacutesziacutethetnek

weblapot is vagy PowerPointos vetiacuteteacutest

Mint az a leiacutertakboacutel is tuumlkroumlződik itt maacuter nemcsak egy bizonyos taacutergyroacutel esetuumlnkben a

fizikaacuteroacutel hanem egy egeacutesz műveltseacutegi teruumlletről van szoacute eacuterinthetjuumlk a csillagaacuteszat a keacutemia a

bioloacutegia eacutes az informatika tudomaacutenyaacutenak mezsgyeacutejeacutet eacuteppuacutegy mint a foumlldrajzeacutet

Fontos hogy miutaacuten kiosztottuk a feladatokat beszeacuteljuumlk meg a gyerekekkel hogy mik az

elvaacuteraacutesaink a munkaacutejukkal kapcsolatban Hallgassuk meg hogy ők mit gondolnak a

taniacutetaacutesroacutel milyen moacutedszereket hasznaacutelnaacutenak mikeacutent oldanaacutek meg a probleacutemaacutet (nemcsak a

meacutereacutessel kapcsolatban aacuteltalaacutenossaacutegban is) Gondolataikat gazdagiacutethatjuk sajaacutet oumltleteinkkel is

Veacuteguumll toumlrteacutenjen meg a meacutereacutes Ha ezt az iskola anyagi haacutettere felszereltseacutege megengedi

keacutesziacutetsuumlnk videofelveacutetelt az esemeacutenyről iacutegy keacutesőbb meg tudjuk beszeacutelni mi eacutes mieacutert toumlrteacutent

mit tettuumlnk joacutel mi az ami esetleg nem sikeruumllt hogyan lehetett volna maacuteskeacutepp elveacutegezni a

feladatot

A meacutereacutesi feladat utaacuten gondolkodtatoacute keacuterdeacuteseket szedek csokorba majd levezeteacuteskeacuteppen

egy kviacutez jaacuteteacutekkal meacuterhetjuumlk le a gyerekek tudaacutesaacutet

46

42 A napaacutellandoacute meacutereacutese

421 A napaacutellandoacute meghataacuterozaacutesa

Elmeacuteleti haacutetteacuter

A Foumlld legjelentősebb energiaforraacutesa a Nap A napsugaacuterzaacutesnak koumlszoumlnhető a

magasabbrendű eacutelet kialakulaacutesa eacutes fennmaradaacutesa melyhez a foumlldfelsziacuten eacutes a levegő

melegiacuteteacutese szuumlkseacuteges

A Nap gaacuteznemű főkeacutent plazma aacutellapotban levő hidrogeacutenből aacutelloacute gaacuteztoumlmb Belsejeacuteben

magfuacutezioacute biztosiacutetja a hőtermeleacutes energiaacutejaacutet A goumlmb alakuacute naptest kuumllső feluumllete az uacuten

fotoszfeacutera melynek hőmeacuterseacuteklete koumlzeliacutetőleg 6000 K

A sugaacuterzaacutes fizikai toumlrveacutenyei szerint a sugaacuterzoacute testek hőmeacuterseacuteklete fordiacutetottan araacutenyos az

aacuteltaluk kibocsaacutetott hullaacutemhosszokkal A magasabb hőmeacuterseacutekletű testek főkeacutent roumlvidebb

hullaacutemhosszuacute sugarakat bocsaacutetanak ki A Napboacutel eacuterkező sugaacuterzaacutes 200-3200 nm koumlzeacute esik

A Napboacutel a laacutethatoacute feacuteny tartomaacutenyaacuteba eső (400-700 nm) illetve annaacutel kisebb az ibolyaacutentuacuteli

(200-400 nm) eacutes nagyobb az infravoumlroumls (700-3200 nm) hullaacutemhosszuacute sugaacuterzaacutes egyaraacutent eacuteri a

Foumlldet Aacutertalmas sugaacuternyalaacutebok is eacuternek bennuumlnket ilyen az ibolyaacutentuacuteli sugaacuterzaacutes mely

sejtroncsoloacute hataacutesa miatt veszeacutelyt jelent a Foumlld eacutelővilaacutegaacutera Ezeket a kaacuteros sugarakat a leacutegkoumlr

felső reacuteszeacuten (kb 20-30 km magassaacutegban) talaacutelhatoacute haacuteromatomos oxigeacutenmolekulaacutekboacutel aacutelloacute

(O3) oacutezonreacuteteg tartja taacutevol a Foumlld felsziacuteneacutetől elnyelve azokat A hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls

sugarak egy reacuteszeacutet a viacutezgőz eacutes a szeacutendioxid nyeli el Az abszorpcioacute hőt termel eacutes kismeacuterteacutekű

felmelegedeacutessel jaacuter

A leacutegkoumlri energiaveszteseacuteg elsősorban a roumlvidhullaacutemuacute sugaraknaacutel jelentős Iacutegy a Foumlld

felsziacuteneacutere eacuterkező sugarak a hosszabb hullaacutemhosszak feleacute toloacutednak el Ezeacutert a legtoumlbb energiaacutet

szaacutelliacutetoacute sugarak a saacuterga feacutenynek megfelelő hullaacutemhosszban eacuterkeznek (055 microm) Mineacutel

alacsonyabban aacutell a Nap azaz mineacutel hosszabb utat tesznek meg sugarai a leacutegkoumlroumln aacutet annaacutel

erősebb az eltoloacutedaacutes a sziacutenskaacutelaacuten Ezeacutert laacutetjuk narancssaacuterga illetve voumlroumls sziacutenben lenyugodni

a Napot

A napsugaacuterzaacutesnak mintegy fele eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet A foumlldfelsziacutenre eacuterő napsugaacuterzaacutes

elnyelődve hőveacute alakul Ebből a hőből juttat a felsziacuten a levegő legalsoacute reacutetegeacutenek A Nap tehaacutet

veacutegeredmeacutenyben alulroacutel a foumlldfelsziacuten koumlzvetiacuteteacuteseacutevel melegiacuteti fel a levegőt

47

A napsugaacuterzaacutes haladaacutesi iraacutenyaacutera merőleges egyseacutegnyi feluumlletre időegyseacuteg alatt bizonyos

mennyiseacutegű energia esik Ez az uacuten napaacutellandoacute melynek napjainkban elfogadott eacuterteacuteke

1388Wm2 E sugaacuterzaacutesmennyiseacutegnek azonban csak egy reacutesze eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet

A sugaacuterzaacutes 23 -aacutet a leacutegkoumlri gaacutezok eacutes vendeacuteganyagok elnyelik eacutes hőveacute alakiacutetjaacutek 26 -a

pedig szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacutes a visszaverődeacutes aacuteltal a vilaacutegűrbe jut A foumlldfelsziacutent iacutegy a

sugaacuterzaacutes 51 -a eacuteri el A foumlldfelsziacuten a sugaacuterzaacutes 10-aacutet visszaveri melyből 5 a leacutegkoumlrben

elnyelődik 5 pedig a vilaacutegűrbe taacutevozik

wwwnaplopohu

31 aacutebra A napsugaacuterzaacutes foumlldi energiameacuterlege

A Foumlld sugaacuterzaacutesi haacuteztartaacutesa aacuteltalaacuteban kiegyenliacutetett de egyes pontokon időben vaacuteltozhat a

napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke Ennek egyik oka hogy a Foumlld forgaacutestengelye 235ordm-os szoumlget zaacuter be a

Nap koumlruumlli keringeacutes tengelyeacutevel Ennek koumlvetkezteacuteben vaacuteltozik a nappalok hossza ezaacuteltal a

napsuumlteacutes időtartama A Foumlld ellipszis alakuacute keringeacutesi paacutelyaacuteja miatt a Foumlld-Nap taacutevolsaacuteg

vaacuteltozoacute ennek koumlvetkezteacuteben kismeacuterteacutekben a napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke is vaacuteltozik

A napaacutellandoacute eacuterteacuteke tehaacutet melyet a koumlvetkezőkben fogunk meghataacuterozni megadja a Foumlld

egyseacutegnyi feluumlleteacutere időegyseacuteg alatt eső napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacutet melyet egyszerű

moacutedszerekkel iskolai koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt is meacuterni tudunk

48

Szaacutemolaacutesunkban azeacutert kaptunk ilyen magas eacuterteacuteket mert nyaacuteron a 2 ember nem tudja

kihasznaacutelni a napenergiaacutet eacutes a 4 m2-t (a 30 aacutebra vonal feletti reacutesze ugyanis nem hasznosul)

Ha 6 fős csalaacutednaacutel neacutezzuumlk ugyanebben a hoacutenapban a melegviacutez előaacutelliacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges

energiaacutet akkor azt mondhatjuk hogy haacuteromszor annyi melegvizet tudnak hasznaacutelni tehaacutet

roumlvidebb lesz a megteacuteruumlleacutesi idő de a 167 eacutev harmadaacutenaacutel kb 55 eacutevneacutel akkor is hosszabb

mert teacutelen a 4 m2 maacuter teacutenyleg csak 2 embert tud kiszolgaacutelni A reaacutelis becsleacutes ilyenkor is 10 eacutev

koumlruumll van villanyaacuteram kivaacuteltaacutesa eseteacuten

Keacutet ceacuteg aacuterajaacutenlata oumlsszehasonliacutetaacuteskeacuteppen

Olympic- Hungaacuteria Kft aacuterajaacutenlata

A tiacutepusjelzeacutes magyaraacutezata első szaacutemjegy napkollektor darabszaacutema maacutesodik szaacutemjegy bojler teacuterfogata literben nagybetűk G gravitaacutecioacutes rendszer SZ szivattyuacutes rendszer kisbetűk z zomaacutencozott rm rozsdamentes bojler

OLYMPIC szolaacuter keacuteszuumlleacutekek csalaacutedi haacutezakra koumlzeacutep-euroacutepai eacuteghajlaton

100 eacutes 200 literes szolaacuter keacuteszuumlleacutekek

38

Tiacutepus 1100 G-z 2200 G-rm 2200 SZ-rm 2200 G-z 2200 SZ-z napkollektor 2 m2 1 db 2 db 2 db 2 db 2 db

bojler beeacutepiacutetett hőcsereacutelővel

100 l zomaacutencozott

200 l rozsdamentes

200 l rozsdamentes

200 l zomaacutencozott

200 l zomaacutencozott

keringtető szivattyuacute - - 1 db - 1 db

elektronikus szabaacutelyozoacute - - 1 db - 1 db

taacutegulaacutesi tartaacutely zaacutert 1 db 1 db 1 db 1 db 1 db

toumlltőuumlriacutető csap 1 db 1 db 1 db 1 db 1 db

leacutegteleniacutető szelep 1 db 1 db 1 db 1 db 1 db

biztonsaacutegi szelep 1 db 1 db 1 db 1 db 1 db

fagyaacutelloacute folyadeacutek

1 feltoumllteacuteshez 1 feltoumllteacuteshez 1 feltoumllteacuteshez 1

feltoumllteacuteshez 1 feltoumllteacuteshez

oumlsszekoumltő idomok eacutes bilincsek

1 klt 1 klt 1 klt 1 klt 1 klt

aacuter HUF 211680- 477576- 522634- 437576- 482634-

Naplopoacute Kft aacuterajaacutenlata

Főbb anyagaacuter Teljes rendszeraacuter csővezeteacutekkel eacutes kivitelezeacutessel

Melegviacutez fogyasztoacutek szaacutema

Kollektorfeluumllet Bojler teacuterfogat

Nettoacute Bruttoacute Nettoacute Bruttoacute

2 -3 szemeacutely 2 db 4m2 200 liter 471000- 565200- 676000- 811200-

3 -4 szemeacutely 2 db 4m2 300 liter 500000- 600000- 705000- 846000-

3 -6 szemeacutely 3 db 6m2 300 liter 612000- 734400- 832000- 998400-

4 -8 szemeacutely 4 db 8m2 400 liter 829000- 994800- 1104000- 1324800-

6 -10 szemeacutely 5 db 10m2 500 liter 967000- 1160400- 1272000- 1526400-

A fenti aacutebraacuten feltuumlntetett aacuterba beletartozik

39

bull Heliostar 300 tiacutepusuacute szelektiacutev siacutekkollektorok 10 eacutev garanciaacuteval

bull Eloxaacutelt alumiacuteniumboacutel keacuteszuumllt szerelőkeret a kollektorok ferdetetőre szereleacuteseacutehez

bull Digitaacutelis mikroprocesszoros szabaacutelyozaacutes a kollektor koumlri szivattyuacute fordulatszaacutemaacutenak

vaacuteltoztataacutesaacuteval

bull Szolaacuteris szereleacutesi egyseacuteg szivattyuacuteval eacutes minden szuumlkseacuteges szerelveacutennyel

bull Gumimembraacutenos zaacutert taacutegulaacutesi tartaacutely

bull Zomaacutenc belső feluumlletveacutedelmű hőszigetelt keacutet hőcsereacutelős melegviacuteztaacuteroloacute

bull Koumlrnyezetbaraacutet nem meacutergező fagyaacutelloacute hőaacutetadoacute folyadeacutek

A keacutet ceacuteg aacuterajaacutenlataacutenak raacutenk vonatkozoacute reacuteszeacutet bekereteztem A szolgaacuteltataacutesok megegyeznek

az aacuterak a 20 aacutefaacutet eacutes a szereleacutesi kivitelezeacutesi koumlltseacuteget nem tartalmazzaacutek Mint az adatokboacutel

laacutethatoacute a Naplopoacute Kft aacuteltal kedvezőbb 51634 Ft-al kisebb koumlltseacuteggel terheli peacutenztaacutercaacutenkat

Figyelemre meacuteltoacute hogy miacuteg a Naplopoacute Kft 10 eacutev garanciaacutet vaacutellal termeacutekeire addig az

Olympic Kft-neacutel nem talaacuteltam ilyen jellegű ajaacutenlatot

A Naplopoacute Kft 4 m2-es kollektoraacutenak bruttoacute aacutera iacutegy 811200 Ft Ezzel szaacutemoltunk a

megteacuteruumlleacutesneacutel

34 Kitekinteacutes

Az előbbi fejezet napsugaacuterzaacutes oumlsszesiacutető taacuteblaacutezataiboacutel kitűnik hogy a kedvező

időszakokban a kollektor aacuteltal begyűjtoumltt energiaacutenak csak egy reacutesze tud hasznosulni ha az

adott viacutezmennyiseacuteg a kiacutevaacutent hőfokra felmelegedett a bdquomaradeacutekrdquo energia a folyamat szaacutemaacutera

elveacutesz Elkeacutepzelhető megoldaacutes lehet az energia hateacutekonyabb felhasznaacutelaacutesaacutera a kollektor

rendszerrel kombinaacutelt stirling- motor Ehhez ki kell szivattyuacutezni 15 0C-os talajvizet ami majd

a stirling- motort fogja hűteni A motor maacutesik tartaacutelyaacutet a kollektorok aacuteltal konvertaacutelt hő

melegiacuteti iacutegy tudjuk eleacuterni hogy a stirling-motorunk viszonylag aacutellandoacute hőmeacuterseacutekletű

maradjon mikoumlzben villamos aacuteramot termel A stirling- motor teljesiacutetmeacutenyeacutet eacutes hataacutesfokaacutet is

ki lehet szaacutemolni

P = Wh Qfelvett

valamint

40

A keacutepletek kiszaacutemolaacutesaacutehoz nem aacutell elegendő informaacutecioacute rendelkezeacutesuumlnkre mivel ilyen

konstrukcioacutet nem talaacuteltam a piacon

Ha a maximaacutelis teljesiacutetmeacutennyel ( Carnot- ciklus ) szaacutemolunk valamint a melegebb hőtartaacutely

hőmeacuterseacutekleteacutet ( melegviacutez ellaacutetoacute rendszerrel analoacuteg technoloacutegia eseteacutet felteacutetelezve ) 60 oC-nak

tekintjuumlk akkor a hataacutesfok 13 (mert 1minus288333=0135)

Szaacutemoljuk ki hogy juacuteliusban mekkora teljesiacutetmeacutenyt vaacuterhatunk Stirling- motorunktoacutel

A napenergia maximaacutelis teljesiacutetmeacutenye a 4 m2-es kollektoron rarr 4 m2 times1000 Wm2= 4 kW

80 a kollektor hataacutesfoka 13 a motoreacute oumlsszesen tehaacutet koumlruumllbeluumll 10 azaz 400 W-os

maximaacutelis teljesiacutetmeacutenyt vaacuterunk

A felhasznaacutelhatoacute energia 6000 Wh m2 times 4 m2 = 24 kWh ebből 24 kWh felhasznaacutelhatoacute

energia adoacutedik egy napra Ez 60 Ft spoacuterolaacutest jelent naponta Eacuteves szinten is a maximummal

szaacutemolva 21900 Ft eacutev a megtakariacutetaacutes Ez eleacuteg kicsi ezeacutert a Stirling- motor felhasznaacutelaacutesaacutehoz

nagyobb feluumlletű kollektor kell vagy inkaacutebb a napenergia foacutekuszaacutelaacutesa elsőrendű fontossaacuteguacute

Egyenlőre (foacutekuszaacutelaacutes neacutelkuumll ) ez a moacutedszer nem eacuteri meg

41

4 Szakdolgozat szakmoacutedszertani fejezet

41 A napenergia taniacutetaacutesaacutenak lehetőseacutegei 411 Bevezeteacutes

Napjainkban a koumlrnyezetuumlnket eacutes rajta keresztuumll bennuumlnket embereket eacuterintő globaacutelis

probleacutemaacutekra igyekszuumlnk egyre nagyobb hangsuacutelyt fektetni Ennek szuumlkseacutegszerűseacutege nem

vitatott a koumlrnyezetszennyezeacutes koumlvetkezmeacutenyekeacutent az uumlveghaacutezhataacutes a fosszilis

energiaforraacutesok kimeruumlleacutese az oacutezonpajzs ritkulaacutesa a globaacutelis felmelegedeacutes teacutemaacuteja (hogy csak

a leggyakoribbakat emliacutetsem) reacutegoacuteta ad munkaacutet a tudoacutesoknak kutatoacuteknak Ezek a keacuterdeacutesek a

meacutediaacuten keresztuumll szeacuteles reacutetegekhez eljutnak utat nyitva a koumlzoumls cselekveacutes lehetőseacutegeacutenek

Ebben a folyamatban segiacutethetuumlnk mi tanaacuterok szerepet vaacutellalva a joumlvő nemzedeacutek

szemleacuteletmoacutedjaacutenak kialakiacutetaacutesaacuteban koumlrnyezeteacutehez valoacute viszonyulaacutesaacuteban

Maacuter gyermekkorban fontos elkezdeni a gyerekek koumlrnyezeti neveleacuteseacutet a termeacuteszettel valoacute

kapcsolat eacutelmeacutenye a megfigyeleacutesek kiacuteseacuterletek tapasztalaacutesok mind- mind maradandoacute nyomot

hagynak eacutes segiacutetik a keacutesőbbi helyes eacuterteacutekrend kialakulaacutesaacutet

Ennek a szemleacuteletformaacutelaacutesnak fontos szereplői a koumlrnyezeti nevelők

Reacutegebben a koumlrnyezeti neveleacutes tartalmaacutet a koumlrnyezetről koumlrnyezetben koumlrnyezeteacutert

tanulaacutes oumlsszefuumlggő fogalomrendszere jelentette

A koumlrnyezetről szoacuteloacute neveleacutes a termeacuteszet eacuterteacutekeiről illetve a koumlrnyezetveacutedelmi probleacutemaacutek

lehetseacuteges megoldaacutesok ismeretanyagaacutenak koumlzvetiacuteteacuteseacutet jelenti

A koumlrnyezetben neveleacutes perspektiacutevaacutet nyuacutejt a kutataacutes vizsgaacuteloacutedaacutes kommunikaacutecioacutes keacuteszseacutegek

fejleszteacuteseacutere eacutes magaacuteba foglalja a maacuter fent emliacutetett eacutelmeacutenyszerzeacutes lehetőseacutegeacutet

A koumlrnyezeteacutert neveleacutes a felelősseacutegtudat kialakiacutetaacutesaacutet ceacutelozza meg de kiterjed a testi-lelki

egeacuteszseacutegneveleacutesre az emberi egyuumltteacuteleacutes keacuteszseacutegeacutenek fejleszteacuteseacutere

A ceacutel a bdquokoumlrnyezeti polgaacuterraacuterdquo neveleacutes mely sokreacutetű felelősseacutegteljes feladat olyan taniacutetaacutesi

folyamatot jelent melynek szerves reacutesze a fenntarthatoacute fejlődeacutes tudaacutesanyagaacutenak aacutetadaacutesa

ehhez kapcsoloacutedoacutean pedig fontos az egyuumlttműkoumldeacutes a koumlzoumls cselekveacutes mikeacutentjeacutenek

megtaniacutetaacutesa a konfliktus helyzetek kezeleacuteseacutenek elsajaacutetiacutetaacutesa

bdquoA koumlrnyezeti neveleacutes ceacutelja a koumlrnyezettudatos magatartaacutes a koumlrnyezeteacutert felelős eacuteletvitel

elősegiacuteteacutese Taacutevolabbroacutel neacutezve a koumlrnyezeti neveleacutes a termeacuteszet ndash s benne az emberi

taacutersadalom ndash harmoacuteniaacutejaacutenak megőrzeacuteseacutet fenntartaacutesaacutet ceacutelozza Ceacutelja az eacutepiacutetett taacutersadalmi

42

koumlrnyezet az embert tisztelő szokaacutesrendszer eacuterzelmi eszteacutetikai eacutes erkoumllcsi megalapozaacutesardquo

(Nemzeti Koumlrnyezeti Neveleacutesi Strateacutegia OM segeacutedlet)

A koumlrnyezeti neveleacutes veacutegbemehet az iskola falain beluumll vagy iskolaacuten kiacutevuumll A

hagyomaacutenyos tanoacuterai foglalkozaacutesok alkalmaacuteval az oumlsszes taacutergyra kiterjedő integraacutecioacutet

alkalmazhatunk

Tanoacuteraacuten kiacutevuumlli programkeacutent a teacutemanap eacutes a teacutemaheacutet emliacutethető amikor kivaacutelasztunk egy

teacutemaacutet eacutes a nap folyamaacuten vagy akaacuter egy heacuteten keresztuumll e koumlreacute a teacutema koumlreacute csoportosiacutetjuk a

taniacutetandoacute ismeretanyagot ami lehetőseacuteget ad a teacutema kuumlloumlnboumlző szemszoumlgből valoacute

megkoumlzeliacuteteacuteseacutere Szakkoumlr tartaacutesakor jobban elmeacutelyedhetuumlnk egy teacutemakoumlrben a kiaacutelliacutetaacutesok eacutes

veteacutelkedők szervezeacutese pedig alkalmat nyuacutejt a gyerekek szaacutemaacutera kreativitaacutesuk kifejezeacuteseacutere

fejleszteacuteseacutere

Az iskolaacuten kiacutevuumlli neveleacutesi programok soraacuten roumlvidebb eacutes hosszabb időtartamuacute

foglalkozaacutesokat lehet szervezni Ilyenek pl a roumlvidebb jellegű terepgyakorlatok taacutejseacutetaacutek

hivatalos inteacutezmeacutenyek (ploumlnkormaacutenyzat) laacutetogataacutesa vagy a nagyobb leacutelegzetveacutetelű eacuteves

iskolai programba beilleszthető toumlbbnapos terepgyakorlat tanulmaacutenyi kiraacutendulaacutes veacuteguumll de

nem utolsoacute sorban az erdei iskola

A koumlrnyezeti neveleacutes moacutedszerei sziacutenes palettaacutet vonultatnak fel alapmoacutedszer a frontaacutelis

taniacutetaacutes mely lehet beszeacutelgeteacutes keacuterdve kifejteacutes vagy előadaacutes

A gyerekek motivaacutelaacutesaacutet ceacutelozza meg a paacutermunka csoportmunka eacutes a kuumlloumlnboumlző jaacuteteacutekos

teveacutekenyseacutegek A kutataacutes felfedezeacutes oumlroumlmeacutet a kiacuteseacuterletezeacutes sajaacutet meacutereacutes moacutedszereacutevel eacuterhetjuumlk

el miacuteg a vitafoacuterumok szituaacutecioacutes jaacuteteacutekok fejlesztik a gyerekek kifejezőkeacuteszseacutegeacutet eacutes

gondolkodaacutesra oumlsztoumlnoumlznek

Az Internet hasznaacutelata sokat segiacutet az informaacutecioacutek begyűjteacuteseacuteben eacutes amellett hogy a gyerekek

technikai tudaacutesaacutet bőviacuteti a taacutersaikkal valoacute kapcsolattartaacutest is segiacuteti ez pl egy komolyabb

paacutelyaacutezat vagy verseny amely iskolaacutek vagy akaacuter nemzetek iskolaacutei koumlzoumltt is megrendezeacutesre

keruumllhet soraacuten nyer bizonyiacutetaacutest

bdquo Egy ma szuumlletett gyermek szereplő haszoneacutelvező eacutes aacuteldozat is lehet a vilaacuteg

szoumlveveacutenyeacuteben eacutes jogosan teheti fel a keacuterdeacutest Mieacutert nem figyelmeztettek Mieacutert nem

taniacutetottak jobban Mieacutert nem beszeacuteltek nekem tanaacuteraim ezekről a probleacutemaacutekroacutel eacutes mieacutert nem

jelezteacutek szaacutemomra hogy viselkedeacutesem egy koumllcsoumlnoumls fuumlggőseacutegben eacutelő faj ndash az emberi faj ndash

egyik egyedeacuteeacuterdquo(RMuller)

Szakdolgozatomban a meguacutejuloacute energiaforraacutesokkal azon beluumll is a napenergia

hasznosiacutethatoacutesaacutegaacuteval foglalkoztam az ebben rejlő pedagoacutegiai lehetőseacutegeket vaacutezolom fel a

koumlvetkezőkben

43

Ezzel a teacutemakoumlrrel toumlbbszoumlr talaacutelkozhatnak a gyerekek iskolai eacuteveik folyamaacuten baacuter inkaacutebb

csak eacuterintőlegesen az idő szűkoumlsseacutege nem engedi meg a teacutemaacuteban valoacute elmeacutelyuumlleacutest

Erre leginkaacutebb a nyaacuteri taacuteboroztataacutesok osztaacutelykiraacutendulaacutesok alkalmaacuteval nyiacutelik lehetőseacuteg de a

napenergia taniacutetaacutesaacutenak az erdei iskola is kivaacuteloacute sziacutentere lehet

Kiegeacutesziacutető anyagreacuteszkeacutent a legtoumlbb eacutevfolyamon taniacutethatoacute szem előtt tartva a kuumlloumlnboumlző

eacuteletkori sajaacutetossaacutegokat

A napenergia fogalmaacutet toumlbb tantaacutergy oktataacutesakor is meg lehet ismertetni fizika keacutemia

foumlldrajz oacuteraacuten energetikai oldalroacutel eacuterdemes bevezetni a teacutemaacutet

Fontos tisztaacutezni a fogalmakat az egyszerűbbtől a bonyolultabb feleacute haladni hogy a gyerekek

fel tudjaacutek eacutepiacuteteni logikailag magukban a tanultakat A frontaacutelis taniacutetaacutes mellett nagy

jelentőseacuteget tulajdoniacutetok a csoportmunkaacutenak a jaacuteteacutekos megkoumlzeliacuteteacutesnek kuumlloumlnoumlsen az alsoacutebb

eacutevfolyamokon

Az alaacutebbiakban aacutettekinteacutest nyuacutejtok a meguacutejuloacute energiaforraacutesok a napenergia tanrendbe

valoacute beilleszteacuteseacutenek lehetőseacutegeiről

A napenergia teacutemakoumlreacutenek előfordulaacutesa az egyes eacutevfolyamokon

7 eacutevfolyamon fizika oacuteraacuten az energia-megmaradaacutes teacutemakoumlroumln beluumll lehet bevezetni a

napenergia teacutemaacutejaacutet Az energia-megmaradaacutes tudatosiacutetaacutesa soraacuten eacuterzeacutekeltetni kell az

energiakeacuteszletek veacutegesseacutegeacutet az energiatakareacutekossaacuteg fontossaacutegaacutet

8 eacutevfolyamon fizika oacuteraacuten az elektromos munka eacutes az elektromos teljesiacutetmeacuteny teacutemakoumlroumln

beluumll lehet beszeacutelni az energiatakareacutekos eacuteletmoacutedroacutel iacutegy a napenergia hasznaacutelataacutenak

lehetőseacutegeiről

8 eacutevfolyamon keacutemia oacuteraacuten koumlrnyezeti keacutemia teacutemakoumlrben a meguacutejuloacute energiahordozoacutek eacutes

az energiatakareacutekossaacuteg taniacutetaacutesa kapcsaacuten vethetjuumlk fel a teacutemaacutet

9 eacutevfolyamon foumllduumlnk eacutes koumlrnyezetuumlnk (foumlldrajz) oacuteraacuten a geoszfeacuteraacutek foumlldrajza teacutemakoumlrben

lehet beszeacutelni a Foumlld energiahaacuteztartaacutesaacuteroacutel

44

10 eacutevfolyamon szinteacuten foumllduumlnk eacutes koumlrnyezetuumlnk oacuteraacuten taniacutetjuk a globaacutelis koumlrnyezeti

probleacutemaacutek foumlldrajzi vonatkozaacutesait itt lehet beszeacutelni a nyersanyag eacutes energiavaacutelsaacuteg

problematikaacutejaacutenak kapcsaacuten a napenergia hasznaacutelataacutenak szuumlkseacutegszerűseacutegeacuteről

10 eacutevfolyam keacutemia oacuteraacutejaacuten koumlrnyezeti keacutemia teacutemakoumlrben szoacute esik az

energiagazdaacutelkodaacutesroacutel a fosszilis hasadoacute eacutes meguacutejuloacute energiaforraacutesok előnyeiről eacutes

haacutetraacutenyairoacutel

11 eacutevfolyamosok fizika oacuteraacuten a feacuteny kettős termeacuteszete teacutemakoumlrneacutel talaacutelkozhatnak a

napenergiaacuteval a napelem mint meguacutejuloacute energiaforraacutes taacutergyalaacutesakor (Schroacuteth Aacute 2004)

412 A napaacutellandoacute meacutereacuteseacutenek megtervezeacutese

A koumlvetkezőkben a napenergia megismereacuteseacutet kiegeacutesziacutető a teacutemaacuteban valoacute elmeacutelyuumlleacutest

segiacutető napaacutellandoacute meacutereacutes leiacuteraacutesaacutet tűztem ki ceacutelul

Ismertetem a meacutereacutes elmeacuteleti haacutettereacutet majd a megvaloacutesiacutetaacutessal kapcsolatos moacutedszertani

lehetőseacutegeket A meacutereacutest projekt moacutedszer alkalmazaacutesaacuteval veacutegzem a fizika oacuteraacutekhoz

kapcsoloacutedoacutean egyeacutebkeacutent a helyi tantervtől fuumlgg hogy milyen tantaacutergy taniacutetaacutesaacuteban

hasznaacutelhatoacute A ceacutelkorosztaacutely a 9-12 eacutevfolyam de alsoacutebb eacutevfolyamoknaacutel is hasznos lehet

Komplex feladatroacutel van szoacute a kivitelezeacutes min 4-5 taniacutetaacutesi oacuteraacutet igeacutenybe vesz ezeacutert eacuterdemes

toumlbb napos kiraacutendulaacutes keretei koumlzoumltt vagy erdei iskolaacuteban alkalmazni de veacutegrehajthatoacute

szakkoumlri foglalkozaacutes kereteacuteben is

Az erdei iskola a szorgalmi időszakban megvaloacutesuloacute az iskola pedagoacutegiai programjaacuteba

beeacutepiacutetett bdquoneveleacutes- eacutes tanulaacutesszervezeacutesi egyseacutegrdquo (Erdei Iskola Konferencia)

Az erdei iskolaacuteban a gyerekek toumlbbnapos elfoglaltsaacuteg alkalmaacuteval teljesiacutetik a kitűzoumltt

feladatokat amikor is a hangsuacutely a sajaacutet tapasztalatszerzeacutesen alapuloacute tanulaacuteson van

A meacutereacutes tervezeacuteseacuteneacutel figyelembe kell vennuumlnk hogy a diaacutekok hajlamosak

leegyszerűsiacuteteni a tanulaacutest eacutes a kapott feladatot ezeacutert feladatmegoldaacutesra kell oumlsztoumlnoumlznuumlnk

őket hogy a maacuter megleacutevő ismereteiket aacutetgondoljaacutek eacutes kamatoztassaacutek

Ha egy osztaacutely vesz reacuteszt a meacutereacutesben 5-6 kisebb csoportot ceacutelszerű kialakiacutetani uacutegy hogy

minden csoportnak legyen egy koordinaacutetora aki feluumlgyeli a munkaacutet koumlzli az eredmeacutenyeket

Csoportonkeacutent kioszthatunk egy-egy teacutemaacutet melyet koumlnyvek szaklapok illetve az internet

segiacutetseacutegeacutevel dolgozhatnak ki a gyerekek

45

Ilyen kidolgozandoacute teacutemaacutek lehetnek

bull Energiatakareacutekossaacuteg- eacutes koumlrnyezetszennyezeacutes

bull A globaacutelis felmelegedeacutes

bull A napenergia szerepe

bull A napenergia hasznaacutelataacutenak előnyei eacutes haacutetraacutenyai

bull A kiacuteseacuterleti berendezeacutes oumlsszeaacutelliacutetaacutesa

bull Meacutereacutesi jegyzőkoumlnyv elkeacutesziacuteteacutese

Az eredmeacutenyt pl kiselőadaacutes formaacutejaacuteban oszthatjaacutek meg a toumlbbiekkel de keacutesziacutethetnek

weblapot is vagy PowerPointos vetiacuteteacutest

Mint az a leiacutertakboacutel is tuumlkroumlződik itt maacuter nemcsak egy bizonyos taacutergyroacutel esetuumlnkben a

fizikaacuteroacutel hanem egy egeacutesz műveltseacutegi teruumlletről van szoacute eacuterinthetjuumlk a csillagaacuteszat a keacutemia a

bioloacutegia eacutes az informatika tudomaacutenyaacutenak mezsgyeacutejeacutet eacuteppuacutegy mint a foumlldrajzeacutet

Fontos hogy miutaacuten kiosztottuk a feladatokat beszeacuteljuumlk meg a gyerekekkel hogy mik az

elvaacuteraacutesaink a munkaacutejukkal kapcsolatban Hallgassuk meg hogy ők mit gondolnak a

taniacutetaacutesroacutel milyen moacutedszereket hasznaacutelnaacutenak mikeacutent oldanaacutek meg a probleacutemaacutet (nemcsak a

meacutereacutessel kapcsolatban aacuteltalaacutenossaacutegban is) Gondolataikat gazdagiacutethatjuk sajaacutet oumltleteinkkel is

Veacuteguumll toumlrteacutenjen meg a meacutereacutes Ha ezt az iskola anyagi haacutettere felszereltseacutege megengedi

keacutesziacutetsuumlnk videofelveacutetelt az esemeacutenyről iacutegy keacutesőbb meg tudjuk beszeacutelni mi eacutes mieacutert toumlrteacutent

mit tettuumlnk joacutel mi az ami esetleg nem sikeruumllt hogyan lehetett volna maacuteskeacutepp elveacutegezni a

feladatot

A meacutereacutesi feladat utaacuten gondolkodtatoacute keacuterdeacuteseket szedek csokorba majd levezeteacuteskeacuteppen

egy kviacutez jaacuteteacutekkal meacuterhetjuumlk le a gyerekek tudaacutesaacutet

46

42 A napaacutellandoacute meacutereacutese

421 A napaacutellandoacute meghataacuterozaacutesa

Elmeacuteleti haacutetteacuter

A Foumlld legjelentősebb energiaforraacutesa a Nap A napsugaacuterzaacutesnak koumlszoumlnhető a

magasabbrendű eacutelet kialakulaacutesa eacutes fennmaradaacutesa melyhez a foumlldfelsziacuten eacutes a levegő

melegiacuteteacutese szuumlkseacuteges

A Nap gaacuteznemű főkeacutent plazma aacutellapotban levő hidrogeacutenből aacutelloacute gaacuteztoumlmb Belsejeacuteben

magfuacutezioacute biztosiacutetja a hőtermeleacutes energiaacutejaacutet A goumlmb alakuacute naptest kuumllső feluumllete az uacuten

fotoszfeacutera melynek hőmeacuterseacuteklete koumlzeliacutetőleg 6000 K

A sugaacuterzaacutes fizikai toumlrveacutenyei szerint a sugaacuterzoacute testek hőmeacuterseacuteklete fordiacutetottan araacutenyos az

aacuteltaluk kibocsaacutetott hullaacutemhosszokkal A magasabb hőmeacuterseacutekletű testek főkeacutent roumlvidebb

hullaacutemhosszuacute sugarakat bocsaacutetanak ki A Napboacutel eacuterkező sugaacuterzaacutes 200-3200 nm koumlzeacute esik

A Napboacutel a laacutethatoacute feacuteny tartomaacutenyaacuteba eső (400-700 nm) illetve annaacutel kisebb az ibolyaacutentuacuteli

(200-400 nm) eacutes nagyobb az infravoumlroumls (700-3200 nm) hullaacutemhosszuacute sugaacuterzaacutes egyaraacutent eacuteri a

Foumlldet Aacutertalmas sugaacuternyalaacutebok is eacuternek bennuumlnket ilyen az ibolyaacutentuacuteli sugaacuterzaacutes mely

sejtroncsoloacute hataacutesa miatt veszeacutelyt jelent a Foumlld eacutelővilaacutegaacutera Ezeket a kaacuteros sugarakat a leacutegkoumlr

felső reacuteszeacuten (kb 20-30 km magassaacutegban) talaacutelhatoacute haacuteromatomos oxigeacutenmolekulaacutekboacutel aacutelloacute

(O3) oacutezonreacuteteg tartja taacutevol a Foumlld felsziacuteneacutetől elnyelve azokat A hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls

sugarak egy reacuteszeacutet a viacutezgőz eacutes a szeacutendioxid nyeli el Az abszorpcioacute hőt termel eacutes kismeacuterteacutekű

felmelegedeacutessel jaacuter

A leacutegkoumlri energiaveszteseacuteg elsősorban a roumlvidhullaacutemuacute sugaraknaacutel jelentős Iacutegy a Foumlld

felsziacuteneacutere eacuterkező sugarak a hosszabb hullaacutemhosszak feleacute toloacutednak el Ezeacutert a legtoumlbb energiaacutet

szaacutelliacutetoacute sugarak a saacuterga feacutenynek megfelelő hullaacutemhosszban eacuterkeznek (055 microm) Mineacutel

alacsonyabban aacutell a Nap azaz mineacutel hosszabb utat tesznek meg sugarai a leacutegkoumlroumln aacutet annaacutel

erősebb az eltoloacutedaacutes a sziacutenskaacutelaacuten Ezeacutert laacutetjuk narancssaacuterga illetve voumlroumls sziacutenben lenyugodni

a Napot

A napsugaacuterzaacutesnak mintegy fele eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet A foumlldfelsziacutenre eacuterő napsugaacuterzaacutes

elnyelődve hőveacute alakul Ebből a hőből juttat a felsziacuten a levegő legalsoacute reacutetegeacutenek A Nap tehaacutet

veacutegeredmeacutenyben alulroacutel a foumlldfelsziacuten koumlzvetiacuteteacuteseacutevel melegiacuteti fel a levegőt

47

A napsugaacuterzaacutes haladaacutesi iraacutenyaacutera merőleges egyseacutegnyi feluumlletre időegyseacuteg alatt bizonyos

mennyiseacutegű energia esik Ez az uacuten napaacutellandoacute melynek napjainkban elfogadott eacuterteacuteke

1388Wm2 E sugaacuterzaacutesmennyiseacutegnek azonban csak egy reacutesze eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet

A sugaacuterzaacutes 23 -aacutet a leacutegkoumlri gaacutezok eacutes vendeacuteganyagok elnyelik eacutes hőveacute alakiacutetjaacutek 26 -a

pedig szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacutes a visszaverődeacutes aacuteltal a vilaacutegűrbe jut A foumlldfelsziacutent iacutegy a

sugaacuterzaacutes 51 -a eacuteri el A foumlldfelsziacuten a sugaacuterzaacutes 10-aacutet visszaveri melyből 5 a leacutegkoumlrben

elnyelődik 5 pedig a vilaacutegűrbe taacutevozik

wwwnaplopohu

31 aacutebra A napsugaacuterzaacutes foumlldi energiameacuterlege

A Foumlld sugaacuterzaacutesi haacuteztartaacutesa aacuteltalaacuteban kiegyenliacutetett de egyes pontokon időben vaacuteltozhat a

napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke Ennek egyik oka hogy a Foumlld forgaacutestengelye 235ordm-os szoumlget zaacuter be a

Nap koumlruumlli keringeacutes tengelyeacutevel Ennek koumlvetkezteacuteben vaacuteltozik a nappalok hossza ezaacuteltal a

napsuumlteacutes időtartama A Foumlld ellipszis alakuacute keringeacutesi paacutelyaacuteja miatt a Foumlld-Nap taacutevolsaacuteg

vaacuteltozoacute ennek koumlvetkezteacuteben kismeacuterteacutekben a napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke is vaacuteltozik

A napaacutellandoacute eacuterteacuteke tehaacutet melyet a koumlvetkezőkben fogunk meghataacuterozni megadja a Foumlld

egyseacutegnyi feluumlleteacutere időegyseacuteg alatt eső napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacutet melyet egyszerű

moacutedszerekkel iskolai koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt is meacuterni tudunk

48

Tiacutepus 1100 G-z 2200 G-rm 2200 SZ-rm 2200 G-z 2200 SZ-z napkollektor 2 m2 1 db 2 db 2 db 2 db 2 db

bojler beeacutepiacutetett hőcsereacutelővel

100 l zomaacutencozott

200 l rozsdamentes

200 l rozsdamentes

200 l zomaacutencozott

200 l zomaacutencozott

keringtető szivattyuacute - - 1 db - 1 db

elektronikus szabaacutelyozoacute - - 1 db - 1 db

taacutegulaacutesi tartaacutely zaacutert 1 db 1 db 1 db 1 db 1 db

toumlltőuumlriacutető csap 1 db 1 db 1 db 1 db 1 db

leacutegteleniacutető szelep 1 db 1 db 1 db 1 db 1 db

biztonsaacutegi szelep 1 db 1 db 1 db 1 db 1 db

fagyaacutelloacute folyadeacutek

1 feltoumllteacuteshez 1 feltoumllteacuteshez 1 feltoumllteacuteshez 1

feltoumllteacuteshez 1 feltoumllteacuteshez

oumlsszekoumltő idomok eacutes bilincsek

1 klt 1 klt 1 klt 1 klt 1 klt

aacuter HUF 211680- 477576- 522634- 437576- 482634-

Naplopoacute Kft aacuterajaacutenlata

Főbb anyagaacuter Teljes rendszeraacuter csővezeteacutekkel eacutes kivitelezeacutessel

Melegviacutez fogyasztoacutek szaacutema

Kollektorfeluumllet Bojler teacuterfogat

Nettoacute Bruttoacute Nettoacute Bruttoacute

2 -3 szemeacutely 2 db 4m2 200 liter 471000- 565200- 676000- 811200-

3 -4 szemeacutely 2 db 4m2 300 liter 500000- 600000- 705000- 846000-

3 -6 szemeacutely 3 db 6m2 300 liter 612000- 734400- 832000- 998400-

4 -8 szemeacutely 4 db 8m2 400 liter 829000- 994800- 1104000- 1324800-

6 -10 szemeacutely 5 db 10m2 500 liter 967000- 1160400- 1272000- 1526400-

A fenti aacutebraacuten feltuumlntetett aacuterba beletartozik

39

bull Heliostar 300 tiacutepusuacute szelektiacutev siacutekkollektorok 10 eacutev garanciaacuteval

bull Eloxaacutelt alumiacuteniumboacutel keacuteszuumllt szerelőkeret a kollektorok ferdetetőre szereleacuteseacutehez

bull Digitaacutelis mikroprocesszoros szabaacutelyozaacutes a kollektor koumlri szivattyuacute fordulatszaacutemaacutenak

vaacuteltoztataacutesaacuteval

bull Szolaacuteris szereleacutesi egyseacuteg szivattyuacuteval eacutes minden szuumlkseacuteges szerelveacutennyel

bull Gumimembraacutenos zaacutert taacutegulaacutesi tartaacutely

bull Zomaacutenc belső feluumlletveacutedelmű hőszigetelt keacutet hőcsereacutelős melegviacuteztaacuteroloacute

bull Koumlrnyezetbaraacutet nem meacutergező fagyaacutelloacute hőaacutetadoacute folyadeacutek

A keacutet ceacuteg aacuterajaacutenlataacutenak raacutenk vonatkozoacute reacuteszeacutet bekereteztem A szolgaacuteltataacutesok megegyeznek

az aacuterak a 20 aacutefaacutet eacutes a szereleacutesi kivitelezeacutesi koumlltseacuteget nem tartalmazzaacutek Mint az adatokboacutel

laacutethatoacute a Naplopoacute Kft aacuteltal kedvezőbb 51634 Ft-al kisebb koumlltseacuteggel terheli peacutenztaacutercaacutenkat

Figyelemre meacuteltoacute hogy miacuteg a Naplopoacute Kft 10 eacutev garanciaacutet vaacutellal termeacutekeire addig az

Olympic Kft-neacutel nem talaacuteltam ilyen jellegű ajaacutenlatot

A Naplopoacute Kft 4 m2-es kollektoraacutenak bruttoacute aacutera iacutegy 811200 Ft Ezzel szaacutemoltunk a

megteacuteruumlleacutesneacutel

34 Kitekinteacutes

Az előbbi fejezet napsugaacuterzaacutes oumlsszesiacutető taacuteblaacutezataiboacutel kitűnik hogy a kedvező

időszakokban a kollektor aacuteltal begyűjtoumltt energiaacutenak csak egy reacutesze tud hasznosulni ha az

adott viacutezmennyiseacuteg a kiacutevaacutent hőfokra felmelegedett a bdquomaradeacutekrdquo energia a folyamat szaacutemaacutera

elveacutesz Elkeacutepzelhető megoldaacutes lehet az energia hateacutekonyabb felhasznaacutelaacutesaacutera a kollektor

rendszerrel kombinaacutelt stirling- motor Ehhez ki kell szivattyuacutezni 15 0C-os talajvizet ami majd

a stirling- motort fogja hűteni A motor maacutesik tartaacutelyaacutet a kollektorok aacuteltal konvertaacutelt hő

melegiacuteti iacutegy tudjuk eleacuterni hogy a stirling-motorunk viszonylag aacutellandoacute hőmeacuterseacutekletű

maradjon mikoumlzben villamos aacuteramot termel A stirling- motor teljesiacutetmeacutenyeacutet eacutes hataacutesfokaacutet is

ki lehet szaacutemolni

P = Wh Qfelvett

valamint

40

A keacutepletek kiszaacutemolaacutesaacutehoz nem aacutell elegendő informaacutecioacute rendelkezeacutesuumlnkre mivel ilyen

konstrukcioacutet nem talaacuteltam a piacon

Ha a maximaacutelis teljesiacutetmeacutennyel ( Carnot- ciklus ) szaacutemolunk valamint a melegebb hőtartaacutely

hőmeacuterseacutekleteacutet ( melegviacutez ellaacutetoacute rendszerrel analoacuteg technoloacutegia eseteacutet felteacutetelezve ) 60 oC-nak

tekintjuumlk akkor a hataacutesfok 13 (mert 1minus288333=0135)

Szaacutemoljuk ki hogy juacuteliusban mekkora teljesiacutetmeacutenyt vaacuterhatunk Stirling- motorunktoacutel

A napenergia maximaacutelis teljesiacutetmeacutenye a 4 m2-es kollektoron rarr 4 m2 times1000 Wm2= 4 kW

80 a kollektor hataacutesfoka 13 a motoreacute oumlsszesen tehaacutet koumlruumllbeluumll 10 azaz 400 W-os

maximaacutelis teljesiacutetmeacutenyt vaacuterunk

A felhasznaacutelhatoacute energia 6000 Wh m2 times 4 m2 = 24 kWh ebből 24 kWh felhasznaacutelhatoacute

energia adoacutedik egy napra Ez 60 Ft spoacuterolaacutest jelent naponta Eacuteves szinten is a maximummal

szaacutemolva 21900 Ft eacutev a megtakariacutetaacutes Ez eleacuteg kicsi ezeacutert a Stirling- motor felhasznaacutelaacutesaacutehoz

nagyobb feluumlletű kollektor kell vagy inkaacutebb a napenergia foacutekuszaacutelaacutesa elsőrendű fontossaacuteguacute

Egyenlőre (foacutekuszaacutelaacutes neacutelkuumll ) ez a moacutedszer nem eacuteri meg

41

4 Szakdolgozat szakmoacutedszertani fejezet

41 A napenergia taniacutetaacutesaacutenak lehetőseacutegei 411 Bevezeteacutes

Napjainkban a koumlrnyezetuumlnket eacutes rajta keresztuumll bennuumlnket embereket eacuterintő globaacutelis

probleacutemaacutekra igyekszuumlnk egyre nagyobb hangsuacutelyt fektetni Ennek szuumlkseacutegszerűseacutege nem

vitatott a koumlrnyezetszennyezeacutes koumlvetkezmeacutenyekeacutent az uumlveghaacutezhataacutes a fosszilis

energiaforraacutesok kimeruumlleacutese az oacutezonpajzs ritkulaacutesa a globaacutelis felmelegedeacutes teacutemaacuteja (hogy csak

a leggyakoribbakat emliacutetsem) reacutegoacuteta ad munkaacutet a tudoacutesoknak kutatoacuteknak Ezek a keacuterdeacutesek a

meacutediaacuten keresztuumll szeacuteles reacutetegekhez eljutnak utat nyitva a koumlzoumls cselekveacutes lehetőseacutegeacutenek

Ebben a folyamatban segiacutethetuumlnk mi tanaacuterok szerepet vaacutellalva a joumlvő nemzedeacutek

szemleacuteletmoacutedjaacutenak kialakiacutetaacutesaacuteban koumlrnyezeteacutehez valoacute viszonyulaacutesaacuteban

Maacuter gyermekkorban fontos elkezdeni a gyerekek koumlrnyezeti neveleacuteseacutet a termeacuteszettel valoacute

kapcsolat eacutelmeacutenye a megfigyeleacutesek kiacuteseacuterletek tapasztalaacutesok mind- mind maradandoacute nyomot

hagynak eacutes segiacutetik a keacutesőbbi helyes eacuterteacutekrend kialakulaacutesaacutet

Ennek a szemleacuteletformaacutelaacutesnak fontos szereplői a koumlrnyezeti nevelők

Reacutegebben a koumlrnyezeti neveleacutes tartalmaacutet a koumlrnyezetről koumlrnyezetben koumlrnyezeteacutert

tanulaacutes oumlsszefuumlggő fogalomrendszere jelentette

A koumlrnyezetről szoacuteloacute neveleacutes a termeacuteszet eacuterteacutekeiről illetve a koumlrnyezetveacutedelmi probleacutemaacutek

lehetseacuteges megoldaacutesok ismeretanyagaacutenak koumlzvetiacuteteacuteseacutet jelenti

A koumlrnyezetben neveleacutes perspektiacutevaacutet nyuacutejt a kutataacutes vizsgaacuteloacutedaacutes kommunikaacutecioacutes keacuteszseacutegek

fejleszteacuteseacutere eacutes magaacuteba foglalja a maacuter fent emliacutetett eacutelmeacutenyszerzeacutes lehetőseacutegeacutet

A koumlrnyezeteacutert neveleacutes a felelősseacutegtudat kialakiacutetaacutesaacutet ceacutelozza meg de kiterjed a testi-lelki

egeacuteszseacutegneveleacutesre az emberi egyuumltteacuteleacutes keacuteszseacutegeacutenek fejleszteacuteseacutere

A ceacutel a bdquokoumlrnyezeti polgaacuterraacuterdquo neveleacutes mely sokreacutetű felelősseacutegteljes feladat olyan taniacutetaacutesi

folyamatot jelent melynek szerves reacutesze a fenntarthatoacute fejlődeacutes tudaacutesanyagaacutenak aacutetadaacutesa

ehhez kapcsoloacutedoacutean pedig fontos az egyuumlttműkoumldeacutes a koumlzoumls cselekveacutes mikeacutentjeacutenek

megtaniacutetaacutesa a konfliktus helyzetek kezeleacuteseacutenek elsajaacutetiacutetaacutesa

bdquoA koumlrnyezeti neveleacutes ceacutelja a koumlrnyezettudatos magatartaacutes a koumlrnyezeteacutert felelős eacuteletvitel

elősegiacuteteacutese Taacutevolabbroacutel neacutezve a koumlrnyezeti neveleacutes a termeacuteszet ndash s benne az emberi

taacutersadalom ndash harmoacuteniaacutejaacutenak megőrzeacuteseacutet fenntartaacutesaacutet ceacutelozza Ceacutelja az eacutepiacutetett taacutersadalmi

42

koumlrnyezet az embert tisztelő szokaacutesrendszer eacuterzelmi eszteacutetikai eacutes erkoumllcsi megalapozaacutesardquo

(Nemzeti Koumlrnyezeti Neveleacutesi Strateacutegia OM segeacutedlet)

A koumlrnyezeti neveleacutes veacutegbemehet az iskola falain beluumll vagy iskolaacuten kiacutevuumll A

hagyomaacutenyos tanoacuterai foglalkozaacutesok alkalmaacuteval az oumlsszes taacutergyra kiterjedő integraacutecioacutet

alkalmazhatunk

Tanoacuteraacuten kiacutevuumlli programkeacutent a teacutemanap eacutes a teacutemaheacutet emliacutethető amikor kivaacutelasztunk egy

teacutemaacutet eacutes a nap folyamaacuten vagy akaacuter egy heacuteten keresztuumll e koumlreacute a teacutema koumlreacute csoportosiacutetjuk a

taniacutetandoacute ismeretanyagot ami lehetőseacuteget ad a teacutema kuumlloumlnboumlző szemszoumlgből valoacute

megkoumlzeliacuteteacuteseacutere Szakkoumlr tartaacutesakor jobban elmeacutelyedhetuumlnk egy teacutemakoumlrben a kiaacutelliacutetaacutesok eacutes

veteacutelkedők szervezeacutese pedig alkalmat nyuacutejt a gyerekek szaacutemaacutera kreativitaacutesuk kifejezeacuteseacutere

fejleszteacuteseacutere

Az iskolaacuten kiacutevuumlli neveleacutesi programok soraacuten roumlvidebb eacutes hosszabb időtartamuacute

foglalkozaacutesokat lehet szervezni Ilyenek pl a roumlvidebb jellegű terepgyakorlatok taacutejseacutetaacutek

hivatalos inteacutezmeacutenyek (ploumlnkormaacutenyzat) laacutetogataacutesa vagy a nagyobb leacutelegzetveacutetelű eacuteves

iskolai programba beilleszthető toumlbbnapos terepgyakorlat tanulmaacutenyi kiraacutendulaacutes veacuteguumll de

nem utolsoacute sorban az erdei iskola

A koumlrnyezeti neveleacutes moacutedszerei sziacutenes palettaacutet vonultatnak fel alapmoacutedszer a frontaacutelis

taniacutetaacutes mely lehet beszeacutelgeteacutes keacuterdve kifejteacutes vagy előadaacutes

A gyerekek motivaacutelaacutesaacutet ceacutelozza meg a paacutermunka csoportmunka eacutes a kuumlloumlnboumlző jaacuteteacutekos

teveacutekenyseacutegek A kutataacutes felfedezeacutes oumlroumlmeacutet a kiacuteseacuterletezeacutes sajaacutet meacutereacutes moacutedszereacutevel eacuterhetjuumlk

el miacuteg a vitafoacuterumok szituaacutecioacutes jaacuteteacutekok fejlesztik a gyerekek kifejezőkeacuteszseacutegeacutet eacutes

gondolkodaacutesra oumlsztoumlnoumlznek

Az Internet hasznaacutelata sokat segiacutet az informaacutecioacutek begyűjteacuteseacuteben eacutes amellett hogy a gyerekek

technikai tudaacutesaacutet bőviacuteti a taacutersaikkal valoacute kapcsolattartaacutest is segiacuteti ez pl egy komolyabb

paacutelyaacutezat vagy verseny amely iskolaacutek vagy akaacuter nemzetek iskolaacutei koumlzoumltt is megrendezeacutesre

keruumllhet soraacuten nyer bizonyiacutetaacutest

bdquo Egy ma szuumlletett gyermek szereplő haszoneacutelvező eacutes aacuteldozat is lehet a vilaacuteg

szoumlveveacutenyeacuteben eacutes jogosan teheti fel a keacuterdeacutest Mieacutert nem figyelmeztettek Mieacutert nem

taniacutetottak jobban Mieacutert nem beszeacuteltek nekem tanaacuteraim ezekről a probleacutemaacutekroacutel eacutes mieacutert nem

jelezteacutek szaacutemomra hogy viselkedeacutesem egy koumllcsoumlnoumls fuumlggőseacutegben eacutelő faj ndash az emberi faj ndash

egyik egyedeacuteeacuterdquo(RMuller)

Szakdolgozatomban a meguacutejuloacute energiaforraacutesokkal azon beluumll is a napenergia

hasznosiacutethatoacutesaacutegaacuteval foglalkoztam az ebben rejlő pedagoacutegiai lehetőseacutegeket vaacutezolom fel a

koumlvetkezőkben

43

Ezzel a teacutemakoumlrrel toumlbbszoumlr talaacutelkozhatnak a gyerekek iskolai eacuteveik folyamaacuten baacuter inkaacutebb

csak eacuterintőlegesen az idő szűkoumlsseacutege nem engedi meg a teacutemaacuteban valoacute elmeacutelyuumlleacutest

Erre leginkaacutebb a nyaacuteri taacuteboroztataacutesok osztaacutelykiraacutendulaacutesok alkalmaacuteval nyiacutelik lehetőseacuteg de a

napenergia taniacutetaacutesaacutenak az erdei iskola is kivaacuteloacute sziacutentere lehet

Kiegeacutesziacutető anyagreacuteszkeacutent a legtoumlbb eacutevfolyamon taniacutethatoacute szem előtt tartva a kuumlloumlnboumlző

eacuteletkori sajaacutetossaacutegokat

A napenergia fogalmaacutet toumlbb tantaacutergy oktataacutesakor is meg lehet ismertetni fizika keacutemia

foumlldrajz oacuteraacuten energetikai oldalroacutel eacuterdemes bevezetni a teacutemaacutet

Fontos tisztaacutezni a fogalmakat az egyszerűbbtől a bonyolultabb feleacute haladni hogy a gyerekek

fel tudjaacutek eacutepiacuteteni logikailag magukban a tanultakat A frontaacutelis taniacutetaacutes mellett nagy

jelentőseacuteget tulajdoniacutetok a csoportmunkaacutenak a jaacuteteacutekos megkoumlzeliacuteteacutesnek kuumlloumlnoumlsen az alsoacutebb

eacutevfolyamokon

Az alaacutebbiakban aacutettekinteacutest nyuacutejtok a meguacutejuloacute energiaforraacutesok a napenergia tanrendbe

valoacute beilleszteacuteseacutenek lehetőseacutegeiről

A napenergia teacutemakoumlreacutenek előfordulaacutesa az egyes eacutevfolyamokon

7 eacutevfolyamon fizika oacuteraacuten az energia-megmaradaacutes teacutemakoumlroumln beluumll lehet bevezetni a

napenergia teacutemaacutejaacutet Az energia-megmaradaacutes tudatosiacutetaacutesa soraacuten eacuterzeacutekeltetni kell az

energiakeacuteszletek veacutegesseacutegeacutet az energiatakareacutekossaacuteg fontossaacutegaacutet

8 eacutevfolyamon fizika oacuteraacuten az elektromos munka eacutes az elektromos teljesiacutetmeacuteny teacutemakoumlroumln

beluumll lehet beszeacutelni az energiatakareacutekos eacuteletmoacutedroacutel iacutegy a napenergia hasznaacutelataacutenak

lehetőseacutegeiről

8 eacutevfolyamon keacutemia oacuteraacuten koumlrnyezeti keacutemia teacutemakoumlrben a meguacutejuloacute energiahordozoacutek eacutes

az energiatakareacutekossaacuteg taniacutetaacutesa kapcsaacuten vethetjuumlk fel a teacutemaacutet

9 eacutevfolyamon foumllduumlnk eacutes koumlrnyezetuumlnk (foumlldrajz) oacuteraacuten a geoszfeacuteraacutek foumlldrajza teacutemakoumlrben

lehet beszeacutelni a Foumlld energiahaacuteztartaacutesaacuteroacutel

44

10 eacutevfolyamon szinteacuten foumllduumlnk eacutes koumlrnyezetuumlnk oacuteraacuten taniacutetjuk a globaacutelis koumlrnyezeti

probleacutemaacutek foumlldrajzi vonatkozaacutesait itt lehet beszeacutelni a nyersanyag eacutes energiavaacutelsaacuteg

problematikaacutejaacutenak kapcsaacuten a napenergia hasznaacutelataacutenak szuumlkseacutegszerűseacutegeacuteről

10 eacutevfolyam keacutemia oacuteraacutejaacuten koumlrnyezeti keacutemia teacutemakoumlrben szoacute esik az

energiagazdaacutelkodaacutesroacutel a fosszilis hasadoacute eacutes meguacutejuloacute energiaforraacutesok előnyeiről eacutes

haacutetraacutenyairoacutel

11 eacutevfolyamosok fizika oacuteraacuten a feacuteny kettős termeacuteszete teacutemakoumlrneacutel talaacutelkozhatnak a

napenergiaacuteval a napelem mint meguacutejuloacute energiaforraacutes taacutergyalaacutesakor (Schroacuteth Aacute 2004)

412 A napaacutellandoacute meacutereacuteseacutenek megtervezeacutese

A koumlvetkezőkben a napenergia megismereacuteseacutet kiegeacutesziacutető a teacutemaacuteban valoacute elmeacutelyuumlleacutest

segiacutető napaacutellandoacute meacutereacutes leiacuteraacutesaacutet tűztem ki ceacutelul

Ismertetem a meacutereacutes elmeacuteleti haacutettereacutet majd a megvaloacutesiacutetaacutessal kapcsolatos moacutedszertani

lehetőseacutegeket A meacutereacutest projekt moacutedszer alkalmazaacutesaacuteval veacutegzem a fizika oacuteraacutekhoz

kapcsoloacutedoacutean egyeacutebkeacutent a helyi tantervtől fuumlgg hogy milyen tantaacutergy taniacutetaacutesaacuteban

hasznaacutelhatoacute A ceacutelkorosztaacutely a 9-12 eacutevfolyam de alsoacutebb eacutevfolyamoknaacutel is hasznos lehet

Komplex feladatroacutel van szoacute a kivitelezeacutes min 4-5 taniacutetaacutesi oacuteraacutet igeacutenybe vesz ezeacutert eacuterdemes

toumlbb napos kiraacutendulaacutes keretei koumlzoumltt vagy erdei iskolaacuteban alkalmazni de veacutegrehajthatoacute

szakkoumlri foglalkozaacutes kereteacuteben is

Az erdei iskola a szorgalmi időszakban megvaloacutesuloacute az iskola pedagoacutegiai programjaacuteba

beeacutepiacutetett bdquoneveleacutes- eacutes tanulaacutesszervezeacutesi egyseacutegrdquo (Erdei Iskola Konferencia)

Az erdei iskolaacuteban a gyerekek toumlbbnapos elfoglaltsaacuteg alkalmaacuteval teljesiacutetik a kitűzoumltt

feladatokat amikor is a hangsuacutely a sajaacutet tapasztalatszerzeacutesen alapuloacute tanulaacuteson van

A meacutereacutes tervezeacuteseacuteneacutel figyelembe kell vennuumlnk hogy a diaacutekok hajlamosak

leegyszerűsiacuteteni a tanulaacutest eacutes a kapott feladatot ezeacutert feladatmegoldaacutesra kell oumlsztoumlnoumlznuumlnk

őket hogy a maacuter megleacutevő ismereteiket aacutetgondoljaacutek eacutes kamatoztassaacutek

Ha egy osztaacutely vesz reacuteszt a meacutereacutesben 5-6 kisebb csoportot ceacutelszerű kialakiacutetani uacutegy hogy

minden csoportnak legyen egy koordinaacutetora aki feluumlgyeli a munkaacutet koumlzli az eredmeacutenyeket

Csoportonkeacutent kioszthatunk egy-egy teacutemaacutet melyet koumlnyvek szaklapok illetve az internet

segiacutetseacutegeacutevel dolgozhatnak ki a gyerekek

45

Ilyen kidolgozandoacute teacutemaacutek lehetnek

bull Energiatakareacutekossaacuteg- eacutes koumlrnyezetszennyezeacutes

bull A globaacutelis felmelegedeacutes

bull A napenergia szerepe

bull A napenergia hasznaacutelataacutenak előnyei eacutes haacutetraacutenyai

bull A kiacuteseacuterleti berendezeacutes oumlsszeaacutelliacutetaacutesa

bull Meacutereacutesi jegyzőkoumlnyv elkeacutesziacuteteacutese

Az eredmeacutenyt pl kiselőadaacutes formaacutejaacuteban oszthatjaacutek meg a toumlbbiekkel de keacutesziacutethetnek

weblapot is vagy PowerPointos vetiacuteteacutest

Mint az a leiacutertakboacutel is tuumlkroumlződik itt maacuter nemcsak egy bizonyos taacutergyroacutel esetuumlnkben a

fizikaacuteroacutel hanem egy egeacutesz műveltseacutegi teruumlletről van szoacute eacuterinthetjuumlk a csillagaacuteszat a keacutemia a

bioloacutegia eacutes az informatika tudomaacutenyaacutenak mezsgyeacutejeacutet eacuteppuacutegy mint a foumlldrajzeacutet

Fontos hogy miutaacuten kiosztottuk a feladatokat beszeacuteljuumlk meg a gyerekekkel hogy mik az

elvaacuteraacutesaink a munkaacutejukkal kapcsolatban Hallgassuk meg hogy ők mit gondolnak a

taniacutetaacutesroacutel milyen moacutedszereket hasznaacutelnaacutenak mikeacutent oldanaacutek meg a probleacutemaacutet (nemcsak a

meacutereacutessel kapcsolatban aacuteltalaacutenossaacutegban is) Gondolataikat gazdagiacutethatjuk sajaacutet oumltleteinkkel is

Veacuteguumll toumlrteacutenjen meg a meacutereacutes Ha ezt az iskola anyagi haacutettere felszereltseacutege megengedi

keacutesziacutetsuumlnk videofelveacutetelt az esemeacutenyről iacutegy keacutesőbb meg tudjuk beszeacutelni mi eacutes mieacutert toumlrteacutent

mit tettuumlnk joacutel mi az ami esetleg nem sikeruumllt hogyan lehetett volna maacuteskeacutepp elveacutegezni a

feladatot

A meacutereacutesi feladat utaacuten gondolkodtatoacute keacuterdeacuteseket szedek csokorba majd levezeteacuteskeacuteppen

egy kviacutez jaacuteteacutekkal meacuterhetjuumlk le a gyerekek tudaacutesaacutet

46

42 A napaacutellandoacute meacutereacutese

421 A napaacutellandoacute meghataacuterozaacutesa

Elmeacuteleti haacutetteacuter

A Foumlld legjelentősebb energiaforraacutesa a Nap A napsugaacuterzaacutesnak koumlszoumlnhető a

magasabbrendű eacutelet kialakulaacutesa eacutes fennmaradaacutesa melyhez a foumlldfelsziacuten eacutes a levegő

melegiacuteteacutese szuumlkseacuteges

A Nap gaacuteznemű főkeacutent plazma aacutellapotban levő hidrogeacutenből aacutelloacute gaacuteztoumlmb Belsejeacuteben

magfuacutezioacute biztosiacutetja a hőtermeleacutes energiaacutejaacutet A goumlmb alakuacute naptest kuumllső feluumllete az uacuten

fotoszfeacutera melynek hőmeacuterseacuteklete koumlzeliacutetőleg 6000 K

A sugaacuterzaacutes fizikai toumlrveacutenyei szerint a sugaacuterzoacute testek hőmeacuterseacuteklete fordiacutetottan araacutenyos az

aacuteltaluk kibocsaacutetott hullaacutemhosszokkal A magasabb hőmeacuterseacutekletű testek főkeacutent roumlvidebb

hullaacutemhosszuacute sugarakat bocsaacutetanak ki A Napboacutel eacuterkező sugaacuterzaacutes 200-3200 nm koumlzeacute esik

A Napboacutel a laacutethatoacute feacuteny tartomaacutenyaacuteba eső (400-700 nm) illetve annaacutel kisebb az ibolyaacutentuacuteli

(200-400 nm) eacutes nagyobb az infravoumlroumls (700-3200 nm) hullaacutemhosszuacute sugaacuterzaacutes egyaraacutent eacuteri a

Foumlldet Aacutertalmas sugaacuternyalaacutebok is eacuternek bennuumlnket ilyen az ibolyaacutentuacuteli sugaacuterzaacutes mely

sejtroncsoloacute hataacutesa miatt veszeacutelyt jelent a Foumlld eacutelővilaacutegaacutera Ezeket a kaacuteros sugarakat a leacutegkoumlr

felső reacuteszeacuten (kb 20-30 km magassaacutegban) talaacutelhatoacute haacuteromatomos oxigeacutenmolekulaacutekboacutel aacutelloacute

(O3) oacutezonreacuteteg tartja taacutevol a Foumlld felsziacuteneacutetől elnyelve azokat A hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls

sugarak egy reacuteszeacutet a viacutezgőz eacutes a szeacutendioxid nyeli el Az abszorpcioacute hőt termel eacutes kismeacuterteacutekű

felmelegedeacutessel jaacuter

A leacutegkoumlri energiaveszteseacuteg elsősorban a roumlvidhullaacutemuacute sugaraknaacutel jelentős Iacutegy a Foumlld

felsziacuteneacutere eacuterkező sugarak a hosszabb hullaacutemhosszak feleacute toloacutednak el Ezeacutert a legtoumlbb energiaacutet

szaacutelliacutetoacute sugarak a saacuterga feacutenynek megfelelő hullaacutemhosszban eacuterkeznek (055 microm) Mineacutel

alacsonyabban aacutell a Nap azaz mineacutel hosszabb utat tesznek meg sugarai a leacutegkoumlroumln aacutet annaacutel

erősebb az eltoloacutedaacutes a sziacutenskaacutelaacuten Ezeacutert laacutetjuk narancssaacuterga illetve voumlroumls sziacutenben lenyugodni

a Napot

A napsugaacuterzaacutesnak mintegy fele eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet A foumlldfelsziacutenre eacuterő napsugaacuterzaacutes

elnyelődve hőveacute alakul Ebből a hőből juttat a felsziacuten a levegő legalsoacute reacutetegeacutenek A Nap tehaacutet

veacutegeredmeacutenyben alulroacutel a foumlldfelsziacuten koumlzvetiacuteteacuteseacutevel melegiacuteti fel a levegőt

47

A napsugaacuterzaacutes haladaacutesi iraacutenyaacutera merőleges egyseacutegnyi feluumlletre időegyseacuteg alatt bizonyos

mennyiseacutegű energia esik Ez az uacuten napaacutellandoacute melynek napjainkban elfogadott eacuterteacuteke

1388Wm2 E sugaacuterzaacutesmennyiseacutegnek azonban csak egy reacutesze eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet

A sugaacuterzaacutes 23 -aacutet a leacutegkoumlri gaacutezok eacutes vendeacuteganyagok elnyelik eacutes hőveacute alakiacutetjaacutek 26 -a

pedig szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacutes a visszaverődeacutes aacuteltal a vilaacutegűrbe jut A foumlldfelsziacutent iacutegy a

sugaacuterzaacutes 51 -a eacuteri el A foumlldfelsziacuten a sugaacuterzaacutes 10-aacutet visszaveri melyből 5 a leacutegkoumlrben

elnyelődik 5 pedig a vilaacutegűrbe taacutevozik

wwwnaplopohu

31 aacutebra A napsugaacuterzaacutes foumlldi energiameacuterlege

A Foumlld sugaacuterzaacutesi haacuteztartaacutesa aacuteltalaacuteban kiegyenliacutetett de egyes pontokon időben vaacuteltozhat a

napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke Ennek egyik oka hogy a Foumlld forgaacutestengelye 235ordm-os szoumlget zaacuter be a

Nap koumlruumlli keringeacutes tengelyeacutevel Ennek koumlvetkezteacuteben vaacuteltozik a nappalok hossza ezaacuteltal a

napsuumlteacutes időtartama A Foumlld ellipszis alakuacute keringeacutesi paacutelyaacuteja miatt a Foumlld-Nap taacutevolsaacuteg

vaacuteltozoacute ennek koumlvetkezteacuteben kismeacuterteacutekben a napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke is vaacuteltozik

A napaacutellandoacute eacuterteacuteke tehaacutet melyet a koumlvetkezőkben fogunk meghataacuterozni megadja a Foumlld

egyseacutegnyi feluumlleteacutere időegyseacuteg alatt eső napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacutet melyet egyszerű

moacutedszerekkel iskolai koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt is meacuterni tudunk

48

bull Heliostar 300 tiacutepusuacute szelektiacutev siacutekkollektorok 10 eacutev garanciaacuteval

bull Eloxaacutelt alumiacuteniumboacutel keacuteszuumllt szerelőkeret a kollektorok ferdetetőre szereleacuteseacutehez

bull Digitaacutelis mikroprocesszoros szabaacutelyozaacutes a kollektor koumlri szivattyuacute fordulatszaacutemaacutenak

vaacuteltoztataacutesaacuteval

bull Szolaacuteris szereleacutesi egyseacuteg szivattyuacuteval eacutes minden szuumlkseacuteges szerelveacutennyel

bull Gumimembraacutenos zaacutert taacutegulaacutesi tartaacutely

bull Zomaacutenc belső feluumlletveacutedelmű hőszigetelt keacutet hőcsereacutelős melegviacuteztaacuteroloacute

bull Koumlrnyezetbaraacutet nem meacutergező fagyaacutelloacute hőaacutetadoacute folyadeacutek

A keacutet ceacuteg aacuterajaacutenlataacutenak raacutenk vonatkozoacute reacuteszeacutet bekereteztem A szolgaacuteltataacutesok megegyeznek

az aacuterak a 20 aacutefaacutet eacutes a szereleacutesi kivitelezeacutesi koumlltseacuteget nem tartalmazzaacutek Mint az adatokboacutel

laacutethatoacute a Naplopoacute Kft aacuteltal kedvezőbb 51634 Ft-al kisebb koumlltseacuteggel terheli peacutenztaacutercaacutenkat

Figyelemre meacuteltoacute hogy miacuteg a Naplopoacute Kft 10 eacutev garanciaacutet vaacutellal termeacutekeire addig az

Olympic Kft-neacutel nem talaacuteltam ilyen jellegű ajaacutenlatot

A Naplopoacute Kft 4 m2-es kollektoraacutenak bruttoacute aacutera iacutegy 811200 Ft Ezzel szaacutemoltunk a

megteacuteruumlleacutesneacutel

34 Kitekinteacutes

Az előbbi fejezet napsugaacuterzaacutes oumlsszesiacutető taacuteblaacutezataiboacutel kitűnik hogy a kedvező

időszakokban a kollektor aacuteltal begyűjtoumltt energiaacutenak csak egy reacutesze tud hasznosulni ha az

adott viacutezmennyiseacuteg a kiacutevaacutent hőfokra felmelegedett a bdquomaradeacutekrdquo energia a folyamat szaacutemaacutera

elveacutesz Elkeacutepzelhető megoldaacutes lehet az energia hateacutekonyabb felhasznaacutelaacutesaacutera a kollektor

rendszerrel kombinaacutelt stirling- motor Ehhez ki kell szivattyuacutezni 15 0C-os talajvizet ami majd

a stirling- motort fogja hűteni A motor maacutesik tartaacutelyaacutet a kollektorok aacuteltal konvertaacutelt hő

melegiacuteti iacutegy tudjuk eleacuterni hogy a stirling-motorunk viszonylag aacutellandoacute hőmeacuterseacutekletű

maradjon mikoumlzben villamos aacuteramot termel A stirling- motor teljesiacutetmeacutenyeacutet eacutes hataacutesfokaacutet is

ki lehet szaacutemolni

P = Wh Qfelvett

valamint

40

A keacutepletek kiszaacutemolaacutesaacutehoz nem aacutell elegendő informaacutecioacute rendelkezeacutesuumlnkre mivel ilyen

konstrukcioacutet nem talaacuteltam a piacon

Ha a maximaacutelis teljesiacutetmeacutennyel ( Carnot- ciklus ) szaacutemolunk valamint a melegebb hőtartaacutely

hőmeacuterseacutekleteacutet ( melegviacutez ellaacutetoacute rendszerrel analoacuteg technoloacutegia eseteacutet felteacutetelezve ) 60 oC-nak

tekintjuumlk akkor a hataacutesfok 13 (mert 1minus288333=0135)

Szaacutemoljuk ki hogy juacuteliusban mekkora teljesiacutetmeacutenyt vaacuterhatunk Stirling- motorunktoacutel

A napenergia maximaacutelis teljesiacutetmeacutenye a 4 m2-es kollektoron rarr 4 m2 times1000 Wm2= 4 kW

80 a kollektor hataacutesfoka 13 a motoreacute oumlsszesen tehaacutet koumlruumllbeluumll 10 azaz 400 W-os

maximaacutelis teljesiacutetmeacutenyt vaacuterunk

A felhasznaacutelhatoacute energia 6000 Wh m2 times 4 m2 = 24 kWh ebből 24 kWh felhasznaacutelhatoacute

energia adoacutedik egy napra Ez 60 Ft spoacuterolaacutest jelent naponta Eacuteves szinten is a maximummal

szaacutemolva 21900 Ft eacutev a megtakariacutetaacutes Ez eleacuteg kicsi ezeacutert a Stirling- motor felhasznaacutelaacutesaacutehoz

nagyobb feluumlletű kollektor kell vagy inkaacutebb a napenergia foacutekuszaacutelaacutesa elsőrendű fontossaacuteguacute

Egyenlőre (foacutekuszaacutelaacutes neacutelkuumll ) ez a moacutedszer nem eacuteri meg

41

4 Szakdolgozat szakmoacutedszertani fejezet

41 A napenergia taniacutetaacutesaacutenak lehetőseacutegei 411 Bevezeteacutes

Napjainkban a koumlrnyezetuumlnket eacutes rajta keresztuumll bennuumlnket embereket eacuterintő globaacutelis

probleacutemaacutekra igyekszuumlnk egyre nagyobb hangsuacutelyt fektetni Ennek szuumlkseacutegszerűseacutege nem

vitatott a koumlrnyezetszennyezeacutes koumlvetkezmeacutenyekeacutent az uumlveghaacutezhataacutes a fosszilis

energiaforraacutesok kimeruumlleacutese az oacutezonpajzs ritkulaacutesa a globaacutelis felmelegedeacutes teacutemaacuteja (hogy csak

a leggyakoribbakat emliacutetsem) reacutegoacuteta ad munkaacutet a tudoacutesoknak kutatoacuteknak Ezek a keacuterdeacutesek a

meacutediaacuten keresztuumll szeacuteles reacutetegekhez eljutnak utat nyitva a koumlzoumls cselekveacutes lehetőseacutegeacutenek

Ebben a folyamatban segiacutethetuumlnk mi tanaacuterok szerepet vaacutellalva a joumlvő nemzedeacutek

szemleacuteletmoacutedjaacutenak kialakiacutetaacutesaacuteban koumlrnyezeteacutehez valoacute viszonyulaacutesaacuteban

Maacuter gyermekkorban fontos elkezdeni a gyerekek koumlrnyezeti neveleacuteseacutet a termeacuteszettel valoacute

kapcsolat eacutelmeacutenye a megfigyeleacutesek kiacuteseacuterletek tapasztalaacutesok mind- mind maradandoacute nyomot

hagynak eacutes segiacutetik a keacutesőbbi helyes eacuterteacutekrend kialakulaacutesaacutet

Ennek a szemleacuteletformaacutelaacutesnak fontos szereplői a koumlrnyezeti nevelők

Reacutegebben a koumlrnyezeti neveleacutes tartalmaacutet a koumlrnyezetről koumlrnyezetben koumlrnyezeteacutert

tanulaacutes oumlsszefuumlggő fogalomrendszere jelentette

A koumlrnyezetről szoacuteloacute neveleacutes a termeacuteszet eacuterteacutekeiről illetve a koumlrnyezetveacutedelmi probleacutemaacutek

lehetseacuteges megoldaacutesok ismeretanyagaacutenak koumlzvetiacuteteacuteseacutet jelenti

A koumlrnyezetben neveleacutes perspektiacutevaacutet nyuacutejt a kutataacutes vizsgaacuteloacutedaacutes kommunikaacutecioacutes keacuteszseacutegek

fejleszteacuteseacutere eacutes magaacuteba foglalja a maacuter fent emliacutetett eacutelmeacutenyszerzeacutes lehetőseacutegeacutet

A koumlrnyezeteacutert neveleacutes a felelősseacutegtudat kialakiacutetaacutesaacutet ceacutelozza meg de kiterjed a testi-lelki

egeacuteszseacutegneveleacutesre az emberi egyuumltteacuteleacutes keacuteszseacutegeacutenek fejleszteacuteseacutere

A ceacutel a bdquokoumlrnyezeti polgaacuterraacuterdquo neveleacutes mely sokreacutetű felelősseacutegteljes feladat olyan taniacutetaacutesi

folyamatot jelent melynek szerves reacutesze a fenntarthatoacute fejlődeacutes tudaacutesanyagaacutenak aacutetadaacutesa

ehhez kapcsoloacutedoacutean pedig fontos az egyuumlttműkoumldeacutes a koumlzoumls cselekveacutes mikeacutentjeacutenek

megtaniacutetaacutesa a konfliktus helyzetek kezeleacuteseacutenek elsajaacutetiacutetaacutesa

bdquoA koumlrnyezeti neveleacutes ceacutelja a koumlrnyezettudatos magatartaacutes a koumlrnyezeteacutert felelős eacuteletvitel

elősegiacuteteacutese Taacutevolabbroacutel neacutezve a koumlrnyezeti neveleacutes a termeacuteszet ndash s benne az emberi

taacutersadalom ndash harmoacuteniaacutejaacutenak megőrzeacuteseacutet fenntartaacutesaacutet ceacutelozza Ceacutelja az eacutepiacutetett taacutersadalmi

42

koumlrnyezet az embert tisztelő szokaacutesrendszer eacuterzelmi eszteacutetikai eacutes erkoumllcsi megalapozaacutesardquo

(Nemzeti Koumlrnyezeti Neveleacutesi Strateacutegia OM segeacutedlet)

A koumlrnyezeti neveleacutes veacutegbemehet az iskola falain beluumll vagy iskolaacuten kiacutevuumll A

hagyomaacutenyos tanoacuterai foglalkozaacutesok alkalmaacuteval az oumlsszes taacutergyra kiterjedő integraacutecioacutet

alkalmazhatunk

Tanoacuteraacuten kiacutevuumlli programkeacutent a teacutemanap eacutes a teacutemaheacutet emliacutethető amikor kivaacutelasztunk egy

teacutemaacutet eacutes a nap folyamaacuten vagy akaacuter egy heacuteten keresztuumll e koumlreacute a teacutema koumlreacute csoportosiacutetjuk a

taniacutetandoacute ismeretanyagot ami lehetőseacuteget ad a teacutema kuumlloumlnboumlző szemszoumlgből valoacute

megkoumlzeliacuteteacuteseacutere Szakkoumlr tartaacutesakor jobban elmeacutelyedhetuumlnk egy teacutemakoumlrben a kiaacutelliacutetaacutesok eacutes

veteacutelkedők szervezeacutese pedig alkalmat nyuacutejt a gyerekek szaacutemaacutera kreativitaacutesuk kifejezeacuteseacutere

fejleszteacuteseacutere

Az iskolaacuten kiacutevuumlli neveleacutesi programok soraacuten roumlvidebb eacutes hosszabb időtartamuacute

foglalkozaacutesokat lehet szervezni Ilyenek pl a roumlvidebb jellegű terepgyakorlatok taacutejseacutetaacutek

hivatalos inteacutezmeacutenyek (ploumlnkormaacutenyzat) laacutetogataacutesa vagy a nagyobb leacutelegzetveacutetelű eacuteves

iskolai programba beilleszthető toumlbbnapos terepgyakorlat tanulmaacutenyi kiraacutendulaacutes veacuteguumll de

nem utolsoacute sorban az erdei iskola

A koumlrnyezeti neveleacutes moacutedszerei sziacutenes palettaacutet vonultatnak fel alapmoacutedszer a frontaacutelis

taniacutetaacutes mely lehet beszeacutelgeteacutes keacuterdve kifejteacutes vagy előadaacutes

A gyerekek motivaacutelaacutesaacutet ceacutelozza meg a paacutermunka csoportmunka eacutes a kuumlloumlnboumlző jaacuteteacutekos

teveacutekenyseacutegek A kutataacutes felfedezeacutes oumlroumlmeacutet a kiacuteseacuterletezeacutes sajaacutet meacutereacutes moacutedszereacutevel eacuterhetjuumlk

el miacuteg a vitafoacuterumok szituaacutecioacutes jaacuteteacutekok fejlesztik a gyerekek kifejezőkeacuteszseacutegeacutet eacutes

gondolkodaacutesra oumlsztoumlnoumlznek

Az Internet hasznaacutelata sokat segiacutet az informaacutecioacutek begyűjteacuteseacuteben eacutes amellett hogy a gyerekek

technikai tudaacutesaacutet bőviacuteti a taacutersaikkal valoacute kapcsolattartaacutest is segiacuteti ez pl egy komolyabb

paacutelyaacutezat vagy verseny amely iskolaacutek vagy akaacuter nemzetek iskolaacutei koumlzoumltt is megrendezeacutesre

keruumllhet soraacuten nyer bizonyiacutetaacutest

bdquo Egy ma szuumlletett gyermek szereplő haszoneacutelvező eacutes aacuteldozat is lehet a vilaacuteg

szoumlveveacutenyeacuteben eacutes jogosan teheti fel a keacuterdeacutest Mieacutert nem figyelmeztettek Mieacutert nem

taniacutetottak jobban Mieacutert nem beszeacuteltek nekem tanaacuteraim ezekről a probleacutemaacutekroacutel eacutes mieacutert nem

jelezteacutek szaacutemomra hogy viselkedeacutesem egy koumllcsoumlnoumls fuumlggőseacutegben eacutelő faj ndash az emberi faj ndash

egyik egyedeacuteeacuterdquo(RMuller)

Szakdolgozatomban a meguacutejuloacute energiaforraacutesokkal azon beluumll is a napenergia

hasznosiacutethatoacutesaacutegaacuteval foglalkoztam az ebben rejlő pedagoacutegiai lehetőseacutegeket vaacutezolom fel a

koumlvetkezőkben

43

Ezzel a teacutemakoumlrrel toumlbbszoumlr talaacutelkozhatnak a gyerekek iskolai eacuteveik folyamaacuten baacuter inkaacutebb

csak eacuterintőlegesen az idő szűkoumlsseacutege nem engedi meg a teacutemaacuteban valoacute elmeacutelyuumlleacutest

Erre leginkaacutebb a nyaacuteri taacuteboroztataacutesok osztaacutelykiraacutendulaacutesok alkalmaacuteval nyiacutelik lehetőseacuteg de a

napenergia taniacutetaacutesaacutenak az erdei iskola is kivaacuteloacute sziacutentere lehet

Kiegeacutesziacutető anyagreacuteszkeacutent a legtoumlbb eacutevfolyamon taniacutethatoacute szem előtt tartva a kuumlloumlnboumlző

eacuteletkori sajaacutetossaacutegokat

A napenergia fogalmaacutet toumlbb tantaacutergy oktataacutesakor is meg lehet ismertetni fizika keacutemia

foumlldrajz oacuteraacuten energetikai oldalroacutel eacuterdemes bevezetni a teacutemaacutet

Fontos tisztaacutezni a fogalmakat az egyszerűbbtől a bonyolultabb feleacute haladni hogy a gyerekek

fel tudjaacutek eacutepiacuteteni logikailag magukban a tanultakat A frontaacutelis taniacutetaacutes mellett nagy

jelentőseacuteget tulajdoniacutetok a csoportmunkaacutenak a jaacuteteacutekos megkoumlzeliacuteteacutesnek kuumlloumlnoumlsen az alsoacutebb

eacutevfolyamokon

Az alaacutebbiakban aacutettekinteacutest nyuacutejtok a meguacutejuloacute energiaforraacutesok a napenergia tanrendbe

valoacute beilleszteacuteseacutenek lehetőseacutegeiről

A napenergia teacutemakoumlreacutenek előfordulaacutesa az egyes eacutevfolyamokon

7 eacutevfolyamon fizika oacuteraacuten az energia-megmaradaacutes teacutemakoumlroumln beluumll lehet bevezetni a

napenergia teacutemaacutejaacutet Az energia-megmaradaacutes tudatosiacutetaacutesa soraacuten eacuterzeacutekeltetni kell az

energiakeacuteszletek veacutegesseacutegeacutet az energiatakareacutekossaacuteg fontossaacutegaacutet

8 eacutevfolyamon fizika oacuteraacuten az elektromos munka eacutes az elektromos teljesiacutetmeacuteny teacutemakoumlroumln

beluumll lehet beszeacutelni az energiatakareacutekos eacuteletmoacutedroacutel iacutegy a napenergia hasznaacutelataacutenak

lehetőseacutegeiről

8 eacutevfolyamon keacutemia oacuteraacuten koumlrnyezeti keacutemia teacutemakoumlrben a meguacutejuloacute energiahordozoacutek eacutes

az energiatakareacutekossaacuteg taniacutetaacutesa kapcsaacuten vethetjuumlk fel a teacutemaacutet

9 eacutevfolyamon foumllduumlnk eacutes koumlrnyezetuumlnk (foumlldrajz) oacuteraacuten a geoszfeacuteraacutek foumlldrajza teacutemakoumlrben

lehet beszeacutelni a Foumlld energiahaacuteztartaacutesaacuteroacutel

44

10 eacutevfolyamon szinteacuten foumllduumlnk eacutes koumlrnyezetuumlnk oacuteraacuten taniacutetjuk a globaacutelis koumlrnyezeti

probleacutemaacutek foumlldrajzi vonatkozaacutesait itt lehet beszeacutelni a nyersanyag eacutes energiavaacutelsaacuteg

problematikaacutejaacutenak kapcsaacuten a napenergia hasznaacutelataacutenak szuumlkseacutegszerűseacutegeacuteről

10 eacutevfolyam keacutemia oacuteraacutejaacuten koumlrnyezeti keacutemia teacutemakoumlrben szoacute esik az

energiagazdaacutelkodaacutesroacutel a fosszilis hasadoacute eacutes meguacutejuloacute energiaforraacutesok előnyeiről eacutes

haacutetraacutenyairoacutel

11 eacutevfolyamosok fizika oacuteraacuten a feacuteny kettős termeacuteszete teacutemakoumlrneacutel talaacutelkozhatnak a

napenergiaacuteval a napelem mint meguacutejuloacute energiaforraacutes taacutergyalaacutesakor (Schroacuteth Aacute 2004)

412 A napaacutellandoacute meacutereacuteseacutenek megtervezeacutese

A koumlvetkezőkben a napenergia megismereacuteseacutet kiegeacutesziacutető a teacutemaacuteban valoacute elmeacutelyuumlleacutest

segiacutető napaacutellandoacute meacutereacutes leiacuteraacutesaacutet tűztem ki ceacutelul

Ismertetem a meacutereacutes elmeacuteleti haacutettereacutet majd a megvaloacutesiacutetaacutessal kapcsolatos moacutedszertani

lehetőseacutegeket A meacutereacutest projekt moacutedszer alkalmazaacutesaacuteval veacutegzem a fizika oacuteraacutekhoz

kapcsoloacutedoacutean egyeacutebkeacutent a helyi tantervtől fuumlgg hogy milyen tantaacutergy taniacutetaacutesaacuteban

hasznaacutelhatoacute A ceacutelkorosztaacutely a 9-12 eacutevfolyam de alsoacutebb eacutevfolyamoknaacutel is hasznos lehet

Komplex feladatroacutel van szoacute a kivitelezeacutes min 4-5 taniacutetaacutesi oacuteraacutet igeacutenybe vesz ezeacutert eacuterdemes

toumlbb napos kiraacutendulaacutes keretei koumlzoumltt vagy erdei iskolaacuteban alkalmazni de veacutegrehajthatoacute

szakkoumlri foglalkozaacutes kereteacuteben is

Az erdei iskola a szorgalmi időszakban megvaloacutesuloacute az iskola pedagoacutegiai programjaacuteba

beeacutepiacutetett bdquoneveleacutes- eacutes tanulaacutesszervezeacutesi egyseacutegrdquo (Erdei Iskola Konferencia)

Az erdei iskolaacuteban a gyerekek toumlbbnapos elfoglaltsaacuteg alkalmaacuteval teljesiacutetik a kitűzoumltt

feladatokat amikor is a hangsuacutely a sajaacutet tapasztalatszerzeacutesen alapuloacute tanulaacuteson van

A meacutereacutes tervezeacuteseacuteneacutel figyelembe kell vennuumlnk hogy a diaacutekok hajlamosak

leegyszerűsiacuteteni a tanulaacutest eacutes a kapott feladatot ezeacutert feladatmegoldaacutesra kell oumlsztoumlnoumlznuumlnk

őket hogy a maacuter megleacutevő ismereteiket aacutetgondoljaacutek eacutes kamatoztassaacutek

Ha egy osztaacutely vesz reacuteszt a meacutereacutesben 5-6 kisebb csoportot ceacutelszerű kialakiacutetani uacutegy hogy

minden csoportnak legyen egy koordinaacutetora aki feluumlgyeli a munkaacutet koumlzli az eredmeacutenyeket

Csoportonkeacutent kioszthatunk egy-egy teacutemaacutet melyet koumlnyvek szaklapok illetve az internet

segiacutetseacutegeacutevel dolgozhatnak ki a gyerekek

45

Ilyen kidolgozandoacute teacutemaacutek lehetnek

bull Energiatakareacutekossaacuteg- eacutes koumlrnyezetszennyezeacutes

bull A globaacutelis felmelegedeacutes

bull A napenergia szerepe

bull A napenergia hasznaacutelataacutenak előnyei eacutes haacutetraacutenyai

bull A kiacuteseacuterleti berendezeacutes oumlsszeaacutelliacutetaacutesa

bull Meacutereacutesi jegyzőkoumlnyv elkeacutesziacuteteacutese

Az eredmeacutenyt pl kiselőadaacutes formaacutejaacuteban oszthatjaacutek meg a toumlbbiekkel de keacutesziacutethetnek

weblapot is vagy PowerPointos vetiacuteteacutest

Mint az a leiacutertakboacutel is tuumlkroumlződik itt maacuter nemcsak egy bizonyos taacutergyroacutel esetuumlnkben a

fizikaacuteroacutel hanem egy egeacutesz műveltseacutegi teruumlletről van szoacute eacuterinthetjuumlk a csillagaacuteszat a keacutemia a

bioloacutegia eacutes az informatika tudomaacutenyaacutenak mezsgyeacutejeacutet eacuteppuacutegy mint a foumlldrajzeacutet

Fontos hogy miutaacuten kiosztottuk a feladatokat beszeacuteljuumlk meg a gyerekekkel hogy mik az

elvaacuteraacutesaink a munkaacutejukkal kapcsolatban Hallgassuk meg hogy ők mit gondolnak a

taniacutetaacutesroacutel milyen moacutedszereket hasznaacutelnaacutenak mikeacutent oldanaacutek meg a probleacutemaacutet (nemcsak a

meacutereacutessel kapcsolatban aacuteltalaacutenossaacutegban is) Gondolataikat gazdagiacutethatjuk sajaacutet oumltleteinkkel is

Veacuteguumll toumlrteacutenjen meg a meacutereacutes Ha ezt az iskola anyagi haacutettere felszereltseacutege megengedi

keacutesziacutetsuumlnk videofelveacutetelt az esemeacutenyről iacutegy keacutesőbb meg tudjuk beszeacutelni mi eacutes mieacutert toumlrteacutent

mit tettuumlnk joacutel mi az ami esetleg nem sikeruumllt hogyan lehetett volna maacuteskeacutepp elveacutegezni a

feladatot

A meacutereacutesi feladat utaacuten gondolkodtatoacute keacuterdeacuteseket szedek csokorba majd levezeteacuteskeacuteppen

egy kviacutez jaacuteteacutekkal meacuterhetjuumlk le a gyerekek tudaacutesaacutet

46

42 A napaacutellandoacute meacutereacutese

421 A napaacutellandoacute meghataacuterozaacutesa

Elmeacuteleti haacutetteacuter

A Foumlld legjelentősebb energiaforraacutesa a Nap A napsugaacuterzaacutesnak koumlszoumlnhető a

magasabbrendű eacutelet kialakulaacutesa eacutes fennmaradaacutesa melyhez a foumlldfelsziacuten eacutes a levegő

melegiacuteteacutese szuumlkseacuteges

A Nap gaacuteznemű főkeacutent plazma aacutellapotban levő hidrogeacutenből aacutelloacute gaacuteztoumlmb Belsejeacuteben

magfuacutezioacute biztosiacutetja a hőtermeleacutes energiaacutejaacutet A goumlmb alakuacute naptest kuumllső feluumllete az uacuten

fotoszfeacutera melynek hőmeacuterseacuteklete koumlzeliacutetőleg 6000 K

A sugaacuterzaacutes fizikai toumlrveacutenyei szerint a sugaacuterzoacute testek hőmeacuterseacuteklete fordiacutetottan araacutenyos az

aacuteltaluk kibocsaacutetott hullaacutemhosszokkal A magasabb hőmeacuterseacutekletű testek főkeacutent roumlvidebb

hullaacutemhosszuacute sugarakat bocsaacutetanak ki A Napboacutel eacuterkező sugaacuterzaacutes 200-3200 nm koumlzeacute esik

A Napboacutel a laacutethatoacute feacuteny tartomaacutenyaacuteba eső (400-700 nm) illetve annaacutel kisebb az ibolyaacutentuacuteli

(200-400 nm) eacutes nagyobb az infravoumlroumls (700-3200 nm) hullaacutemhosszuacute sugaacuterzaacutes egyaraacutent eacuteri a

Foumlldet Aacutertalmas sugaacuternyalaacutebok is eacuternek bennuumlnket ilyen az ibolyaacutentuacuteli sugaacuterzaacutes mely

sejtroncsoloacute hataacutesa miatt veszeacutelyt jelent a Foumlld eacutelővilaacutegaacutera Ezeket a kaacuteros sugarakat a leacutegkoumlr

felső reacuteszeacuten (kb 20-30 km magassaacutegban) talaacutelhatoacute haacuteromatomos oxigeacutenmolekulaacutekboacutel aacutelloacute

(O3) oacutezonreacuteteg tartja taacutevol a Foumlld felsziacuteneacutetől elnyelve azokat A hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls

sugarak egy reacuteszeacutet a viacutezgőz eacutes a szeacutendioxid nyeli el Az abszorpcioacute hőt termel eacutes kismeacuterteacutekű

felmelegedeacutessel jaacuter

A leacutegkoumlri energiaveszteseacuteg elsősorban a roumlvidhullaacutemuacute sugaraknaacutel jelentős Iacutegy a Foumlld

felsziacuteneacutere eacuterkező sugarak a hosszabb hullaacutemhosszak feleacute toloacutednak el Ezeacutert a legtoumlbb energiaacutet

szaacutelliacutetoacute sugarak a saacuterga feacutenynek megfelelő hullaacutemhosszban eacuterkeznek (055 microm) Mineacutel

alacsonyabban aacutell a Nap azaz mineacutel hosszabb utat tesznek meg sugarai a leacutegkoumlroumln aacutet annaacutel

erősebb az eltoloacutedaacutes a sziacutenskaacutelaacuten Ezeacutert laacutetjuk narancssaacuterga illetve voumlroumls sziacutenben lenyugodni

a Napot

A napsugaacuterzaacutesnak mintegy fele eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet A foumlldfelsziacutenre eacuterő napsugaacuterzaacutes

elnyelődve hőveacute alakul Ebből a hőből juttat a felsziacuten a levegő legalsoacute reacutetegeacutenek A Nap tehaacutet

veacutegeredmeacutenyben alulroacutel a foumlldfelsziacuten koumlzvetiacuteteacuteseacutevel melegiacuteti fel a levegőt

47

A napsugaacuterzaacutes haladaacutesi iraacutenyaacutera merőleges egyseacutegnyi feluumlletre időegyseacuteg alatt bizonyos

mennyiseacutegű energia esik Ez az uacuten napaacutellandoacute melynek napjainkban elfogadott eacuterteacuteke

1388Wm2 E sugaacuterzaacutesmennyiseacutegnek azonban csak egy reacutesze eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet

A sugaacuterzaacutes 23 -aacutet a leacutegkoumlri gaacutezok eacutes vendeacuteganyagok elnyelik eacutes hőveacute alakiacutetjaacutek 26 -a

pedig szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacutes a visszaverődeacutes aacuteltal a vilaacutegűrbe jut A foumlldfelsziacutent iacutegy a

sugaacuterzaacutes 51 -a eacuteri el A foumlldfelsziacuten a sugaacuterzaacutes 10-aacutet visszaveri melyből 5 a leacutegkoumlrben

elnyelődik 5 pedig a vilaacutegűrbe taacutevozik

wwwnaplopohu

31 aacutebra A napsugaacuterzaacutes foumlldi energiameacuterlege

A Foumlld sugaacuterzaacutesi haacuteztartaacutesa aacuteltalaacuteban kiegyenliacutetett de egyes pontokon időben vaacuteltozhat a

napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke Ennek egyik oka hogy a Foumlld forgaacutestengelye 235ordm-os szoumlget zaacuter be a

Nap koumlruumlli keringeacutes tengelyeacutevel Ennek koumlvetkezteacuteben vaacuteltozik a nappalok hossza ezaacuteltal a

napsuumlteacutes időtartama A Foumlld ellipszis alakuacute keringeacutesi paacutelyaacuteja miatt a Foumlld-Nap taacutevolsaacuteg

vaacuteltozoacute ennek koumlvetkezteacuteben kismeacuterteacutekben a napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke is vaacuteltozik

A napaacutellandoacute eacuterteacuteke tehaacutet melyet a koumlvetkezőkben fogunk meghataacuterozni megadja a Foumlld

egyseacutegnyi feluumlleteacutere időegyseacuteg alatt eső napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacutet melyet egyszerű

moacutedszerekkel iskolai koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt is meacuterni tudunk

48

A keacutepletek kiszaacutemolaacutesaacutehoz nem aacutell elegendő informaacutecioacute rendelkezeacutesuumlnkre mivel ilyen

konstrukcioacutet nem talaacuteltam a piacon

Ha a maximaacutelis teljesiacutetmeacutennyel ( Carnot- ciklus ) szaacutemolunk valamint a melegebb hőtartaacutely

hőmeacuterseacutekleteacutet ( melegviacutez ellaacutetoacute rendszerrel analoacuteg technoloacutegia eseteacutet felteacutetelezve ) 60 oC-nak

tekintjuumlk akkor a hataacutesfok 13 (mert 1minus288333=0135)

Szaacutemoljuk ki hogy juacuteliusban mekkora teljesiacutetmeacutenyt vaacuterhatunk Stirling- motorunktoacutel

A napenergia maximaacutelis teljesiacutetmeacutenye a 4 m2-es kollektoron rarr 4 m2 times1000 Wm2= 4 kW

80 a kollektor hataacutesfoka 13 a motoreacute oumlsszesen tehaacutet koumlruumllbeluumll 10 azaz 400 W-os

maximaacutelis teljesiacutetmeacutenyt vaacuterunk

A felhasznaacutelhatoacute energia 6000 Wh m2 times 4 m2 = 24 kWh ebből 24 kWh felhasznaacutelhatoacute

energia adoacutedik egy napra Ez 60 Ft spoacuterolaacutest jelent naponta Eacuteves szinten is a maximummal

szaacutemolva 21900 Ft eacutev a megtakariacutetaacutes Ez eleacuteg kicsi ezeacutert a Stirling- motor felhasznaacutelaacutesaacutehoz

nagyobb feluumlletű kollektor kell vagy inkaacutebb a napenergia foacutekuszaacutelaacutesa elsőrendű fontossaacuteguacute

Egyenlőre (foacutekuszaacutelaacutes neacutelkuumll ) ez a moacutedszer nem eacuteri meg

41

4 Szakdolgozat szakmoacutedszertani fejezet

41 A napenergia taniacutetaacutesaacutenak lehetőseacutegei 411 Bevezeteacutes

Napjainkban a koumlrnyezetuumlnket eacutes rajta keresztuumll bennuumlnket embereket eacuterintő globaacutelis

probleacutemaacutekra igyekszuumlnk egyre nagyobb hangsuacutelyt fektetni Ennek szuumlkseacutegszerűseacutege nem

vitatott a koumlrnyezetszennyezeacutes koumlvetkezmeacutenyekeacutent az uumlveghaacutezhataacutes a fosszilis

energiaforraacutesok kimeruumlleacutese az oacutezonpajzs ritkulaacutesa a globaacutelis felmelegedeacutes teacutemaacuteja (hogy csak

a leggyakoribbakat emliacutetsem) reacutegoacuteta ad munkaacutet a tudoacutesoknak kutatoacuteknak Ezek a keacuterdeacutesek a

meacutediaacuten keresztuumll szeacuteles reacutetegekhez eljutnak utat nyitva a koumlzoumls cselekveacutes lehetőseacutegeacutenek

Ebben a folyamatban segiacutethetuumlnk mi tanaacuterok szerepet vaacutellalva a joumlvő nemzedeacutek

szemleacuteletmoacutedjaacutenak kialakiacutetaacutesaacuteban koumlrnyezeteacutehez valoacute viszonyulaacutesaacuteban

Maacuter gyermekkorban fontos elkezdeni a gyerekek koumlrnyezeti neveleacuteseacutet a termeacuteszettel valoacute

kapcsolat eacutelmeacutenye a megfigyeleacutesek kiacuteseacuterletek tapasztalaacutesok mind- mind maradandoacute nyomot

hagynak eacutes segiacutetik a keacutesőbbi helyes eacuterteacutekrend kialakulaacutesaacutet

Ennek a szemleacuteletformaacutelaacutesnak fontos szereplői a koumlrnyezeti nevelők

Reacutegebben a koumlrnyezeti neveleacutes tartalmaacutet a koumlrnyezetről koumlrnyezetben koumlrnyezeteacutert

tanulaacutes oumlsszefuumlggő fogalomrendszere jelentette

A koumlrnyezetről szoacuteloacute neveleacutes a termeacuteszet eacuterteacutekeiről illetve a koumlrnyezetveacutedelmi probleacutemaacutek

lehetseacuteges megoldaacutesok ismeretanyagaacutenak koumlzvetiacuteteacuteseacutet jelenti

A koumlrnyezetben neveleacutes perspektiacutevaacutet nyuacutejt a kutataacutes vizsgaacuteloacutedaacutes kommunikaacutecioacutes keacuteszseacutegek

fejleszteacuteseacutere eacutes magaacuteba foglalja a maacuter fent emliacutetett eacutelmeacutenyszerzeacutes lehetőseacutegeacutet

A koumlrnyezeteacutert neveleacutes a felelősseacutegtudat kialakiacutetaacutesaacutet ceacutelozza meg de kiterjed a testi-lelki

egeacuteszseacutegneveleacutesre az emberi egyuumltteacuteleacutes keacuteszseacutegeacutenek fejleszteacuteseacutere

A ceacutel a bdquokoumlrnyezeti polgaacuterraacuterdquo neveleacutes mely sokreacutetű felelősseacutegteljes feladat olyan taniacutetaacutesi

folyamatot jelent melynek szerves reacutesze a fenntarthatoacute fejlődeacutes tudaacutesanyagaacutenak aacutetadaacutesa

ehhez kapcsoloacutedoacutean pedig fontos az egyuumlttműkoumldeacutes a koumlzoumls cselekveacutes mikeacutentjeacutenek

megtaniacutetaacutesa a konfliktus helyzetek kezeleacuteseacutenek elsajaacutetiacutetaacutesa

bdquoA koumlrnyezeti neveleacutes ceacutelja a koumlrnyezettudatos magatartaacutes a koumlrnyezeteacutert felelős eacuteletvitel

elősegiacuteteacutese Taacutevolabbroacutel neacutezve a koumlrnyezeti neveleacutes a termeacuteszet ndash s benne az emberi

taacutersadalom ndash harmoacuteniaacutejaacutenak megőrzeacuteseacutet fenntartaacutesaacutet ceacutelozza Ceacutelja az eacutepiacutetett taacutersadalmi

42

koumlrnyezet az embert tisztelő szokaacutesrendszer eacuterzelmi eszteacutetikai eacutes erkoumllcsi megalapozaacutesardquo

(Nemzeti Koumlrnyezeti Neveleacutesi Strateacutegia OM segeacutedlet)

A koumlrnyezeti neveleacutes veacutegbemehet az iskola falain beluumll vagy iskolaacuten kiacutevuumll A

hagyomaacutenyos tanoacuterai foglalkozaacutesok alkalmaacuteval az oumlsszes taacutergyra kiterjedő integraacutecioacutet

alkalmazhatunk

Tanoacuteraacuten kiacutevuumlli programkeacutent a teacutemanap eacutes a teacutemaheacutet emliacutethető amikor kivaacutelasztunk egy

teacutemaacutet eacutes a nap folyamaacuten vagy akaacuter egy heacuteten keresztuumll e koumlreacute a teacutema koumlreacute csoportosiacutetjuk a

taniacutetandoacute ismeretanyagot ami lehetőseacuteget ad a teacutema kuumlloumlnboumlző szemszoumlgből valoacute

megkoumlzeliacuteteacuteseacutere Szakkoumlr tartaacutesakor jobban elmeacutelyedhetuumlnk egy teacutemakoumlrben a kiaacutelliacutetaacutesok eacutes

veteacutelkedők szervezeacutese pedig alkalmat nyuacutejt a gyerekek szaacutemaacutera kreativitaacutesuk kifejezeacuteseacutere

fejleszteacuteseacutere

Az iskolaacuten kiacutevuumlli neveleacutesi programok soraacuten roumlvidebb eacutes hosszabb időtartamuacute

foglalkozaacutesokat lehet szervezni Ilyenek pl a roumlvidebb jellegű terepgyakorlatok taacutejseacutetaacutek

hivatalos inteacutezmeacutenyek (ploumlnkormaacutenyzat) laacutetogataacutesa vagy a nagyobb leacutelegzetveacutetelű eacuteves

iskolai programba beilleszthető toumlbbnapos terepgyakorlat tanulmaacutenyi kiraacutendulaacutes veacuteguumll de

nem utolsoacute sorban az erdei iskola

A koumlrnyezeti neveleacutes moacutedszerei sziacutenes palettaacutet vonultatnak fel alapmoacutedszer a frontaacutelis

taniacutetaacutes mely lehet beszeacutelgeteacutes keacuterdve kifejteacutes vagy előadaacutes

A gyerekek motivaacutelaacutesaacutet ceacutelozza meg a paacutermunka csoportmunka eacutes a kuumlloumlnboumlző jaacuteteacutekos

teveacutekenyseacutegek A kutataacutes felfedezeacutes oumlroumlmeacutet a kiacuteseacuterletezeacutes sajaacutet meacutereacutes moacutedszereacutevel eacuterhetjuumlk

el miacuteg a vitafoacuterumok szituaacutecioacutes jaacuteteacutekok fejlesztik a gyerekek kifejezőkeacuteszseacutegeacutet eacutes

gondolkodaacutesra oumlsztoumlnoumlznek

Az Internet hasznaacutelata sokat segiacutet az informaacutecioacutek begyűjteacuteseacuteben eacutes amellett hogy a gyerekek

technikai tudaacutesaacutet bőviacuteti a taacutersaikkal valoacute kapcsolattartaacutest is segiacuteti ez pl egy komolyabb

paacutelyaacutezat vagy verseny amely iskolaacutek vagy akaacuter nemzetek iskolaacutei koumlzoumltt is megrendezeacutesre

keruumllhet soraacuten nyer bizonyiacutetaacutest

bdquo Egy ma szuumlletett gyermek szereplő haszoneacutelvező eacutes aacuteldozat is lehet a vilaacuteg

szoumlveveacutenyeacuteben eacutes jogosan teheti fel a keacuterdeacutest Mieacutert nem figyelmeztettek Mieacutert nem

taniacutetottak jobban Mieacutert nem beszeacuteltek nekem tanaacuteraim ezekről a probleacutemaacutekroacutel eacutes mieacutert nem

jelezteacutek szaacutemomra hogy viselkedeacutesem egy koumllcsoumlnoumls fuumlggőseacutegben eacutelő faj ndash az emberi faj ndash

egyik egyedeacuteeacuterdquo(RMuller)

Szakdolgozatomban a meguacutejuloacute energiaforraacutesokkal azon beluumll is a napenergia

hasznosiacutethatoacutesaacutegaacuteval foglalkoztam az ebben rejlő pedagoacutegiai lehetőseacutegeket vaacutezolom fel a

koumlvetkezőkben

43

Ezzel a teacutemakoumlrrel toumlbbszoumlr talaacutelkozhatnak a gyerekek iskolai eacuteveik folyamaacuten baacuter inkaacutebb

csak eacuterintőlegesen az idő szűkoumlsseacutege nem engedi meg a teacutemaacuteban valoacute elmeacutelyuumlleacutest

Erre leginkaacutebb a nyaacuteri taacuteboroztataacutesok osztaacutelykiraacutendulaacutesok alkalmaacuteval nyiacutelik lehetőseacuteg de a

napenergia taniacutetaacutesaacutenak az erdei iskola is kivaacuteloacute sziacutentere lehet

Kiegeacutesziacutető anyagreacuteszkeacutent a legtoumlbb eacutevfolyamon taniacutethatoacute szem előtt tartva a kuumlloumlnboumlző

eacuteletkori sajaacutetossaacutegokat

A napenergia fogalmaacutet toumlbb tantaacutergy oktataacutesakor is meg lehet ismertetni fizika keacutemia

foumlldrajz oacuteraacuten energetikai oldalroacutel eacuterdemes bevezetni a teacutemaacutet

Fontos tisztaacutezni a fogalmakat az egyszerűbbtől a bonyolultabb feleacute haladni hogy a gyerekek

fel tudjaacutek eacutepiacuteteni logikailag magukban a tanultakat A frontaacutelis taniacutetaacutes mellett nagy

jelentőseacuteget tulajdoniacutetok a csoportmunkaacutenak a jaacuteteacutekos megkoumlzeliacuteteacutesnek kuumlloumlnoumlsen az alsoacutebb

eacutevfolyamokon

Az alaacutebbiakban aacutettekinteacutest nyuacutejtok a meguacutejuloacute energiaforraacutesok a napenergia tanrendbe

valoacute beilleszteacuteseacutenek lehetőseacutegeiről

A napenergia teacutemakoumlreacutenek előfordulaacutesa az egyes eacutevfolyamokon

7 eacutevfolyamon fizika oacuteraacuten az energia-megmaradaacutes teacutemakoumlroumln beluumll lehet bevezetni a

napenergia teacutemaacutejaacutet Az energia-megmaradaacutes tudatosiacutetaacutesa soraacuten eacuterzeacutekeltetni kell az

energiakeacuteszletek veacutegesseacutegeacutet az energiatakareacutekossaacuteg fontossaacutegaacutet

8 eacutevfolyamon fizika oacuteraacuten az elektromos munka eacutes az elektromos teljesiacutetmeacuteny teacutemakoumlroumln

beluumll lehet beszeacutelni az energiatakareacutekos eacuteletmoacutedroacutel iacutegy a napenergia hasznaacutelataacutenak

lehetőseacutegeiről

8 eacutevfolyamon keacutemia oacuteraacuten koumlrnyezeti keacutemia teacutemakoumlrben a meguacutejuloacute energiahordozoacutek eacutes

az energiatakareacutekossaacuteg taniacutetaacutesa kapcsaacuten vethetjuumlk fel a teacutemaacutet

9 eacutevfolyamon foumllduumlnk eacutes koumlrnyezetuumlnk (foumlldrajz) oacuteraacuten a geoszfeacuteraacutek foumlldrajza teacutemakoumlrben

lehet beszeacutelni a Foumlld energiahaacuteztartaacutesaacuteroacutel

44

10 eacutevfolyamon szinteacuten foumllduumlnk eacutes koumlrnyezetuumlnk oacuteraacuten taniacutetjuk a globaacutelis koumlrnyezeti

probleacutemaacutek foumlldrajzi vonatkozaacutesait itt lehet beszeacutelni a nyersanyag eacutes energiavaacutelsaacuteg

problematikaacutejaacutenak kapcsaacuten a napenergia hasznaacutelataacutenak szuumlkseacutegszerűseacutegeacuteről

10 eacutevfolyam keacutemia oacuteraacutejaacuten koumlrnyezeti keacutemia teacutemakoumlrben szoacute esik az

energiagazdaacutelkodaacutesroacutel a fosszilis hasadoacute eacutes meguacutejuloacute energiaforraacutesok előnyeiről eacutes

haacutetraacutenyairoacutel

11 eacutevfolyamosok fizika oacuteraacuten a feacuteny kettős termeacuteszete teacutemakoumlrneacutel talaacutelkozhatnak a

napenergiaacuteval a napelem mint meguacutejuloacute energiaforraacutes taacutergyalaacutesakor (Schroacuteth Aacute 2004)

412 A napaacutellandoacute meacutereacuteseacutenek megtervezeacutese

A koumlvetkezőkben a napenergia megismereacuteseacutet kiegeacutesziacutető a teacutemaacuteban valoacute elmeacutelyuumlleacutest

segiacutető napaacutellandoacute meacutereacutes leiacuteraacutesaacutet tűztem ki ceacutelul

Ismertetem a meacutereacutes elmeacuteleti haacutettereacutet majd a megvaloacutesiacutetaacutessal kapcsolatos moacutedszertani

lehetőseacutegeket A meacutereacutest projekt moacutedszer alkalmazaacutesaacuteval veacutegzem a fizika oacuteraacutekhoz

kapcsoloacutedoacutean egyeacutebkeacutent a helyi tantervtől fuumlgg hogy milyen tantaacutergy taniacutetaacutesaacuteban

hasznaacutelhatoacute A ceacutelkorosztaacutely a 9-12 eacutevfolyam de alsoacutebb eacutevfolyamoknaacutel is hasznos lehet

Komplex feladatroacutel van szoacute a kivitelezeacutes min 4-5 taniacutetaacutesi oacuteraacutet igeacutenybe vesz ezeacutert eacuterdemes

toumlbb napos kiraacutendulaacutes keretei koumlzoumltt vagy erdei iskolaacuteban alkalmazni de veacutegrehajthatoacute

szakkoumlri foglalkozaacutes kereteacuteben is

Az erdei iskola a szorgalmi időszakban megvaloacutesuloacute az iskola pedagoacutegiai programjaacuteba

beeacutepiacutetett bdquoneveleacutes- eacutes tanulaacutesszervezeacutesi egyseacutegrdquo (Erdei Iskola Konferencia)

Az erdei iskolaacuteban a gyerekek toumlbbnapos elfoglaltsaacuteg alkalmaacuteval teljesiacutetik a kitűzoumltt

feladatokat amikor is a hangsuacutely a sajaacutet tapasztalatszerzeacutesen alapuloacute tanulaacuteson van

A meacutereacutes tervezeacuteseacuteneacutel figyelembe kell vennuumlnk hogy a diaacutekok hajlamosak

leegyszerűsiacuteteni a tanulaacutest eacutes a kapott feladatot ezeacutert feladatmegoldaacutesra kell oumlsztoumlnoumlznuumlnk

őket hogy a maacuter megleacutevő ismereteiket aacutetgondoljaacutek eacutes kamatoztassaacutek

Ha egy osztaacutely vesz reacuteszt a meacutereacutesben 5-6 kisebb csoportot ceacutelszerű kialakiacutetani uacutegy hogy

minden csoportnak legyen egy koordinaacutetora aki feluumlgyeli a munkaacutet koumlzli az eredmeacutenyeket

Csoportonkeacutent kioszthatunk egy-egy teacutemaacutet melyet koumlnyvek szaklapok illetve az internet

segiacutetseacutegeacutevel dolgozhatnak ki a gyerekek

45

Ilyen kidolgozandoacute teacutemaacutek lehetnek

bull Energiatakareacutekossaacuteg- eacutes koumlrnyezetszennyezeacutes

bull A globaacutelis felmelegedeacutes

bull A napenergia szerepe

bull A napenergia hasznaacutelataacutenak előnyei eacutes haacutetraacutenyai

bull A kiacuteseacuterleti berendezeacutes oumlsszeaacutelliacutetaacutesa

bull Meacutereacutesi jegyzőkoumlnyv elkeacutesziacuteteacutese

Az eredmeacutenyt pl kiselőadaacutes formaacutejaacuteban oszthatjaacutek meg a toumlbbiekkel de keacutesziacutethetnek

weblapot is vagy PowerPointos vetiacuteteacutest

Mint az a leiacutertakboacutel is tuumlkroumlződik itt maacuter nemcsak egy bizonyos taacutergyroacutel esetuumlnkben a

fizikaacuteroacutel hanem egy egeacutesz műveltseacutegi teruumlletről van szoacute eacuterinthetjuumlk a csillagaacuteszat a keacutemia a

bioloacutegia eacutes az informatika tudomaacutenyaacutenak mezsgyeacutejeacutet eacuteppuacutegy mint a foumlldrajzeacutet

Fontos hogy miutaacuten kiosztottuk a feladatokat beszeacuteljuumlk meg a gyerekekkel hogy mik az

elvaacuteraacutesaink a munkaacutejukkal kapcsolatban Hallgassuk meg hogy ők mit gondolnak a

taniacutetaacutesroacutel milyen moacutedszereket hasznaacutelnaacutenak mikeacutent oldanaacutek meg a probleacutemaacutet (nemcsak a

meacutereacutessel kapcsolatban aacuteltalaacutenossaacutegban is) Gondolataikat gazdagiacutethatjuk sajaacutet oumltleteinkkel is

Veacuteguumll toumlrteacutenjen meg a meacutereacutes Ha ezt az iskola anyagi haacutettere felszereltseacutege megengedi

keacutesziacutetsuumlnk videofelveacutetelt az esemeacutenyről iacutegy keacutesőbb meg tudjuk beszeacutelni mi eacutes mieacutert toumlrteacutent

mit tettuumlnk joacutel mi az ami esetleg nem sikeruumllt hogyan lehetett volna maacuteskeacutepp elveacutegezni a

feladatot

A meacutereacutesi feladat utaacuten gondolkodtatoacute keacuterdeacuteseket szedek csokorba majd levezeteacuteskeacuteppen

egy kviacutez jaacuteteacutekkal meacuterhetjuumlk le a gyerekek tudaacutesaacutet

46

42 A napaacutellandoacute meacutereacutese

421 A napaacutellandoacute meghataacuterozaacutesa

Elmeacuteleti haacutetteacuter

A Foumlld legjelentősebb energiaforraacutesa a Nap A napsugaacuterzaacutesnak koumlszoumlnhető a

magasabbrendű eacutelet kialakulaacutesa eacutes fennmaradaacutesa melyhez a foumlldfelsziacuten eacutes a levegő

melegiacuteteacutese szuumlkseacuteges

A Nap gaacuteznemű főkeacutent plazma aacutellapotban levő hidrogeacutenből aacutelloacute gaacuteztoumlmb Belsejeacuteben

magfuacutezioacute biztosiacutetja a hőtermeleacutes energiaacutejaacutet A goumlmb alakuacute naptest kuumllső feluumllete az uacuten

fotoszfeacutera melynek hőmeacuterseacuteklete koumlzeliacutetőleg 6000 K

A sugaacuterzaacutes fizikai toumlrveacutenyei szerint a sugaacuterzoacute testek hőmeacuterseacuteklete fordiacutetottan araacutenyos az

aacuteltaluk kibocsaacutetott hullaacutemhosszokkal A magasabb hőmeacuterseacutekletű testek főkeacutent roumlvidebb

hullaacutemhosszuacute sugarakat bocsaacutetanak ki A Napboacutel eacuterkező sugaacuterzaacutes 200-3200 nm koumlzeacute esik

A Napboacutel a laacutethatoacute feacuteny tartomaacutenyaacuteba eső (400-700 nm) illetve annaacutel kisebb az ibolyaacutentuacuteli

(200-400 nm) eacutes nagyobb az infravoumlroumls (700-3200 nm) hullaacutemhosszuacute sugaacuterzaacutes egyaraacutent eacuteri a

Foumlldet Aacutertalmas sugaacuternyalaacutebok is eacuternek bennuumlnket ilyen az ibolyaacutentuacuteli sugaacuterzaacutes mely

sejtroncsoloacute hataacutesa miatt veszeacutelyt jelent a Foumlld eacutelővilaacutegaacutera Ezeket a kaacuteros sugarakat a leacutegkoumlr

felső reacuteszeacuten (kb 20-30 km magassaacutegban) talaacutelhatoacute haacuteromatomos oxigeacutenmolekulaacutekboacutel aacutelloacute

(O3) oacutezonreacuteteg tartja taacutevol a Foumlld felsziacuteneacutetől elnyelve azokat A hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls

sugarak egy reacuteszeacutet a viacutezgőz eacutes a szeacutendioxid nyeli el Az abszorpcioacute hőt termel eacutes kismeacuterteacutekű

felmelegedeacutessel jaacuter

A leacutegkoumlri energiaveszteseacuteg elsősorban a roumlvidhullaacutemuacute sugaraknaacutel jelentős Iacutegy a Foumlld

felsziacuteneacutere eacuterkező sugarak a hosszabb hullaacutemhosszak feleacute toloacutednak el Ezeacutert a legtoumlbb energiaacutet

szaacutelliacutetoacute sugarak a saacuterga feacutenynek megfelelő hullaacutemhosszban eacuterkeznek (055 microm) Mineacutel

alacsonyabban aacutell a Nap azaz mineacutel hosszabb utat tesznek meg sugarai a leacutegkoumlroumln aacutet annaacutel

erősebb az eltoloacutedaacutes a sziacutenskaacutelaacuten Ezeacutert laacutetjuk narancssaacuterga illetve voumlroumls sziacutenben lenyugodni

a Napot

A napsugaacuterzaacutesnak mintegy fele eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet A foumlldfelsziacutenre eacuterő napsugaacuterzaacutes

elnyelődve hőveacute alakul Ebből a hőből juttat a felsziacuten a levegő legalsoacute reacutetegeacutenek A Nap tehaacutet

veacutegeredmeacutenyben alulroacutel a foumlldfelsziacuten koumlzvetiacuteteacuteseacutevel melegiacuteti fel a levegőt

47

A napsugaacuterzaacutes haladaacutesi iraacutenyaacutera merőleges egyseacutegnyi feluumlletre időegyseacuteg alatt bizonyos

mennyiseacutegű energia esik Ez az uacuten napaacutellandoacute melynek napjainkban elfogadott eacuterteacuteke

1388Wm2 E sugaacuterzaacutesmennyiseacutegnek azonban csak egy reacutesze eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet

A sugaacuterzaacutes 23 -aacutet a leacutegkoumlri gaacutezok eacutes vendeacuteganyagok elnyelik eacutes hőveacute alakiacutetjaacutek 26 -a

pedig szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacutes a visszaverődeacutes aacuteltal a vilaacutegűrbe jut A foumlldfelsziacutent iacutegy a

sugaacuterzaacutes 51 -a eacuteri el A foumlldfelsziacuten a sugaacuterzaacutes 10-aacutet visszaveri melyből 5 a leacutegkoumlrben

elnyelődik 5 pedig a vilaacutegűrbe taacutevozik

wwwnaplopohu

31 aacutebra A napsugaacuterzaacutes foumlldi energiameacuterlege

A Foumlld sugaacuterzaacutesi haacuteztartaacutesa aacuteltalaacuteban kiegyenliacutetett de egyes pontokon időben vaacuteltozhat a

napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke Ennek egyik oka hogy a Foumlld forgaacutestengelye 235ordm-os szoumlget zaacuter be a

Nap koumlruumlli keringeacutes tengelyeacutevel Ennek koumlvetkezteacuteben vaacuteltozik a nappalok hossza ezaacuteltal a

napsuumlteacutes időtartama A Foumlld ellipszis alakuacute keringeacutesi paacutelyaacuteja miatt a Foumlld-Nap taacutevolsaacuteg

vaacuteltozoacute ennek koumlvetkezteacuteben kismeacuterteacutekben a napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke is vaacuteltozik

A napaacutellandoacute eacuterteacuteke tehaacutet melyet a koumlvetkezőkben fogunk meghataacuterozni megadja a Foumlld

egyseacutegnyi feluumlleteacutere időegyseacuteg alatt eső napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacutet melyet egyszerű

moacutedszerekkel iskolai koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt is meacuterni tudunk

48

4 Szakdolgozat szakmoacutedszertani fejezet

41 A napenergia taniacutetaacutesaacutenak lehetőseacutegei 411 Bevezeteacutes

Napjainkban a koumlrnyezetuumlnket eacutes rajta keresztuumll bennuumlnket embereket eacuterintő globaacutelis

probleacutemaacutekra igyekszuumlnk egyre nagyobb hangsuacutelyt fektetni Ennek szuumlkseacutegszerűseacutege nem

vitatott a koumlrnyezetszennyezeacutes koumlvetkezmeacutenyekeacutent az uumlveghaacutezhataacutes a fosszilis

energiaforraacutesok kimeruumlleacutese az oacutezonpajzs ritkulaacutesa a globaacutelis felmelegedeacutes teacutemaacuteja (hogy csak

a leggyakoribbakat emliacutetsem) reacutegoacuteta ad munkaacutet a tudoacutesoknak kutatoacuteknak Ezek a keacuterdeacutesek a

meacutediaacuten keresztuumll szeacuteles reacutetegekhez eljutnak utat nyitva a koumlzoumls cselekveacutes lehetőseacutegeacutenek

Ebben a folyamatban segiacutethetuumlnk mi tanaacuterok szerepet vaacutellalva a joumlvő nemzedeacutek

szemleacuteletmoacutedjaacutenak kialakiacutetaacutesaacuteban koumlrnyezeteacutehez valoacute viszonyulaacutesaacuteban

Maacuter gyermekkorban fontos elkezdeni a gyerekek koumlrnyezeti neveleacuteseacutet a termeacuteszettel valoacute

kapcsolat eacutelmeacutenye a megfigyeleacutesek kiacuteseacuterletek tapasztalaacutesok mind- mind maradandoacute nyomot

hagynak eacutes segiacutetik a keacutesőbbi helyes eacuterteacutekrend kialakulaacutesaacutet

Ennek a szemleacuteletformaacutelaacutesnak fontos szereplői a koumlrnyezeti nevelők

Reacutegebben a koumlrnyezeti neveleacutes tartalmaacutet a koumlrnyezetről koumlrnyezetben koumlrnyezeteacutert

tanulaacutes oumlsszefuumlggő fogalomrendszere jelentette

A koumlrnyezetről szoacuteloacute neveleacutes a termeacuteszet eacuterteacutekeiről illetve a koumlrnyezetveacutedelmi probleacutemaacutek

lehetseacuteges megoldaacutesok ismeretanyagaacutenak koumlzvetiacuteteacuteseacutet jelenti

A koumlrnyezetben neveleacutes perspektiacutevaacutet nyuacutejt a kutataacutes vizsgaacuteloacutedaacutes kommunikaacutecioacutes keacuteszseacutegek

fejleszteacuteseacutere eacutes magaacuteba foglalja a maacuter fent emliacutetett eacutelmeacutenyszerzeacutes lehetőseacutegeacutet

A koumlrnyezeteacutert neveleacutes a felelősseacutegtudat kialakiacutetaacutesaacutet ceacutelozza meg de kiterjed a testi-lelki

egeacuteszseacutegneveleacutesre az emberi egyuumltteacuteleacutes keacuteszseacutegeacutenek fejleszteacuteseacutere

A ceacutel a bdquokoumlrnyezeti polgaacuterraacuterdquo neveleacutes mely sokreacutetű felelősseacutegteljes feladat olyan taniacutetaacutesi

folyamatot jelent melynek szerves reacutesze a fenntarthatoacute fejlődeacutes tudaacutesanyagaacutenak aacutetadaacutesa

ehhez kapcsoloacutedoacutean pedig fontos az egyuumlttműkoumldeacutes a koumlzoumls cselekveacutes mikeacutentjeacutenek

megtaniacutetaacutesa a konfliktus helyzetek kezeleacuteseacutenek elsajaacutetiacutetaacutesa

bdquoA koumlrnyezeti neveleacutes ceacutelja a koumlrnyezettudatos magatartaacutes a koumlrnyezeteacutert felelős eacuteletvitel

elősegiacuteteacutese Taacutevolabbroacutel neacutezve a koumlrnyezeti neveleacutes a termeacuteszet ndash s benne az emberi

taacutersadalom ndash harmoacuteniaacutejaacutenak megőrzeacuteseacutet fenntartaacutesaacutet ceacutelozza Ceacutelja az eacutepiacutetett taacutersadalmi

42

koumlrnyezet az embert tisztelő szokaacutesrendszer eacuterzelmi eszteacutetikai eacutes erkoumllcsi megalapozaacutesardquo

(Nemzeti Koumlrnyezeti Neveleacutesi Strateacutegia OM segeacutedlet)

A koumlrnyezeti neveleacutes veacutegbemehet az iskola falain beluumll vagy iskolaacuten kiacutevuumll A

hagyomaacutenyos tanoacuterai foglalkozaacutesok alkalmaacuteval az oumlsszes taacutergyra kiterjedő integraacutecioacutet

alkalmazhatunk

Tanoacuteraacuten kiacutevuumlli programkeacutent a teacutemanap eacutes a teacutemaheacutet emliacutethető amikor kivaacutelasztunk egy

teacutemaacutet eacutes a nap folyamaacuten vagy akaacuter egy heacuteten keresztuumll e koumlreacute a teacutema koumlreacute csoportosiacutetjuk a

taniacutetandoacute ismeretanyagot ami lehetőseacuteget ad a teacutema kuumlloumlnboumlző szemszoumlgből valoacute

megkoumlzeliacuteteacuteseacutere Szakkoumlr tartaacutesakor jobban elmeacutelyedhetuumlnk egy teacutemakoumlrben a kiaacutelliacutetaacutesok eacutes

veteacutelkedők szervezeacutese pedig alkalmat nyuacutejt a gyerekek szaacutemaacutera kreativitaacutesuk kifejezeacuteseacutere

fejleszteacuteseacutere

Az iskolaacuten kiacutevuumlli neveleacutesi programok soraacuten roumlvidebb eacutes hosszabb időtartamuacute

foglalkozaacutesokat lehet szervezni Ilyenek pl a roumlvidebb jellegű terepgyakorlatok taacutejseacutetaacutek

hivatalos inteacutezmeacutenyek (ploumlnkormaacutenyzat) laacutetogataacutesa vagy a nagyobb leacutelegzetveacutetelű eacuteves

iskolai programba beilleszthető toumlbbnapos terepgyakorlat tanulmaacutenyi kiraacutendulaacutes veacuteguumll de

nem utolsoacute sorban az erdei iskola

A koumlrnyezeti neveleacutes moacutedszerei sziacutenes palettaacutet vonultatnak fel alapmoacutedszer a frontaacutelis

taniacutetaacutes mely lehet beszeacutelgeteacutes keacuterdve kifejteacutes vagy előadaacutes

A gyerekek motivaacutelaacutesaacutet ceacutelozza meg a paacutermunka csoportmunka eacutes a kuumlloumlnboumlző jaacuteteacutekos

teveacutekenyseacutegek A kutataacutes felfedezeacutes oumlroumlmeacutet a kiacuteseacuterletezeacutes sajaacutet meacutereacutes moacutedszereacutevel eacuterhetjuumlk

el miacuteg a vitafoacuterumok szituaacutecioacutes jaacuteteacutekok fejlesztik a gyerekek kifejezőkeacuteszseacutegeacutet eacutes

gondolkodaacutesra oumlsztoumlnoumlznek

Az Internet hasznaacutelata sokat segiacutet az informaacutecioacutek begyűjteacuteseacuteben eacutes amellett hogy a gyerekek

technikai tudaacutesaacutet bőviacuteti a taacutersaikkal valoacute kapcsolattartaacutest is segiacuteti ez pl egy komolyabb

paacutelyaacutezat vagy verseny amely iskolaacutek vagy akaacuter nemzetek iskolaacutei koumlzoumltt is megrendezeacutesre

keruumllhet soraacuten nyer bizonyiacutetaacutest

bdquo Egy ma szuumlletett gyermek szereplő haszoneacutelvező eacutes aacuteldozat is lehet a vilaacuteg

szoumlveveacutenyeacuteben eacutes jogosan teheti fel a keacuterdeacutest Mieacutert nem figyelmeztettek Mieacutert nem

taniacutetottak jobban Mieacutert nem beszeacuteltek nekem tanaacuteraim ezekről a probleacutemaacutekroacutel eacutes mieacutert nem

jelezteacutek szaacutemomra hogy viselkedeacutesem egy koumllcsoumlnoumls fuumlggőseacutegben eacutelő faj ndash az emberi faj ndash

egyik egyedeacuteeacuterdquo(RMuller)

Szakdolgozatomban a meguacutejuloacute energiaforraacutesokkal azon beluumll is a napenergia

hasznosiacutethatoacutesaacutegaacuteval foglalkoztam az ebben rejlő pedagoacutegiai lehetőseacutegeket vaacutezolom fel a

koumlvetkezőkben

43

Ezzel a teacutemakoumlrrel toumlbbszoumlr talaacutelkozhatnak a gyerekek iskolai eacuteveik folyamaacuten baacuter inkaacutebb

csak eacuterintőlegesen az idő szűkoumlsseacutege nem engedi meg a teacutemaacuteban valoacute elmeacutelyuumlleacutest

Erre leginkaacutebb a nyaacuteri taacuteboroztataacutesok osztaacutelykiraacutendulaacutesok alkalmaacuteval nyiacutelik lehetőseacuteg de a

napenergia taniacutetaacutesaacutenak az erdei iskola is kivaacuteloacute sziacutentere lehet

Kiegeacutesziacutető anyagreacuteszkeacutent a legtoumlbb eacutevfolyamon taniacutethatoacute szem előtt tartva a kuumlloumlnboumlző

eacuteletkori sajaacutetossaacutegokat

A napenergia fogalmaacutet toumlbb tantaacutergy oktataacutesakor is meg lehet ismertetni fizika keacutemia

foumlldrajz oacuteraacuten energetikai oldalroacutel eacuterdemes bevezetni a teacutemaacutet

Fontos tisztaacutezni a fogalmakat az egyszerűbbtől a bonyolultabb feleacute haladni hogy a gyerekek

fel tudjaacutek eacutepiacuteteni logikailag magukban a tanultakat A frontaacutelis taniacutetaacutes mellett nagy

jelentőseacuteget tulajdoniacutetok a csoportmunkaacutenak a jaacuteteacutekos megkoumlzeliacuteteacutesnek kuumlloumlnoumlsen az alsoacutebb

eacutevfolyamokon

Az alaacutebbiakban aacutettekinteacutest nyuacutejtok a meguacutejuloacute energiaforraacutesok a napenergia tanrendbe

valoacute beilleszteacuteseacutenek lehetőseacutegeiről

A napenergia teacutemakoumlreacutenek előfordulaacutesa az egyes eacutevfolyamokon

7 eacutevfolyamon fizika oacuteraacuten az energia-megmaradaacutes teacutemakoumlroumln beluumll lehet bevezetni a

napenergia teacutemaacutejaacutet Az energia-megmaradaacutes tudatosiacutetaacutesa soraacuten eacuterzeacutekeltetni kell az

energiakeacuteszletek veacutegesseacutegeacutet az energiatakareacutekossaacuteg fontossaacutegaacutet

8 eacutevfolyamon fizika oacuteraacuten az elektromos munka eacutes az elektromos teljesiacutetmeacuteny teacutemakoumlroumln

beluumll lehet beszeacutelni az energiatakareacutekos eacuteletmoacutedroacutel iacutegy a napenergia hasznaacutelataacutenak

lehetőseacutegeiről

8 eacutevfolyamon keacutemia oacuteraacuten koumlrnyezeti keacutemia teacutemakoumlrben a meguacutejuloacute energiahordozoacutek eacutes

az energiatakareacutekossaacuteg taniacutetaacutesa kapcsaacuten vethetjuumlk fel a teacutemaacutet

9 eacutevfolyamon foumllduumlnk eacutes koumlrnyezetuumlnk (foumlldrajz) oacuteraacuten a geoszfeacuteraacutek foumlldrajza teacutemakoumlrben

lehet beszeacutelni a Foumlld energiahaacuteztartaacutesaacuteroacutel

44

10 eacutevfolyamon szinteacuten foumllduumlnk eacutes koumlrnyezetuumlnk oacuteraacuten taniacutetjuk a globaacutelis koumlrnyezeti

probleacutemaacutek foumlldrajzi vonatkozaacutesait itt lehet beszeacutelni a nyersanyag eacutes energiavaacutelsaacuteg

problematikaacutejaacutenak kapcsaacuten a napenergia hasznaacutelataacutenak szuumlkseacutegszerűseacutegeacuteről

10 eacutevfolyam keacutemia oacuteraacutejaacuten koumlrnyezeti keacutemia teacutemakoumlrben szoacute esik az

energiagazdaacutelkodaacutesroacutel a fosszilis hasadoacute eacutes meguacutejuloacute energiaforraacutesok előnyeiről eacutes

haacutetraacutenyairoacutel

11 eacutevfolyamosok fizika oacuteraacuten a feacuteny kettős termeacuteszete teacutemakoumlrneacutel talaacutelkozhatnak a

napenergiaacuteval a napelem mint meguacutejuloacute energiaforraacutes taacutergyalaacutesakor (Schroacuteth Aacute 2004)

412 A napaacutellandoacute meacutereacuteseacutenek megtervezeacutese

A koumlvetkezőkben a napenergia megismereacuteseacutet kiegeacutesziacutető a teacutemaacuteban valoacute elmeacutelyuumlleacutest

segiacutető napaacutellandoacute meacutereacutes leiacuteraacutesaacutet tűztem ki ceacutelul

Ismertetem a meacutereacutes elmeacuteleti haacutettereacutet majd a megvaloacutesiacutetaacutessal kapcsolatos moacutedszertani

lehetőseacutegeket A meacutereacutest projekt moacutedszer alkalmazaacutesaacuteval veacutegzem a fizika oacuteraacutekhoz

kapcsoloacutedoacutean egyeacutebkeacutent a helyi tantervtől fuumlgg hogy milyen tantaacutergy taniacutetaacutesaacuteban

hasznaacutelhatoacute A ceacutelkorosztaacutely a 9-12 eacutevfolyam de alsoacutebb eacutevfolyamoknaacutel is hasznos lehet

Komplex feladatroacutel van szoacute a kivitelezeacutes min 4-5 taniacutetaacutesi oacuteraacutet igeacutenybe vesz ezeacutert eacuterdemes

toumlbb napos kiraacutendulaacutes keretei koumlzoumltt vagy erdei iskolaacuteban alkalmazni de veacutegrehajthatoacute

szakkoumlri foglalkozaacutes kereteacuteben is

Az erdei iskola a szorgalmi időszakban megvaloacutesuloacute az iskola pedagoacutegiai programjaacuteba

beeacutepiacutetett bdquoneveleacutes- eacutes tanulaacutesszervezeacutesi egyseacutegrdquo (Erdei Iskola Konferencia)

Az erdei iskolaacuteban a gyerekek toumlbbnapos elfoglaltsaacuteg alkalmaacuteval teljesiacutetik a kitűzoumltt

feladatokat amikor is a hangsuacutely a sajaacutet tapasztalatszerzeacutesen alapuloacute tanulaacuteson van

A meacutereacutes tervezeacuteseacuteneacutel figyelembe kell vennuumlnk hogy a diaacutekok hajlamosak

leegyszerűsiacuteteni a tanulaacutest eacutes a kapott feladatot ezeacutert feladatmegoldaacutesra kell oumlsztoumlnoumlznuumlnk

őket hogy a maacuter megleacutevő ismereteiket aacutetgondoljaacutek eacutes kamatoztassaacutek

Ha egy osztaacutely vesz reacuteszt a meacutereacutesben 5-6 kisebb csoportot ceacutelszerű kialakiacutetani uacutegy hogy

minden csoportnak legyen egy koordinaacutetora aki feluumlgyeli a munkaacutet koumlzli az eredmeacutenyeket

Csoportonkeacutent kioszthatunk egy-egy teacutemaacutet melyet koumlnyvek szaklapok illetve az internet

segiacutetseacutegeacutevel dolgozhatnak ki a gyerekek

45

Ilyen kidolgozandoacute teacutemaacutek lehetnek

bull Energiatakareacutekossaacuteg- eacutes koumlrnyezetszennyezeacutes

bull A globaacutelis felmelegedeacutes

bull A napenergia szerepe

bull A napenergia hasznaacutelataacutenak előnyei eacutes haacutetraacutenyai

bull A kiacuteseacuterleti berendezeacutes oumlsszeaacutelliacutetaacutesa

bull Meacutereacutesi jegyzőkoumlnyv elkeacutesziacuteteacutese

Az eredmeacutenyt pl kiselőadaacutes formaacutejaacuteban oszthatjaacutek meg a toumlbbiekkel de keacutesziacutethetnek

weblapot is vagy PowerPointos vetiacuteteacutest

Mint az a leiacutertakboacutel is tuumlkroumlződik itt maacuter nemcsak egy bizonyos taacutergyroacutel esetuumlnkben a

fizikaacuteroacutel hanem egy egeacutesz műveltseacutegi teruumlletről van szoacute eacuterinthetjuumlk a csillagaacuteszat a keacutemia a

bioloacutegia eacutes az informatika tudomaacutenyaacutenak mezsgyeacutejeacutet eacuteppuacutegy mint a foumlldrajzeacutet

Fontos hogy miutaacuten kiosztottuk a feladatokat beszeacuteljuumlk meg a gyerekekkel hogy mik az

elvaacuteraacutesaink a munkaacutejukkal kapcsolatban Hallgassuk meg hogy ők mit gondolnak a

taniacutetaacutesroacutel milyen moacutedszereket hasznaacutelnaacutenak mikeacutent oldanaacutek meg a probleacutemaacutet (nemcsak a

meacutereacutessel kapcsolatban aacuteltalaacutenossaacutegban is) Gondolataikat gazdagiacutethatjuk sajaacutet oumltleteinkkel is

Veacuteguumll toumlrteacutenjen meg a meacutereacutes Ha ezt az iskola anyagi haacutettere felszereltseacutege megengedi

keacutesziacutetsuumlnk videofelveacutetelt az esemeacutenyről iacutegy keacutesőbb meg tudjuk beszeacutelni mi eacutes mieacutert toumlrteacutent

mit tettuumlnk joacutel mi az ami esetleg nem sikeruumllt hogyan lehetett volna maacuteskeacutepp elveacutegezni a

feladatot

A meacutereacutesi feladat utaacuten gondolkodtatoacute keacuterdeacuteseket szedek csokorba majd levezeteacuteskeacuteppen

egy kviacutez jaacuteteacutekkal meacuterhetjuumlk le a gyerekek tudaacutesaacutet

46

42 A napaacutellandoacute meacutereacutese

421 A napaacutellandoacute meghataacuterozaacutesa

Elmeacuteleti haacutetteacuter

A Foumlld legjelentősebb energiaforraacutesa a Nap A napsugaacuterzaacutesnak koumlszoumlnhető a

magasabbrendű eacutelet kialakulaacutesa eacutes fennmaradaacutesa melyhez a foumlldfelsziacuten eacutes a levegő

melegiacuteteacutese szuumlkseacuteges

A Nap gaacuteznemű főkeacutent plazma aacutellapotban levő hidrogeacutenből aacutelloacute gaacuteztoumlmb Belsejeacuteben

magfuacutezioacute biztosiacutetja a hőtermeleacutes energiaacutejaacutet A goumlmb alakuacute naptest kuumllső feluumllete az uacuten

fotoszfeacutera melynek hőmeacuterseacuteklete koumlzeliacutetőleg 6000 K

A sugaacuterzaacutes fizikai toumlrveacutenyei szerint a sugaacuterzoacute testek hőmeacuterseacuteklete fordiacutetottan araacutenyos az

aacuteltaluk kibocsaacutetott hullaacutemhosszokkal A magasabb hőmeacuterseacutekletű testek főkeacutent roumlvidebb

hullaacutemhosszuacute sugarakat bocsaacutetanak ki A Napboacutel eacuterkező sugaacuterzaacutes 200-3200 nm koumlzeacute esik

A Napboacutel a laacutethatoacute feacuteny tartomaacutenyaacuteba eső (400-700 nm) illetve annaacutel kisebb az ibolyaacutentuacuteli

(200-400 nm) eacutes nagyobb az infravoumlroumls (700-3200 nm) hullaacutemhosszuacute sugaacuterzaacutes egyaraacutent eacuteri a

Foumlldet Aacutertalmas sugaacuternyalaacutebok is eacuternek bennuumlnket ilyen az ibolyaacutentuacuteli sugaacuterzaacutes mely

sejtroncsoloacute hataacutesa miatt veszeacutelyt jelent a Foumlld eacutelővilaacutegaacutera Ezeket a kaacuteros sugarakat a leacutegkoumlr

felső reacuteszeacuten (kb 20-30 km magassaacutegban) talaacutelhatoacute haacuteromatomos oxigeacutenmolekulaacutekboacutel aacutelloacute

(O3) oacutezonreacuteteg tartja taacutevol a Foumlld felsziacuteneacutetől elnyelve azokat A hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls

sugarak egy reacuteszeacutet a viacutezgőz eacutes a szeacutendioxid nyeli el Az abszorpcioacute hőt termel eacutes kismeacuterteacutekű

felmelegedeacutessel jaacuter

A leacutegkoumlri energiaveszteseacuteg elsősorban a roumlvidhullaacutemuacute sugaraknaacutel jelentős Iacutegy a Foumlld

felsziacuteneacutere eacuterkező sugarak a hosszabb hullaacutemhosszak feleacute toloacutednak el Ezeacutert a legtoumlbb energiaacutet

szaacutelliacutetoacute sugarak a saacuterga feacutenynek megfelelő hullaacutemhosszban eacuterkeznek (055 microm) Mineacutel

alacsonyabban aacutell a Nap azaz mineacutel hosszabb utat tesznek meg sugarai a leacutegkoumlroumln aacutet annaacutel

erősebb az eltoloacutedaacutes a sziacutenskaacutelaacuten Ezeacutert laacutetjuk narancssaacuterga illetve voumlroumls sziacutenben lenyugodni

a Napot

A napsugaacuterzaacutesnak mintegy fele eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet A foumlldfelsziacutenre eacuterő napsugaacuterzaacutes

elnyelődve hőveacute alakul Ebből a hőből juttat a felsziacuten a levegő legalsoacute reacutetegeacutenek A Nap tehaacutet

veacutegeredmeacutenyben alulroacutel a foumlldfelsziacuten koumlzvetiacuteteacuteseacutevel melegiacuteti fel a levegőt

47

A napsugaacuterzaacutes haladaacutesi iraacutenyaacutera merőleges egyseacutegnyi feluumlletre időegyseacuteg alatt bizonyos

mennyiseacutegű energia esik Ez az uacuten napaacutellandoacute melynek napjainkban elfogadott eacuterteacuteke

1388Wm2 E sugaacuterzaacutesmennyiseacutegnek azonban csak egy reacutesze eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet

A sugaacuterzaacutes 23 -aacutet a leacutegkoumlri gaacutezok eacutes vendeacuteganyagok elnyelik eacutes hőveacute alakiacutetjaacutek 26 -a

pedig szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacutes a visszaverődeacutes aacuteltal a vilaacutegűrbe jut A foumlldfelsziacutent iacutegy a

sugaacuterzaacutes 51 -a eacuteri el A foumlldfelsziacuten a sugaacuterzaacutes 10-aacutet visszaveri melyből 5 a leacutegkoumlrben

elnyelődik 5 pedig a vilaacutegűrbe taacutevozik

wwwnaplopohu

31 aacutebra A napsugaacuterzaacutes foumlldi energiameacuterlege

A Foumlld sugaacuterzaacutesi haacuteztartaacutesa aacuteltalaacuteban kiegyenliacutetett de egyes pontokon időben vaacuteltozhat a

napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke Ennek egyik oka hogy a Foumlld forgaacutestengelye 235ordm-os szoumlget zaacuter be a

Nap koumlruumlli keringeacutes tengelyeacutevel Ennek koumlvetkezteacuteben vaacuteltozik a nappalok hossza ezaacuteltal a

napsuumlteacutes időtartama A Foumlld ellipszis alakuacute keringeacutesi paacutelyaacuteja miatt a Foumlld-Nap taacutevolsaacuteg

vaacuteltozoacute ennek koumlvetkezteacuteben kismeacuterteacutekben a napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke is vaacuteltozik

A napaacutellandoacute eacuterteacuteke tehaacutet melyet a koumlvetkezőkben fogunk meghataacuterozni megadja a Foumlld

egyseacutegnyi feluumlleteacutere időegyseacuteg alatt eső napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacutet melyet egyszerű

moacutedszerekkel iskolai koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt is meacuterni tudunk

48

koumlrnyezet az embert tisztelő szokaacutesrendszer eacuterzelmi eszteacutetikai eacutes erkoumllcsi megalapozaacutesardquo

(Nemzeti Koumlrnyezeti Neveleacutesi Strateacutegia OM segeacutedlet)

A koumlrnyezeti neveleacutes veacutegbemehet az iskola falain beluumll vagy iskolaacuten kiacutevuumll A

hagyomaacutenyos tanoacuterai foglalkozaacutesok alkalmaacuteval az oumlsszes taacutergyra kiterjedő integraacutecioacutet

alkalmazhatunk

Tanoacuteraacuten kiacutevuumlli programkeacutent a teacutemanap eacutes a teacutemaheacutet emliacutethető amikor kivaacutelasztunk egy

teacutemaacutet eacutes a nap folyamaacuten vagy akaacuter egy heacuteten keresztuumll e koumlreacute a teacutema koumlreacute csoportosiacutetjuk a

taniacutetandoacute ismeretanyagot ami lehetőseacuteget ad a teacutema kuumlloumlnboumlző szemszoumlgből valoacute

megkoumlzeliacuteteacuteseacutere Szakkoumlr tartaacutesakor jobban elmeacutelyedhetuumlnk egy teacutemakoumlrben a kiaacutelliacutetaacutesok eacutes

veteacutelkedők szervezeacutese pedig alkalmat nyuacutejt a gyerekek szaacutemaacutera kreativitaacutesuk kifejezeacuteseacutere

fejleszteacuteseacutere

Az iskolaacuten kiacutevuumlli neveleacutesi programok soraacuten roumlvidebb eacutes hosszabb időtartamuacute

foglalkozaacutesokat lehet szervezni Ilyenek pl a roumlvidebb jellegű terepgyakorlatok taacutejseacutetaacutek

hivatalos inteacutezmeacutenyek (ploumlnkormaacutenyzat) laacutetogataacutesa vagy a nagyobb leacutelegzetveacutetelű eacuteves

iskolai programba beilleszthető toumlbbnapos terepgyakorlat tanulmaacutenyi kiraacutendulaacutes veacuteguumll de

nem utolsoacute sorban az erdei iskola

A koumlrnyezeti neveleacutes moacutedszerei sziacutenes palettaacutet vonultatnak fel alapmoacutedszer a frontaacutelis

taniacutetaacutes mely lehet beszeacutelgeteacutes keacuterdve kifejteacutes vagy előadaacutes

A gyerekek motivaacutelaacutesaacutet ceacutelozza meg a paacutermunka csoportmunka eacutes a kuumlloumlnboumlző jaacuteteacutekos

teveacutekenyseacutegek A kutataacutes felfedezeacutes oumlroumlmeacutet a kiacuteseacuterletezeacutes sajaacutet meacutereacutes moacutedszereacutevel eacuterhetjuumlk

el miacuteg a vitafoacuterumok szituaacutecioacutes jaacuteteacutekok fejlesztik a gyerekek kifejezőkeacuteszseacutegeacutet eacutes

gondolkodaacutesra oumlsztoumlnoumlznek

Az Internet hasznaacutelata sokat segiacutet az informaacutecioacutek begyűjteacuteseacuteben eacutes amellett hogy a gyerekek

technikai tudaacutesaacutet bőviacuteti a taacutersaikkal valoacute kapcsolattartaacutest is segiacuteti ez pl egy komolyabb

paacutelyaacutezat vagy verseny amely iskolaacutek vagy akaacuter nemzetek iskolaacutei koumlzoumltt is megrendezeacutesre

keruumllhet soraacuten nyer bizonyiacutetaacutest

bdquo Egy ma szuumlletett gyermek szereplő haszoneacutelvező eacutes aacuteldozat is lehet a vilaacuteg

szoumlveveacutenyeacuteben eacutes jogosan teheti fel a keacuterdeacutest Mieacutert nem figyelmeztettek Mieacutert nem

taniacutetottak jobban Mieacutert nem beszeacuteltek nekem tanaacuteraim ezekről a probleacutemaacutekroacutel eacutes mieacutert nem

jelezteacutek szaacutemomra hogy viselkedeacutesem egy koumllcsoumlnoumls fuumlggőseacutegben eacutelő faj ndash az emberi faj ndash

egyik egyedeacuteeacuterdquo(RMuller)

Szakdolgozatomban a meguacutejuloacute energiaforraacutesokkal azon beluumll is a napenergia

hasznosiacutethatoacutesaacutegaacuteval foglalkoztam az ebben rejlő pedagoacutegiai lehetőseacutegeket vaacutezolom fel a

koumlvetkezőkben

43

Ezzel a teacutemakoumlrrel toumlbbszoumlr talaacutelkozhatnak a gyerekek iskolai eacuteveik folyamaacuten baacuter inkaacutebb

csak eacuterintőlegesen az idő szűkoumlsseacutege nem engedi meg a teacutemaacuteban valoacute elmeacutelyuumlleacutest

Erre leginkaacutebb a nyaacuteri taacuteboroztataacutesok osztaacutelykiraacutendulaacutesok alkalmaacuteval nyiacutelik lehetőseacuteg de a

napenergia taniacutetaacutesaacutenak az erdei iskola is kivaacuteloacute sziacutentere lehet

Kiegeacutesziacutető anyagreacuteszkeacutent a legtoumlbb eacutevfolyamon taniacutethatoacute szem előtt tartva a kuumlloumlnboumlző

eacuteletkori sajaacutetossaacutegokat

A napenergia fogalmaacutet toumlbb tantaacutergy oktataacutesakor is meg lehet ismertetni fizika keacutemia

foumlldrajz oacuteraacuten energetikai oldalroacutel eacuterdemes bevezetni a teacutemaacutet

Fontos tisztaacutezni a fogalmakat az egyszerűbbtől a bonyolultabb feleacute haladni hogy a gyerekek

fel tudjaacutek eacutepiacuteteni logikailag magukban a tanultakat A frontaacutelis taniacutetaacutes mellett nagy

jelentőseacuteget tulajdoniacutetok a csoportmunkaacutenak a jaacuteteacutekos megkoumlzeliacuteteacutesnek kuumlloumlnoumlsen az alsoacutebb

eacutevfolyamokon

Az alaacutebbiakban aacutettekinteacutest nyuacutejtok a meguacutejuloacute energiaforraacutesok a napenergia tanrendbe

valoacute beilleszteacuteseacutenek lehetőseacutegeiről

A napenergia teacutemakoumlreacutenek előfordulaacutesa az egyes eacutevfolyamokon

7 eacutevfolyamon fizika oacuteraacuten az energia-megmaradaacutes teacutemakoumlroumln beluumll lehet bevezetni a

napenergia teacutemaacutejaacutet Az energia-megmaradaacutes tudatosiacutetaacutesa soraacuten eacuterzeacutekeltetni kell az

energiakeacuteszletek veacutegesseacutegeacutet az energiatakareacutekossaacuteg fontossaacutegaacutet

8 eacutevfolyamon fizika oacuteraacuten az elektromos munka eacutes az elektromos teljesiacutetmeacuteny teacutemakoumlroumln

beluumll lehet beszeacutelni az energiatakareacutekos eacuteletmoacutedroacutel iacutegy a napenergia hasznaacutelataacutenak

lehetőseacutegeiről

8 eacutevfolyamon keacutemia oacuteraacuten koumlrnyezeti keacutemia teacutemakoumlrben a meguacutejuloacute energiahordozoacutek eacutes

az energiatakareacutekossaacuteg taniacutetaacutesa kapcsaacuten vethetjuumlk fel a teacutemaacutet

9 eacutevfolyamon foumllduumlnk eacutes koumlrnyezetuumlnk (foumlldrajz) oacuteraacuten a geoszfeacuteraacutek foumlldrajza teacutemakoumlrben

lehet beszeacutelni a Foumlld energiahaacuteztartaacutesaacuteroacutel

44

10 eacutevfolyamon szinteacuten foumllduumlnk eacutes koumlrnyezetuumlnk oacuteraacuten taniacutetjuk a globaacutelis koumlrnyezeti

probleacutemaacutek foumlldrajzi vonatkozaacutesait itt lehet beszeacutelni a nyersanyag eacutes energiavaacutelsaacuteg

problematikaacutejaacutenak kapcsaacuten a napenergia hasznaacutelataacutenak szuumlkseacutegszerűseacutegeacuteről

10 eacutevfolyam keacutemia oacuteraacutejaacuten koumlrnyezeti keacutemia teacutemakoumlrben szoacute esik az

energiagazdaacutelkodaacutesroacutel a fosszilis hasadoacute eacutes meguacutejuloacute energiaforraacutesok előnyeiről eacutes

haacutetraacutenyairoacutel

11 eacutevfolyamosok fizika oacuteraacuten a feacuteny kettős termeacuteszete teacutemakoumlrneacutel talaacutelkozhatnak a

napenergiaacuteval a napelem mint meguacutejuloacute energiaforraacutes taacutergyalaacutesakor (Schroacuteth Aacute 2004)

412 A napaacutellandoacute meacutereacuteseacutenek megtervezeacutese

A koumlvetkezőkben a napenergia megismereacuteseacutet kiegeacutesziacutető a teacutemaacuteban valoacute elmeacutelyuumlleacutest

segiacutető napaacutellandoacute meacutereacutes leiacuteraacutesaacutet tűztem ki ceacutelul

Ismertetem a meacutereacutes elmeacuteleti haacutettereacutet majd a megvaloacutesiacutetaacutessal kapcsolatos moacutedszertani

lehetőseacutegeket A meacutereacutest projekt moacutedszer alkalmazaacutesaacuteval veacutegzem a fizika oacuteraacutekhoz

kapcsoloacutedoacutean egyeacutebkeacutent a helyi tantervtől fuumlgg hogy milyen tantaacutergy taniacutetaacutesaacuteban

hasznaacutelhatoacute A ceacutelkorosztaacutely a 9-12 eacutevfolyam de alsoacutebb eacutevfolyamoknaacutel is hasznos lehet

Komplex feladatroacutel van szoacute a kivitelezeacutes min 4-5 taniacutetaacutesi oacuteraacutet igeacutenybe vesz ezeacutert eacuterdemes

toumlbb napos kiraacutendulaacutes keretei koumlzoumltt vagy erdei iskolaacuteban alkalmazni de veacutegrehajthatoacute

szakkoumlri foglalkozaacutes kereteacuteben is

Az erdei iskola a szorgalmi időszakban megvaloacutesuloacute az iskola pedagoacutegiai programjaacuteba

beeacutepiacutetett bdquoneveleacutes- eacutes tanulaacutesszervezeacutesi egyseacutegrdquo (Erdei Iskola Konferencia)

Az erdei iskolaacuteban a gyerekek toumlbbnapos elfoglaltsaacuteg alkalmaacuteval teljesiacutetik a kitűzoumltt

feladatokat amikor is a hangsuacutely a sajaacutet tapasztalatszerzeacutesen alapuloacute tanulaacuteson van

A meacutereacutes tervezeacuteseacuteneacutel figyelembe kell vennuumlnk hogy a diaacutekok hajlamosak

leegyszerűsiacuteteni a tanulaacutest eacutes a kapott feladatot ezeacutert feladatmegoldaacutesra kell oumlsztoumlnoumlznuumlnk

őket hogy a maacuter megleacutevő ismereteiket aacutetgondoljaacutek eacutes kamatoztassaacutek

Ha egy osztaacutely vesz reacuteszt a meacutereacutesben 5-6 kisebb csoportot ceacutelszerű kialakiacutetani uacutegy hogy

minden csoportnak legyen egy koordinaacutetora aki feluumlgyeli a munkaacutet koumlzli az eredmeacutenyeket

Csoportonkeacutent kioszthatunk egy-egy teacutemaacutet melyet koumlnyvek szaklapok illetve az internet

segiacutetseacutegeacutevel dolgozhatnak ki a gyerekek

45

Ilyen kidolgozandoacute teacutemaacutek lehetnek

bull Energiatakareacutekossaacuteg- eacutes koumlrnyezetszennyezeacutes

bull A globaacutelis felmelegedeacutes

bull A napenergia szerepe

bull A napenergia hasznaacutelataacutenak előnyei eacutes haacutetraacutenyai

bull A kiacuteseacuterleti berendezeacutes oumlsszeaacutelliacutetaacutesa

bull Meacutereacutesi jegyzőkoumlnyv elkeacutesziacuteteacutese

Az eredmeacutenyt pl kiselőadaacutes formaacutejaacuteban oszthatjaacutek meg a toumlbbiekkel de keacutesziacutethetnek

weblapot is vagy PowerPointos vetiacuteteacutest

Mint az a leiacutertakboacutel is tuumlkroumlződik itt maacuter nemcsak egy bizonyos taacutergyroacutel esetuumlnkben a

fizikaacuteroacutel hanem egy egeacutesz műveltseacutegi teruumlletről van szoacute eacuterinthetjuumlk a csillagaacuteszat a keacutemia a

bioloacutegia eacutes az informatika tudomaacutenyaacutenak mezsgyeacutejeacutet eacuteppuacutegy mint a foumlldrajzeacutet

Fontos hogy miutaacuten kiosztottuk a feladatokat beszeacuteljuumlk meg a gyerekekkel hogy mik az

elvaacuteraacutesaink a munkaacutejukkal kapcsolatban Hallgassuk meg hogy ők mit gondolnak a

taniacutetaacutesroacutel milyen moacutedszereket hasznaacutelnaacutenak mikeacutent oldanaacutek meg a probleacutemaacutet (nemcsak a

meacutereacutessel kapcsolatban aacuteltalaacutenossaacutegban is) Gondolataikat gazdagiacutethatjuk sajaacutet oumltleteinkkel is

Veacuteguumll toumlrteacutenjen meg a meacutereacutes Ha ezt az iskola anyagi haacutettere felszereltseacutege megengedi

keacutesziacutetsuumlnk videofelveacutetelt az esemeacutenyről iacutegy keacutesőbb meg tudjuk beszeacutelni mi eacutes mieacutert toumlrteacutent

mit tettuumlnk joacutel mi az ami esetleg nem sikeruumllt hogyan lehetett volna maacuteskeacutepp elveacutegezni a

feladatot

A meacutereacutesi feladat utaacuten gondolkodtatoacute keacuterdeacuteseket szedek csokorba majd levezeteacuteskeacuteppen

egy kviacutez jaacuteteacutekkal meacuterhetjuumlk le a gyerekek tudaacutesaacutet

46

42 A napaacutellandoacute meacutereacutese

421 A napaacutellandoacute meghataacuterozaacutesa

Elmeacuteleti haacutetteacuter

A Foumlld legjelentősebb energiaforraacutesa a Nap A napsugaacuterzaacutesnak koumlszoumlnhető a

magasabbrendű eacutelet kialakulaacutesa eacutes fennmaradaacutesa melyhez a foumlldfelsziacuten eacutes a levegő

melegiacuteteacutese szuumlkseacuteges

A Nap gaacuteznemű főkeacutent plazma aacutellapotban levő hidrogeacutenből aacutelloacute gaacuteztoumlmb Belsejeacuteben

magfuacutezioacute biztosiacutetja a hőtermeleacutes energiaacutejaacutet A goumlmb alakuacute naptest kuumllső feluumllete az uacuten

fotoszfeacutera melynek hőmeacuterseacuteklete koumlzeliacutetőleg 6000 K

A sugaacuterzaacutes fizikai toumlrveacutenyei szerint a sugaacuterzoacute testek hőmeacuterseacuteklete fordiacutetottan araacutenyos az

aacuteltaluk kibocsaacutetott hullaacutemhosszokkal A magasabb hőmeacuterseacutekletű testek főkeacutent roumlvidebb

hullaacutemhosszuacute sugarakat bocsaacutetanak ki A Napboacutel eacuterkező sugaacuterzaacutes 200-3200 nm koumlzeacute esik

A Napboacutel a laacutethatoacute feacuteny tartomaacutenyaacuteba eső (400-700 nm) illetve annaacutel kisebb az ibolyaacutentuacuteli

(200-400 nm) eacutes nagyobb az infravoumlroumls (700-3200 nm) hullaacutemhosszuacute sugaacuterzaacutes egyaraacutent eacuteri a

Foumlldet Aacutertalmas sugaacuternyalaacutebok is eacuternek bennuumlnket ilyen az ibolyaacutentuacuteli sugaacuterzaacutes mely

sejtroncsoloacute hataacutesa miatt veszeacutelyt jelent a Foumlld eacutelővilaacutegaacutera Ezeket a kaacuteros sugarakat a leacutegkoumlr

felső reacuteszeacuten (kb 20-30 km magassaacutegban) talaacutelhatoacute haacuteromatomos oxigeacutenmolekulaacutekboacutel aacutelloacute

(O3) oacutezonreacuteteg tartja taacutevol a Foumlld felsziacuteneacutetől elnyelve azokat A hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls

sugarak egy reacuteszeacutet a viacutezgőz eacutes a szeacutendioxid nyeli el Az abszorpcioacute hőt termel eacutes kismeacuterteacutekű

felmelegedeacutessel jaacuter

A leacutegkoumlri energiaveszteseacuteg elsősorban a roumlvidhullaacutemuacute sugaraknaacutel jelentős Iacutegy a Foumlld

felsziacuteneacutere eacuterkező sugarak a hosszabb hullaacutemhosszak feleacute toloacutednak el Ezeacutert a legtoumlbb energiaacutet

szaacutelliacutetoacute sugarak a saacuterga feacutenynek megfelelő hullaacutemhosszban eacuterkeznek (055 microm) Mineacutel

alacsonyabban aacutell a Nap azaz mineacutel hosszabb utat tesznek meg sugarai a leacutegkoumlroumln aacutet annaacutel

erősebb az eltoloacutedaacutes a sziacutenskaacutelaacuten Ezeacutert laacutetjuk narancssaacuterga illetve voumlroumls sziacutenben lenyugodni

a Napot

A napsugaacuterzaacutesnak mintegy fele eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet A foumlldfelsziacutenre eacuterő napsugaacuterzaacutes

elnyelődve hőveacute alakul Ebből a hőből juttat a felsziacuten a levegő legalsoacute reacutetegeacutenek A Nap tehaacutet

veacutegeredmeacutenyben alulroacutel a foumlldfelsziacuten koumlzvetiacuteteacuteseacutevel melegiacuteti fel a levegőt

47

A napsugaacuterzaacutes haladaacutesi iraacutenyaacutera merőleges egyseacutegnyi feluumlletre időegyseacuteg alatt bizonyos

mennyiseacutegű energia esik Ez az uacuten napaacutellandoacute melynek napjainkban elfogadott eacuterteacuteke

1388Wm2 E sugaacuterzaacutesmennyiseacutegnek azonban csak egy reacutesze eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet

A sugaacuterzaacutes 23 -aacutet a leacutegkoumlri gaacutezok eacutes vendeacuteganyagok elnyelik eacutes hőveacute alakiacutetjaacutek 26 -a

pedig szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacutes a visszaverődeacutes aacuteltal a vilaacutegűrbe jut A foumlldfelsziacutent iacutegy a

sugaacuterzaacutes 51 -a eacuteri el A foumlldfelsziacuten a sugaacuterzaacutes 10-aacutet visszaveri melyből 5 a leacutegkoumlrben

elnyelődik 5 pedig a vilaacutegűrbe taacutevozik

wwwnaplopohu

31 aacutebra A napsugaacuterzaacutes foumlldi energiameacuterlege

A Foumlld sugaacuterzaacutesi haacuteztartaacutesa aacuteltalaacuteban kiegyenliacutetett de egyes pontokon időben vaacuteltozhat a

napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke Ennek egyik oka hogy a Foumlld forgaacutestengelye 235ordm-os szoumlget zaacuter be a

Nap koumlruumlli keringeacutes tengelyeacutevel Ennek koumlvetkezteacuteben vaacuteltozik a nappalok hossza ezaacuteltal a

napsuumlteacutes időtartama A Foumlld ellipszis alakuacute keringeacutesi paacutelyaacuteja miatt a Foumlld-Nap taacutevolsaacuteg

vaacuteltozoacute ennek koumlvetkezteacuteben kismeacuterteacutekben a napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke is vaacuteltozik

A napaacutellandoacute eacuterteacuteke tehaacutet melyet a koumlvetkezőkben fogunk meghataacuterozni megadja a Foumlld

egyseacutegnyi feluumlleteacutere időegyseacuteg alatt eső napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacutet melyet egyszerű

moacutedszerekkel iskolai koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt is meacuterni tudunk

48

Ezzel a teacutemakoumlrrel toumlbbszoumlr talaacutelkozhatnak a gyerekek iskolai eacuteveik folyamaacuten baacuter inkaacutebb

csak eacuterintőlegesen az idő szűkoumlsseacutege nem engedi meg a teacutemaacuteban valoacute elmeacutelyuumlleacutest

Erre leginkaacutebb a nyaacuteri taacuteboroztataacutesok osztaacutelykiraacutendulaacutesok alkalmaacuteval nyiacutelik lehetőseacuteg de a

napenergia taniacutetaacutesaacutenak az erdei iskola is kivaacuteloacute sziacutentere lehet

Kiegeacutesziacutető anyagreacuteszkeacutent a legtoumlbb eacutevfolyamon taniacutethatoacute szem előtt tartva a kuumlloumlnboumlző

eacuteletkori sajaacutetossaacutegokat

A napenergia fogalmaacutet toumlbb tantaacutergy oktataacutesakor is meg lehet ismertetni fizika keacutemia

foumlldrajz oacuteraacuten energetikai oldalroacutel eacuterdemes bevezetni a teacutemaacutet

Fontos tisztaacutezni a fogalmakat az egyszerűbbtől a bonyolultabb feleacute haladni hogy a gyerekek

fel tudjaacutek eacutepiacuteteni logikailag magukban a tanultakat A frontaacutelis taniacutetaacutes mellett nagy

jelentőseacuteget tulajdoniacutetok a csoportmunkaacutenak a jaacuteteacutekos megkoumlzeliacuteteacutesnek kuumlloumlnoumlsen az alsoacutebb

eacutevfolyamokon

Az alaacutebbiakban aacutettekinteacutest nyuacutejtok a meguacutejuloacute energiaforraacutesok a napenergia tanrendbe

valoacute beilleszteacuteseacutenek lehetőseacutegeiről

A napenergia teacutemakoumlreacutenek előfordulaacutesa az egyes eacutevfolyamokon

7 eacutevfolyamon fizika oacuteraacuten az energia-megmaradaacutes teacutemakoumlroumln beluumll lehet bevezetni a

napenergia teacutemaacutejaacutet Az energia-megmaradaacutes tudatosiacutetaacutesa soraacuten eacuterzeacutekeltetni kell az

energiakeacuteszletek veacutegesseacutegeacutet az energiatakareacutekossaacuteg fontossaacutegaacutet

8 eacutevfolyamon fizika oacuteraacuten az elektromos munka eacutes az elektromos teljesiacutetmeacuteny teacutemakoumlroumln

beluumll lehet beszeacutelni az energiatakareacutekos eacuteletmoacutedroacutel iacutegy a napenergia hasznaacutelataacutenak

lehetőseacutegeiről

8 eacutevfolyamon keacutemia oacuteraacuten koumlrnyezeti keacutemia teacutemakoumlrben a meguacutejuloacute energiahordozoacutek eacutes

az energiatakareacutekossaacuteg taniacutetaacutesa kapcsaacuten vethetjuumlk fel a teacutemaacutet

9 eacutevfolyamon foumllduumlnk eacutes koumlrnyezetuumlnk (foumlldrajz) oacuteraacuten a geoszfeacuteraacutek foumlldrajza teacutemakoumlrben

lehet beszeacutelni a Foumlld energiahaacuteztartaacutesaacuteroacutel

44

10 eacutevfolyamon szinteacuten foumllduumlnk eacutes koumlrnyezetuumlnk oacuteraacuten taniacutetjuk a globaacutelis koumlrnyezeti

probleacutemaacutek foumlldrajzi vonatkozaacutesait itt lehet beszeacutelni a nyersanyag eacutes energiavaacutelsaacuteg

problematikaacutejaacutenak kapcsaacuten a napenergia hasznaacutelataacutenak szuumlkseacutegszerűseacutegeacuteről

10 eacutevfolyam keacutemia oacuteraacutejaacuten koumlrnyezeti keacutemia teacutemakoumlrben szoacute esik az

energiagazdaacutelkodaacutesroacutel a fosszilis hasadoacute eacutes meguacutejuloacute energiaforraacutesok előnyeiről eacutes

haacutetraacutenyairoacutel

11 eacutevfolyamosok fizika oacuteraacuten a feacuteny kettős termeacuteszete teacutemakoumlrneacutel talaacutelkozhatnak a

napenergiaacuteval a napelem mint meguacutejuloacute energiaforraacutes taacutergyalaacutesakor (Schroacuteth Aacute 2004)

412 A napaacutellandoacute meacutereacuteseacutenek megtervezeacutese

A koumlvetkezőkben a napenergia megismereacuteseacutet kiegeacutesziacutető a teacutemaacuteban valoacute elmeacutelyuumlleacutest

segiacutető napaacutellandoacute meacutereacutes leiacuteraacutesaacutet tűztem ki ceacutelul

Ismertetem a meacutereacutes elmeacuteleti haacutettereacutet majd a megvaloacutesiacutetaacutessal kapcsolatos moacutedszertani

lehetőseacutegeket A meacutereacutest projekt moacutedszer alkalmazaacutesaacuteval veacutegzem a fizika oacuteraacutekhoz

kapcsoloacutedoacutean egyeacutebkeacutent a helyi tantervtől fuumlgg hogy milyen tantaacutergy taniacutetaacutesaacuteban

hasznaacutelhatoacute A ceacutelkorosztaacutely a 9-12 eacutevfolyam de alsoacutebb eacutevfolyamoknaacutel is hasznos lehet

Komplex feladatroacutel van szoacute a kivitelezeacutes min 4-5 taniacutetaacutesi oacuteraacutet igeacutenybe vesz ezeacutert eacuterdemes

toumlbb napos kiraacutendulaacutes keretei koumlzoumltt vagy erdei iskolaacuteban alkalmazni de veacutegrehajthatoacute

szakkoumlri foglalkozaacutes kereteacuteben is

Az erdei iskola a szorgalmi időszakban megvaloacutesuloacute az iskola pedagoacutegiai programjaacuteba

beeacutepiacutetett bdquoneveleacutes- eacutes tanulaacutesszervezeacutesi egyseacutegrdquo (Erdei Iskola Konferencia)

Az erdei iskolaacuteban a gyerekek toumlbbnapos elfoglaltsaacuteg alkalmaacuteval teljesiacutetik a kitűzoumltt

feladatokat amikor is a hangsuacutely a sajaacutet tapasztalatszerzeacutesen alapuloacute tanulaacuteson van

A meacutereacutes tervezeacuteseacuteneacutel figyelembe kell vennuumlnk hogy a diaacutekok hajlamosak

leegyszerűsiacuteteni a tanulaacutest eacutes a kapott feladatot ezeacutert feladatmegoldaacutesra kell oumlsztoumlnoumlznuumlnk

őket hogy a maacuter megleacutevő ismereteiket aacutetgondoljaacutek eacutes kamatoztassaacutek

Ha egy osztaacutely vesz reacuteszt a meacutereacutesben 5-6 kisebb csoportot ceacutelszerű kialakiacutetani uacutegy hogy

minden csoportnak legyen egy koordinaacutetora aki feluumlgyeli a munkaacutet koumlzli az eredmeacutenyeket

Csoportonkeacutent kioszthatunk egy-egy teacutemaacutet melyet koumlnyvek szaklapok illetve az internet

segiacutetseacutegeacutevel dolgozhatnak ki a gyerekek

45

Ilyen kidolgozandoacute teacutemaacutek lehetnek

bull Energiatakareacutekossaacuteg- eacutes koumlrnyezetszennyezeacutes

bull A globaacutelis felmelegedeacutes

bull A napenergia szerepe

bull A napenergia hasznaacutelataacutenak előnyei eacutes haacutetraacutenyai

bull A kiacuteseacuterleti berendezeacutes oumlsszeaacutelliacutetaacutesa

bull Meacutereacutesi jegyzőkoumlnyv elkeacutesziacuteteacutese

Az eredmeacutenyt pl kiselőadaacutes formaacutejaacuteban oszthatjaacutek meg a toumlbbiekkel de keacutesziacutethetnek

weblapot is vagy PowerPointos vetiacuteteacutest

Mint az a leiacutertakboacutel is tuumlkroumlződik itt maacuter nemcsak egy bizonyos taacutergyroacutel esetuumlnkben a

fizikaacuteroacutel hanem egy egeacutesz műveltseacutegi teruumlletről van szoacute eacuterinthetjuumlk a csillagaacuteszat a keacutemia a

bioloacutegia eacutes az informatika tudomaacutenyaacutenak mezsgyeacutejeacutet eacuteppuacutegy mint a foumlldrajzeacutet

Fontos hogy miutaacuten kiosztottuk a feladatokat beszeacuteljuumlk meg a gyerekekkel hogy mik az

elvaacuteraacutesaink a munkaacutejukkal kapcsolatban Hallgassuk meg hogy ők mit gondolnak a

taniacutetaacutesroacutel milyen moacutedszereket hasznaacutelnaacutenak mikeacutent oldanaacutek meg a probleacutemaacutet (nemcsak a

meacutereacutessel kapcsolatban aacuteltalaacutenossaacutegban is) Gondolataikat gazdagiacutethatjuk sajaacutet oumltleteinkkel is

Veacuteguumll toumlrteacutenjen meg a meacutereacutes Ha ezt az iskola anyagi haacutettere felszereltseacutege megengedi

keacutesziacutetsuumlnk videofelveacutetelt az esemeacutenyről iacutegy keacutesőbb meg tudjuk beszeacutelni mi eacutes mieacutert toumlrteacutent

mit tettuumlnk joacutel mi az ami esetleg nem sikeruumllt hogyan lehetett volna maacuteskeacutepp elveacutegezni a

feladatot

A meacutereacutesi feladat utaacuten gondolkodtatoacute keacuterdeacuteseket szedek csokorba majd levezeteacuteskeacuteppen

egy kviacutez jaacuteteacutekkal meacuterhetjuumlk le a gyerekek tudaacutesaacutet

46

42 A napaacutellandoacute meacutereacutese

421 A napaacutellandoacute meghataacuterozaacutesa

Elmeacuteleti haacutetteacuter

A Foumlld legjelentősebb energiaforraacutesa a Nap A napsugaacuterzaacutesnak koumlszoumlnhető a

magasabbrendű eacutelet kialakulaacutesa eacutes fennmaradaacutesa melyhez a foumlldfelsziacuten eacutes a levegő

melegiacuteteacutese szuumlkseacuteges

A Nap gaacuteznemű főkeacutent plazma aacutellapotban levő hidrogeacutenből aacutelloacute gaacuteztoumlmb Belsejeacuteben

magfuacutezioacute biztosiacutetja a hőtermeleacutes energiaacutejaacutet A goumlmb alakuacute naptest kuumllső feluumllete az uacuten

fotoszfeacutera melynek hőmeacuterseacuteklete koumlzeliacutetőleg 6000 K

A sugaacuterzaacutes fizikai toumlrveacutenyei szerint a sugaacuterzoacute testek hőmeacuterseacuteklete fordiacutetottan araacutenyos az

aacuteltaluk kibocsaacutetott hullaacutemhosszokkal A magasabb hőmeacuterseacutekletű testek főkeacutent roumlvidebb

hullaacutemhosszuacute sugarakat bocsaacutetanak ki A Napboacutel eacuterkező sugaacuterzaacutes 200-3200 nm koumlzeacute esik

A Napboacutel a laacutethatoacute feacuteny tartomaacutenyaacuteba eső (400-700 nm) illetve annaacutel kisebb az ibolyaacutentuacuteli

(200-400 nm) eacutes nagyobb az infravoumlroumls (700-3200 nm) hullaacutemhosszuacute sugaacuterzaacutes egyaraacutent eacuteri a

Foumlldet Aacutertalmas sugaacuternyalaacutebok is eacuternek bennuumlnket ilyen az ibolyaacutentuacuteli sugaacuterzaacutes mely

sejtroncsoloacute hataacutesa miatt veszeacutelyt jelent a Foumlld eacutelővilaacutegaacutera Ezeket a kaacuteros sugarakat a leacutegkoumlr

felső reacuteszeacuten (kb 20-30 km magassaacutegban) talaacutelhatoacute haacuteromatomos oxigeacutenmolekulaacutekboacutel aacutelloacute

(O3) oacutezonreacuteteg tartja taacutevol a Foumlld felsziacuteneacutetől elnyelve azokat A hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls

sugarak egy reacuteszeacutet a viacutezgőz eacutes a szeacutendioxid nyeli el Az abszorpcioacute hőt termel eacutes kismeacuterteacutekű

felmelegedeacutessel jaacuter

A leacutegkoumlri energiaveszteseacuteg elsősorban a roumlvidhullaacutemuacute sugaraknaacutel jelentős Iacutegy a Foumlld

felsziacuteneacutere eacuterkező sugarak a hosszabb hullaacutemhosszak feleacute toloacutednak el Ezeacutert a legtoumlbb energiaacutet

szaacutelliacutetoacute sugarak a saacuterga feacutenynek megfelelő hullaacutemhosszban eacuterkeznek (055 microm) Mineacutel

alacsonyabban aacutell a Nap azaz mineacutel hosszabb utat tesznek meg sugarai a leacutegkoumlroumln aacutet annaacutel

erősebb az eltoloacutedaacutes a sziacutenskaacutelaacuten Ezeacutert laacutetjuk narancssaacuterga illetve voumlroumls sziacutenben lenyugodni

a Napot

A napsugaacuterzaacutesnak mintegy fele eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet A foumlldfelsziacutenre eacuterő napsugaacuterzaacutes

elnyelődve hőveacute alakul Ebből a hőből juttat a felsziacuten a levegő legalsoacute reacutetegeacutenek A Nap tehaacutet

veacutegeredmeacutenyben alulroacutel a foumlldfelsziacuten koumlzvetiacuteteacuteseacutevel melegiacuteti fel a levegőt

47

A napsugaacuterzaacutes haladaacutesi iraacutenyaacutera merőleges egyseacutegnyi feluumlletre időegyseacuteg alatt bizonyos

mennyiseacutegű energia esik Ez az uacuten napaacutellandoacute melynek napjainkban elfogadott eacuterteacuteke

1388Wm2 E sugaacuterzaacutesmennyiseacutegnek azonban csak egy reacutesze eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet

A sugaacuterzaacutes 23 -aacutet a leacutegkoumlri gaacutezok eacutes vendeacuteganyagok elnyelik eacutes hőveacute alakiacutetjaacutek 26 -a

pedig szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacutes a visszaverődeacutes aacuteltal a vilaacutegűrbe jut A foumlldfelsziacutent iacutegy a

sugaacuterzaacutes 51 -a eacuteri el A foumlldfelsziacuten a sugaacuterzaacutes 10-aacutet visszaveri melyből 5 a leacutegkoumlrben

elnyelődik 5 pedig a vilaacutegűrbe taacutevozik

wwwnaplopohu

31 aacutebra A napsugaacuterzaacutes foumlldi energiameacuterlege

A Foumlld sugaacuterzaacutesi haacuteztartaacutesa aacuteltalaacuteban kiegyenliacutetett de egyes pontokon időben vaacuteltozhat a

napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke Ennek egyik oka hogy a Foumlld forgaacutestengelye 235ordm-os szoumlget zaacuter be a

Nap koumlruumlli keringeacutes tengelyeacutevel Ennek koumlvetkezteacuteben vaacuteltozik a nappalok hossza ezaacuteltal a

napsuumlteacutes időtartama A Foumlld ellipszis alakuacute keringeacutesi paacutelyaacuteja miatt a Foumlld-Nap taacutevolsaacuteg

vaacuteltozoacute ennek koumlvetkezteacuteben kismeacuterteacutekben a napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke is vaacuteltozik

A napaacutellandoacute eacuterteacuteke tehaacutet melyet a koumlvetkezőkben fogunk meghataacuterozni megadja a Foumlld

egyseacutegnyi feluumlleteacutere időegyseacuteg alatt eső napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacutet melyet egyszerű

moacutedszerekkel iskolai koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt is meacuterni tudunk

48

10 eacutevfolyamon szinteacuten foumllduumlnk eacutes koumlrnyezetuumlnk oacuteraacuten taniacutetjuk a globaacutelis koumlrnyezeti

probleacutemaacutek foumlldrajzi vonatkozaacutesait itt lehet beszeacutelni a nyersanyag eacutes energiavaacutelsaacuteg

problematikaacutejaacutenak kapcsaacuten a napenergia hasznaacutelataacutenak szuumlkseacutegszerűseacutegeacuteről

10 eacutevfolyam keacutemia oacuteraacutejaacuten koumlrnyezeti keacutemia teacutemakoumlrben szoacute esik az

energiagazdaacutelkodaacutesroacutel a fosszilis hasadoacute eacutes meguacutejuloacute energiaforraacutesok előnyeiről eacutes

haacutetraacutenyairoacutel

11 eacutevfolyamosok fizika oacuteraacuten a feacuteny kettős termeacuteszete teacutemakoumlrneacutel talaacutelkozhatnak a

napenergiaacuteval a napelem mint meguacutejuloacute energiaforraacutes taacutergyalaacutesakor (Schroacuteth Aacute 2004)

412 A napaacutellandoacute meacutereacuteseacutenek megtervezeacutese

A koumlvetkezőkben a napenergia megismereacuteseacutet kiegeacutesziacutető a teacutemaacuteban valoacute elmeacutelyuumlleacutest

segiacutető napaacutellandoacute meacutereacutes leiacuteraacutesaacutet tűztem ki ceacutelul

Ismertetem a meacutereacutes elmeacuteleti haacutettereacutet majd a megvaloacutesiacutetaacutessal kapcsolatos moacutedszertani

lehetőseacutegeket A meacutereacutest projekt moacutedszer alkalmazaacutesaacuteval veacutegzem a fizika oacuteraacutekhoz

kapcsoloacutedoacutean egyeacutebkeacutent a helyi tantervtől fuumlgg hogy milyen tantaacutergy taniacutetaacutesaacuteban

hasznaacutelhatoacute A ceacutelkorosztaacutely a 9-12 eacutevfolyam de alsoacutebb eacutevfolyamoknaacutel is hasznos lehet

Komplex feladatroacutel van szoacute a kivitelezeacutes min 4-5 taniacutetaacutesi oacuteraacutet igeacutenybe vesz ezeacutert eacuterdemes

toumlbb napos kiraacutendulaacutes keretei koumlzoumltt vagy erdei iskolaacuteban alkalmazni de veacutegrehajthatoacute

szakkoumlri foglalkozaacutes kereteacuteben is

Az erdei iskola a szorgalmi időszakban megvaloacutesuloacute az iskola pedagoacutegiai programjaacuteba

beeacutepiacutetett bdquoneveleacutes- eacutes tanulaacutesszervezeacutesi egyseacutegrdquo (Erdei Iskola Konferencia)

Az erdei iskolaacuteban a gyerekek toumlbbnapos elfoglaltsaacuteg alkalmaacuteval teljesiacutetik a kitűzoumltt

feladatokat amikor is a hangsuacutely a sajaacutet tapasztalatszerzeacutesen alapuloacute tanulaacuteson van

A meacutereacutes tervezeacuteseacuteneacutel figyelembe kell vennuumlnk hogy a diaacutekok hajlamosak

leegyszerűsiacuteteni a tanulaacutest eacutes a kapott feladatot ezeacutert feladatmegoldaacutesra kell oumlsztoumlnoumlznuumlnk

őket hogy a maacuter megleacutevő ismereteiket aacutetgondoljaacutek eacutes kamatoztassaacutek

Ha egy osztaacutely vesz reacuteszt a meacutereacutesben 5-6 kisebb csoportot ceacutelszerű kialakiacutetani uacutegy hogy

minden csoportnak legyen egy koordinaacutetora aki feluumlgyeli a munkaacutet koumlzli az eredmeacutenyeket

Csoportonkeacutent kioszthatunk egy-egy teacutemaacutet melyet koumlnyvek szaklapok illetve az internet

segiacutetseacutegeacutevel dolgozhatnak ki a gyerekek

45

Ilyen kidolgozandoacute teacutemaacutek lehetnek

bull Energiatakareacutekossaacuteg- eacutes koumlrnyezetszennyezeacutes

bull A globaacutelis felmelegedeacutes

bull A napenergia szerepe

bull A napenergia hasznaacutelataacutenak előnyei eacutes haacutetraacutenyai

bull A kiacuteseacuterleti berendezeacutes oumlsszeaacutelliacutetaacutesa

bull Meacutereacutesi jegyzőkoumlnyv elkeacutesziacuteteacutese

Az eredmeacutenyt pl kiselőadaacutes formaacutejaacuteban oszthatjaacutek meg a toumlbbiekkel de keacutesziacutethetnek

weblapot is vagy PowerPointos vetiacuteteacutest

Mint az a leiacutertakboacutel is tuumlkroumlződik itt maacuter nemcsak egy bizonyos taacutergyroacutel esetuumlnkben a

fizikaacuteroacutel hanem egy egeacutesz műveltseacutegi teruumlletről van szoacute eacuterinthetjuumlk a csillagaacuteszat a keacutemia a

bioloacutegia eacutes az informatika tudomaacutenyaacutenak mezsgyeacutejeacutet eacuteppuacutegy mint a foumlldrajzeacutet

Fontos hogy miutaacuten kiosztottuk a feladatokat beszeacuteljuumlk meg a gyerekekkel hogy mik az

elvaacuteraacutesaink a munkaacutejukkal kapcsolatban Hallgassuk meg hogy ők mit gondolnak a

taniacutetaacutesroacutel milyen moacutedszereket hasznaacutelnaacutenak mikeacutent oldanaacutek meg a probleacutemaacutet (nemcsak a

meacutereacutessel kapcsolatban aacuteltalaacutenossaacutegban is) Gondolataikat gazdagiacutethatjuk sajaacutet oumltleteinkkel is

Veacuteguumll toumlrteacutenjen meg a meacutereacutes Ha ezt az iskola anyagi haacutettere felszereltseacutege megengedi

keacutesziacutetsuumlnk videofelveacutetelt az esemeacutenyről iacutegy keacutesőbb meg tudjuk beszeacutelni mi eacutes mieacutert toumlrteacutent

mit tettuumlnk joacutel mi az ami esetleg nem sikeruumllt hogyan lehetett volna maacuteskeacutepp elveacutegezni a

feladatot

A meacutereacutesi feladat utaacuten gondolkodtatoacute keacuterdeacuteseket szedek csokorba majd levezeteacuteskeacuteppen

egy kviacutez jaacuteteacutekkal meacuterhetjuumlk le a gyerekek tudaacutesaacutet

46

42 A napaacutellandoacute meacutereacutese

421 A napaacutellandoacute meghataacuterozaacutesa

Elmeacuteleti haacutetteacuter

A Foumlld legjelentősebb energiaforraacutesa a Nap A napsugaacuterzaacutesnak koumlszoumlnhető a

magasabbrendű eacutelet kialakulaacutesa eacutes fennmaradaacutesa melyhez a foumlldfelsziacuten eacutes a levegő

melegiacuteteacutese szuumlkseacuteges

A Nap gaacuteznemű főkeacutent plazma aacutellapotban levő hidrogeacutenből aacutelloacute gaacuteztoumlmb Belsejeacuteben

magfuacutezioacute biztosiacutetja a hőtermeleacutes energiaacutejaacutet A goumlmb alakuacute naptest kuumllső feluumllete az uacuten

fotoszfeacutera melynek hőmeacuterseacuteklete koumlzeliacutetőleg 6000 K

A sugaacuterzaacutes fizikai toumlrveacutenyei szerint a sugaacuterzoacute testek hőmeacuterseacuteklete fordiacutetottan araacutenyos az

aacuteltaluk kibocsaacutetott hullaacutemhosszokkal A magasabb hőmeacuterseacutekletű testek főkeacutent roumlvidebb

hullaacutemhosszuacute sugarakat bocsaacutetanak ki A Napboacutel eacuterkező sugaacuterzaacutes 200-3200 nm koumlzeacute esik

A Napboacutel a laacutethatoacute feacuteny tartomaacutenyaacuteba eső (400-700 nm) illetve annaacutel kisebb az ibolyaacutentuacuteli

(200-400 nm) eacutes nagyobb az infravoumlroumls (700-3200 nm) hullaacutemhosszuacute sugaacuterzaacutes egyaraacutent eacuteri a

Foumlldet Aacutertalmas sugaacuternyalaacutebok is eacuternek bennuumlnket ilyen az ibolyaacutentuacuteli sugaacuterzaacutes mely

sejtroncsoloacute hataacutesa miatt veszeacutelyt jelent a Foumlld eacutelővilaacutegaacutera Ezeket a kaacuteros sugarakat a leacutegkoumlr

felső reacuteszeacuten (kb 20-30 km magassaacutegban) talaacutelhatoacute haacuteromatomos oxigeacutenmolekulaacutekboacutel aacutelloacute

(O3) oacutezonreacuteteg tartja taacutevol a Foumlld felsziacuteneacutetől elnyelve azokat A hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls

sugarak egy reacuteszeacutet a viacutezgőz eacutes a szeacutendioxid nyeli el Az abszorpcioacute hőt termel eacutes kismeacuterteacutekű

felmelegedeacutessel jaacuter

A leacutegkoumlri energiaveszteseacuteg elsősorban a roumlvidhullaacutemuacute sugaraknaacutel jelentős Iacutegy a Foumlld

felsziacuteneacutere eacuterkező sugarak a hosszabb hullaacutemhosszak feleacute toloacutednak el Ezeacutert a legtoumlbb energiaacutet

szaacutelliacutetoacute sugarak a saacuterga feacutenynek megfelelő hullaacutemhosszban eacuterkeznek (055 microm) Mineacutel

alacsonyabban aacutell a Nap azaz mineacutel hosszabb utat tesznek meg sugarai a leacutegkoumlroumln aacutet annaacutel

erősebb az eltoloacutedaacutes a sziacutenskaacutelaacuten Ezeacutert laacutetjuk narancssaacuterga illetve voumlroumls sziacutenben lenyugodni

a Napot

A napsugaacuterzaacutesnak mintegy fele eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet A foumlldfelsziacutenre eacuterő napsugaacuterzaacutes

elnyelődve hőveacute alakul Ebből a hőből juttat a felsziacuten a levegő legalsoacute reacutetegeacutenek A Nap tehaacutet

veacutegeredmeacutenyben alulroacutel a foumlldfelsziacuten koumlzvetiacuteteacuteseacutevel melegiacuteti fel a levegőt

47

A napsugaacuterzaacutes haladaacutesi iraacutenyaacutera merőleges egyseacutegnyi feluumlletre időegyseacuteg alatt bizonyos

mennyiseacutegű energia esik Ez az uacuten napaacutellandoacute melynek napjainkban elfogadott eacuterteacuteke

1388Wm2 E sugaacuterzaacutesmennyiseacutegnek azonban csak egy reacutesze eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet

A sugaacuterzaacutes 23 -aacutet a leacutegkoumlri gaacutezok eacutes vendeacuteganyagok elnyelik eacutes hőveacute alakiacutetjaacutek 26 -a

pedig szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacutes a visszaverődeacutes aacuteltal a vilaacutegűrbe jut A foumlldfelsziacutent iacutegy a

sugaacuterzaacutes 51 -a eacuteri el A foumlldfelsziacuten a sugaacuterzaacutes 10-aacutet visszaveri melyből 5 a leacutegkoumlrben

elnyelődik 5 pedig a vilaacutegűrbe taacutevozik

wwwnaplopohu

31 aacutebra A napsugaacuterzaacutes foumlldi energiameacuterlege

A Foumlld sugaacuterzaacutesi haacuteztartaacutesa aacuteltalaacuteban kiegyenliacutetett de egyes pontokon időben vaacuteltozhat a

napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke Ennek egyik oka hogy a Foumlld forgaacutestengelye 235ordm-os szoumlget zaacuter be a

Nap koumlruumlli keringeacutes tengelyeacutevel Ennek koumlvetkezteacuteben vaacuteltozik a nappalok hossza ezaacuteltal a

napsuumlteacutes időtartama A Foumlld ellipszis alakuacute keringeacutesi paacutelyaacuteja miatt a Foumlld-Nap taacutevolsaacuteg

vaacuteltozoacute ennek koumlvetkezteacuteben kismeacuterteacutekben a napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke is vaacuteltozik

A napaacutellandoacute eacuterteacuteke tehaacutet melyet a koumlvetkezőkben fogunk meghataacuterozni megadja a Foumlld

egyseacutegnyi feluumlleteacutere időegyseacuteg alatt eső napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacutet melyet egyszerű

moacutedszerekkel iskolai koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt is meacuterni tudunk

48

Ilyen kidolgozandoacute teacutemaacutek lehetnek

bull Energiatakareacutekossaacuteg- eacutes koumlrnyezetszennyezeacutes

bull A globaacutelis felmelegedeacutes

bull A napenergia szerepe

bull A napenergia hasznaacutelataacutenak előnyei eacutes haacutetraacutenyai

bull A kiacuteseacuterleti berendezeacutes oumlsszeaacutelliacutetaacutesa

bull Meacutereacutesi jegyzőkoumlnyv elkeacutesziacuteteacutese

Az eredmeacutenyt pl kiselőadaacutes formaacutejaacuteban oszthatjaacutek meg a toumlbbiekkel de keacutesziacutethetnek

weblapot is vagy PowerPointos vetiacuteteacutest

Mint az a leiacutertakboacutel is tuumlkroumlződik itt maacuter nemcsak egy bizonyos taacutergyroacutel esetuumlnkben a

fizikaacuteroacutel hanem egy egeacutesz műveltseacutegi teruumlletről van szoacute eacuterinthetjuumlk a csillagaacuteszat a keacutemia a

bioloacutegia eacutes az informatika tudomaacutenyaacutenak mezsgyeacutejeacutet eacuteppuacutegy mint a foumlldrajzeacutet

Fontos hogy miutaacuten kiosztottuk a feladatokat beszeacuteljuumlk meg a gyerekekkel hogy mik az

elvaacuteraacutesaink a munkaacutejukkal kapcsolatban Hallgassuk meg hogy ők mit gondolnak a

taniacutetaacutesroacutel milyen moacutedszereket hasznaacutelnaacutenak mikeacutent oldanaacutek meg a probleacutemaacutet (nemcsak a

meacutereacutessel kapcsolatban aacuteltalaacutenossaacutegban is) Gondolataikat gazdagiacutethatjuk sajaacutet oumltleteinkkel is

Veacuteguumll toumlrteacutenjen meg a meacutereacutes Ha ezt az iskola anyagi haacutettere felszereltseacutege megengedi

keacutesziacutetsuumlnk videofelveacutetelt az esemeacutenyről iacutegy keacutesőbb meg tudjuk beszeacutelni mi eacutes mieacutert toumlrteacutent

mit tettuumlnk joacutel mi az ami esetleg nem sikeruumllt hogyan lehetett volna maacuteskeacutepp elveacutegezni a

feladatot

A meacutereacutesi feladat utaacuten gondolkodtatoacute keacuterdeacuteseket szedek csokorba majd levezeteacuteskeacuteppen

egy kviacutez jaacuteteacutekkal meacuterhetjuumlk le a gyerekek tudaacutesaacutet

46

42 A napaacutellandoacute meacutereacutese

421 A napaacutellandoacute meghataacuterozaacutesa

Elmeacuteleti haacutetteacuter

A Foumlld legjelentősebb energiaforraacutesa a Nap A napsugaacuterzaacutesnak koumlszoumlnhető a

magasabbrendű eacutelet kialakulaacutesa eacutes fennmaradaacutesa melyhez a foumlldfelsziacuten eacutes a levegő

melegiacuteteacutese szuumlkseacuteges

A Nap gaacuteznemű főkeacutent plazma aacutellapotban levő hidrogeacutenből aacutelloacute gaacuteztoumlmb Belsejeacuteben

magfuacutezioacute biztosiacutetja a hőtermeleacutes energiaacutejaacutet A goumlmb alakuacute naptest kuumllső feluumllete az uacuten

fotoszfeacutera melynek hőmeacuterseacuteklete koumlzeliacutetőleg 6000 K

A sugaacuterzaacutes fizikai toumlrveacutenyei szerint a sugaacuterzoacute testek hőmeacuterseacuteklete fordiacutetottan araacutenyos az

aacuteltaluk kibocsaacutetott hullaacutemhosszokkal A magasabb hőmeacuterseacutekletű testek főkeacutent roumlvidebb

hullaacutemhosszuacute sugarakat bocsaacutetanak ki A Napboacutel eacuterkező sugaacuterzaacutes 200-3200 nm koumlzeacute esik

A Napboacutel a laacutethatoacute feacuteny tartomaacutenyaacuteba eső (400-700 nm) illetve annaacutel kisebb az ibolyaacutentuacuteli

(200-400 nm) eacutes nagyobb az infravoumlroumls (700-3200 nm) hullaacutemhosszuacute sugaacuterzaacutes egyaraacutent eacuteri a

Foumlldet Aacutertalmas sugaacuternyalaacutebok is eacuternek bennuumlnket ilyen az ibolyaacutentuacuteli sugaacuterzaacutes mely

sejtroncsoloacute hataacutesa miatt veszeacutelyt jelent a Foumlld eacutelővilaacutegaacutera Ezeket a kaacuteros sugarakat a leacutegkoumlr

felső reacuteszeacuten (kb 20-30 km magassaacutegban) talaacutelhatoacute haacuteromatomos oxigeacutenmolekulaacutekboacutel aacutelloacute

(O3) oacutezonreacuteteg tartja taacutevol a Foumlld felsziacuteneacutetől elnyelve azokat A hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls

sugarak egy reacuteszeacutet a viacutezgőz eacutes a szeacutendioxid nyeli el Az abszorpcioacute hőt termel eacutes kismeacuterteacutekű

felmelegedeacutessel jaacuter

A leacutegkoumlri energiaveszteseacuteg elsősorban a roumlvidhullaacutemuacute sugaraknaacutel jelentős Iacutegy a Foumlld

felsziacuteneacutere eacuterkező sugarak a hosszabb hullaacutemhosszak feleacute toloacutednak el Ezeacutert a legtoumlbb energiaacutet

szaacutelliacutetoacute sugarak a saacuterga feacutenynek megfelelő hullaacutemhosszban eacuterkeznek (055 microm) Mineacutel

alacsonyabban aacutell a Nap azaz mineacutel hosszabb utat tesznek meg sugarai a leacutegkoumlroumln aacutet annaacutel

erősebb az eltoloacutedaacutes a sziacutenskaacutelaacuten Ezeacutert laacutetjuk narancssaacuterga illetve voumlroumls sziacutenben lenyugodni

a Napot

A napsugaacuterzaacutesnak mintegy fele eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet A foumlldfelsziacutenre eacuterő napsugaacuterzaacutes

elnyelődve hőveacute alakul Ebből a hőből juttat a felsziacuten a levegő legalsoacute reacutetegeacutenek A Nap tehaacutet

veacutegeredmeacutenyben alulroacutel a foumlldfelsziacuten koumlzvetiacuteteacuteseacutevel melegiacuteti fel a levegőt

47

A napsugaacuterzaacutes haladaacutesi iraacutenyaacutera merőleges egyseacutegnyi feluumlletre időegyseacuteg alatt bizonyos

mennyiseacutegű energia esik Ez az uacuten napaacutellandoacute melynek napjainkban elfogadott eacuterteacuteke

1388Wm2 E sugaacuterzaacutesmennyiseacutegnek azonban csak egy reacutesze eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet

A sugaacuterzaacutes 23 -aacutet a leacutegkoumlri gaacutezok eacutes vendeacuteganyagok elnyelik eacutes hőveacute alakiacutetjaacutek 26 -a

pedig szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacutes a visszaverődeacutes aacuteltal a vilaacutegűrbe jut A foumlldfelsziacutent iacutegy a

sugaacuterzaacutes 51 -a eacuteri el A foumlldfelsziacuten a sugaacuterzaacutes 10-aacutet visszaveri melyből 5 a leacutegkoumlrben

elnyelődik 5 pedig a vilaacutegűrbe taacutevozik

wwwnaplopohu

31 aacutebra A napsugaacuterzaacutes foumlldi energiameacuterlege

A Foumlld sugaacuterzaacutesi haacuteztartaacutesa aacuteltalaacuteban kiegyenliacutetett de egyes pontokon időben vaacuteltozhat a

napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke Ennek egyik oka hogy a Foumlld forgaacutestengelye 235ordm-os szoumlget zaacuter be a

Nap koumlruumlli keringeacutes tengelyeacutevel Ennek koumlvetkezteacuteben vaacuteltozik a nappalok hossza ezaacuteltal a

napsuumlteacutes időtartama A Foumlld ellipszis alakuacute keringeacutesi paacutelyaacuteja miatt a Foumlld-Nap taacutevolsaacuteg

vaacuteltozoacute ennek koumlvetkezteacuteben kismeacuterteacutekben a napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke is vaacuteltozik

A napaacutellandoacute eacuterteacuteke tehaacutet melyet a koumlvetkezőkben fogunk meghataacuterozni megadja a Foumlld

egyseacutegnyi feluumlleteacutere időegyseacuteg alatt eső napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacutet melyet egyszerű

moacutedszerekkel iskolai koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt is meacuterni tudunk

48

42 A napaacutellandoacute meacutereacutese

421 A napaacutellandoacute meghataacuterozaacutesa

Elmeacuteleti haacutetteacuter

A Foumlld legjelentősebb energiaforraacutesa a Nap A napsugaacuterzaacutesnak koumlszoumlnhető a

magasabbrendű eacutelet kialakulaacutesa eacutes fennmaradaacutesa melyhez a foumlldfelsziacuten eacutes a levegő

melegiacuteteacutese szuumlkseacuteges

A Nap gaacuteznemű főkeacutent plazma aacutellapotban levő hidrogeacutenből aacutelloacute gaacuteztoumlmb Belsejeacuteben

magfuacutezioacute biztosiacutetja a hőtermeleacutes energiaacutejaacutet A goumlmb alakuacute naptest kuumllső feluumllete az uacuten

fotoszfeacutera melynek hőmeacuterseacuteklete koumlzeliacutetőleg 6000 K

A sugaacuterzaacutes fizikai toumlrveacutenyei szerint a sugaacuterzoacute testek hőmeacuterseacuteklete fordiacutetottan araacutenyos az

aacuteltaluk kibocsaacutetott hullaacutemhosszokkal A magasabb hőmeacuterseacutekletű testek főkeacutent roumlvidebb

hullaacutemhosszuacute sugarakat bocsaacutetanak ki A Napboacutel eacuterkező sugaacuterzaacutes 200-3200 nm koumlzeacute esik

A Napboacutel a laacutethatoacute feacuteny tartomaacutenyaacuteba eső (400-700 nm) illetve annaacutel kisebb az ibolyaacutentuacuteli

(200-400 nm) eacutes nagyobb az infravoumlroumls (700-3200 nm) hullaacutemhosszuacute sugaacuterzaacutes egyaraacutent eacuteri a

Foumlldet Aacutertalmas sugaacuternyalaacutebok is eacuternek bennuumlnket ilyen az ibolyaacutentuacuteli sugaacuterzaacutes mely

sejtroncsoloacute hataacutesa miatt veszeacutelyt jelent a Foumlld eacutelővilaacutegaacutera Ezeket a kaacuteros sugarakat a leacutegkoumlr

felső reacuteszeacuten (kb 20-30 km magassaacutegban) talaacutelhatoacute haacuteromatomos oxigeacutenmolekulaacutekboacutel aacutelloacute

(O3) oacutezonreacuteteg tartja taacutevol a Foumlld felsziacuteneacutetől elnyelve azokat A hosszuacutehullaacutemuacute infravoumlroumls

sugarak egy reacuteszeacutet a viacutezgőz eacutes a szeacutendioxid nyeli el Az abszorpcioacute hőt termel eacutes kismeacuterteacutekű

felmelegedeacutessel jaacuter

A leacutegkoumlri energiaveszteseacuteg elsősorban a roumlvidhullaacutemuacute sugaraknaacutel jelentős Iacutegy a Foumlld

felsziacuteneacutere eacuterkező sugarak a hosszabb hullaacutemhosszak feleacute toloacutednak el Ezeacutert a legtoumlbb energiaacutet

szaacutelliacutetoacute sugarak a saacuterga feacutenynek megfelelő hullaacutemhosszban eacuterkeznek (055 microm) Mineacutel

alacsonyabban aacutell a Nap azaz mineacutel hosszabb utat tesznek meg sugarai a leacutegkoumlroumln aacutet annaacutel

erősebb az eltoloacutedaacutes a sziacutenskaacutelaacuten Ezeacutert laacutetjuk narancssaacuterga illetve voumlroumls sziacutenben lenyugodni

a Napot

A napsugaacuterzaacutesnak mintegy fele eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet A foumlldfelsziacutenre eacuterő napsugaacuterzaacutes

elnyelődve hőveacute alakul Ebből a hőből juttat a felsziacuten a levegő legalsoacute reacutetegeacutenek A Nap tehaacutet

veacutegeredmeacutenyben alulroacutel a foumlldfelsziacuten koumlzvetiacuteteacuteseacutevel melegiacuteti fel a levegőt

47

A napsugaacuterzaacutes haladaacutesi iraacutenyaacutera merőleges egyseacutegnyi feluumlletre időegyseacuteg alatt bizonyos

mennyiseacutegű energia esik Ez az uacuten napaacutellandoacute melynek napjainkban elfogadott eacuterteacuteke

1388Wm2 E sugaacuterzaacutesmennyiseacutegnek azonban csak egy reacutesze eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet

A sugaacuterzaacutes 23 -aacutet a leacutegkoumlri gaacutezok eacutes vendeacuteganyagok elnyelik eacutes hőveacute alakiacutetjaacutek 26 -a

pedig szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacutes a visszaverődeacutes aacuteltal a vilaacutegűrbe jut A foumlldfelsziacutent iacutegy a

sugaacuterzaacutes 51 -a eacuteri el A foumlldfelsziacuten a sugaacuterzaacutes 10-aacutet visszaveri melyből 5 a leacutegkoumlrben

elnyelődik 5 pedig a vilaacutegűrbe taacutevozik

wwwnaplopohu

31 aacutebra A napsugaacuterzaacutes foumlldi energiameacuterlege

A Foumlld sugaacuterzaacutesi haacuteztartaacutesa aacuteltalaacuteban kiegyenliacutetett de egyes pontokon időben vaacuteltozhat a

napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke Ennek egyik oka hogy a Foumlld forgaacutestengelye 235ordm-os szoumlget zaacuter be a

Nap koumlruumlli keringeacutes tengelyeacutevel Ennek koumlvetkezteacuteben vaacuteltozik a nappalok hossza ezaacuteltal a

napsuumlteacutes időtartama A Foumlld ellipszis alakuacute keringeacutesi paacutelyaacuteja miatt a Foumlld-Nap taacutevolsaacuteg

vaacuteltozoacute ennek koumlvetkezteacuteben kismeacuterteacutekben a napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke is vaacuteltozik

A napaacutellandoacute eacuterteacuteke tehaacutet melyet a koumlvetkezőkben fogunk meghataacuterozni megadja a Foumlld

egyseacutegnyi feluumlleteacutere időegyseacuteg alatt eső napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacutet melyet egyszerű

moacutedszerekkel iskolai koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt is meacuterni tudunk

48

A napsugaacuterzaacutes haladaacutesi iraacutenyaacutera merőleges egyseacutegnyi feluumlletre időegyseacuteg alatt bizonyos

mennyiseacutegű energia esik Ez az uacuten napaacutellandoacute melynek napjainkban elfogadott eacuterteacuteke

1388Wm2 E sugaacuterzaacutesmennyiseacutegnek azonban csak egy reacutesze eacuteri el a Foumlld felsziacuteneacutet

A sugaacuterzaacutes 23 -aacutet a leacutegkoumlri gaacutezok eacutes vendeacuteganyagok elnyelik eacutes hőveacute alakiacutetjaacutek 26 -a

pedig szoacutert sugaacuterzaacutes formaacutejaacuteban eacutes a visszaverődeacutes aacuteltal a vilaacutegűrbe jut A foumlldfelsziacutent iacutegy a

sugaacuterzaacutes 51 -a eacuteri el A foumlldfelsziacuten a sugaacuterzaacutes 10-aacutet visszaveri melyből 5 a leacutegkoumlrben

elnyelődik 5 pedig a vilaacutegűrbe taacutevozik

wwwnaplopohu

31 aacutebra A napsugaacuterzaacutes foumlldi energiameacuterlege

A Foumlld sugaacuterzaacutesi haacuteztartaacutesa aacuteltalaacuteban kiegyenliacutetett de egyes pontokon időben vaacuteltozhat a

napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke Ennek egyik oka hogy a Foumlld forgaacutestengelye 235ordm-os szoumlget zaacuter be a

Nap koumlruumlli keringeacutes tengelyeacutevel Ennek koumlvetkezteacuteben vaacuteltozik a nappalok hossza ezaacuteltal a

napsuumlteacutes időtartama A Foumlld ellipszis alakuacute keringeacutesi paacutelyaacuteja miatt a Foumlld-Nap taacutevolsaacuteg

vaacuteltozoacute ennek koumlvetkezteacuteben kismeacuterteacutekben a napsugaacuterzaacutes eacuterteacuteke is vaacuteltozik

A napaacutellandoacute eacuterteacuteke tehaacutet melyet a koumlvetkezőkben fogunk meghataacuterozni megadja a Foumlld

egyseacutegnyi feluumlleteacutere időegyseacuteg alatt eső napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacutet melyet egyszerű

moacutedszerekkel iskolai koumlruumllmeacutenyek koumlzoumltt is meacuterni tudunk

48

422 A napaacutellandoacute meacutereacutese

1 moacutedszer

A szertaacuterban talaacutelhatoacute illetve koumlnnyen elkeacutesziacutethető eszkoumlzoumlk segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetsuk oumlssze a

keacutepen laacutethatoacute kiacuteseacuterleti berendezeacutest

12 keacutep Kiacuteseacuterleti berendezeacutes

( Forraacutes wwwnapnapsulinethu )

A kiacuteseacuterleti berendezeacutes kelleacutekei

2 alumiacutenium kocka (egyik aacuternyeacutekolt maacutesikra raacutesuumlt a Nap)

2 hőmeacuterő

1 Voltmeacuterő

1 Ampermeacuterő

1 vaacuteltoztathatoacute feszuumlltseacutegű aacuteramforraacutes (max 04 A egyenaacuteram)

10 Ohm 2W ellenaacutellaacutes

aacuternyeacutekoloacute lemezek

A kiacuteseacuterlet alapelve

Keacutet azonos testet (2 db 4 cm oldaleacutelű alumiacutenium kockaacutet) hasonliacutetunk oumlssze Az egyiket a

Nap melegiacuteti a maacutesiknak a fűteacuteseacuteről mi gondoskodunk egy ellenaacutellaacutes segiacutetseacutegeacutevel A keacutet

49

kocka egyikeacutere egy ernyő aacuternyeacutekot vet a maacutesik kocka ki van teacuteve a Nap sugarainak A fűteacutest

uacutegy kell beaacutelliacutetani hogy mindkeacutet test hőmeacuterseacuteklete azonos moacutedon vaacuteltozzon (illetve

ugyanakkora egyensuacutelyi hőmeacuterseacutekletre aacutelljon be)

13 keacutep Alumiacutenium kocka wwwnapnapsulinethu

Fontos hogy a kockaacutera mindig merőlegesen essenek a sugarak ezeacutert az aacutellvaacutenyban uacutegy

kell roumlgziacuteteni a berendezeacutest hogy el lehessen forgatni

14 keacutep Az aacutellvaacutenyban roumlgziacutetett alumiacutenium kockaacutek wwwnapnapsulinethu

A kockaacutek felső lapjaacutet be kell kormozni hogy az energiaelnyeleacutes hataacutesfoka mineacutel nagyobb

legyen A kockaacutek belsejeacutebe keacutesziacutetett furatba hőmeacuterőt helyezuumlnk A hőaacutetadaacutest az alumiacutenium

kocka eacutes a hőmeacuterők koumlzoumltt hővezető szilikon gyanta biztosiacutetja

50

Amikor az Al kockaacutek maacuter nem melegszenek tovaacutebb (beaacutell a hőmeacuterseacutekleti egyensuacutely)

feljegyezzuumlk az ellenaacutellaacuteson aacutetfolyoacute aacuteramerősseacuteget (I) eacutes az ellenaacutellaacutes sarkain meacuterhető

feszuumlltseacuteget (U) Az ellenaacutellaacutes fűtőteljesiacutetmeacutenye P=UI

Ismerve a 44 cmndashs Al kocka teruumlleteacutet A=1610-3 m2 a feluumlletegyseacutegre eső

teljesiacutetmeacuteny kiszaacutemolhatoacute

15 keacutep Az aacuteramerősseacuteg meacutereacutese wwwnapnapsulinethu

A leacutegkoumlr gyengiacuteti a sugaacuterzaacutest

Meacuterőeszkoumlzuumlnkre csak a napsugaacuterzaacutes egy reacutesze jutott el ezeacutert a meacutert eacuterteacutekből csak akkor

tudunk a napaacutellandoacutera koumlvetkeztetni ha ismerjuumlk a leacutegkoumlr sugaacuterzaacutesgyengiacutető hataacutesaacutet

Ezt egy X szorzoacuteteacutenyezővel vesszuumlk figyelembe (Xlt1) Ez az X eacuterteacutek fuumlgg a pillanatnyi

időjaacuteraacutesi viszonyoktoacutel valamint attoacutel hogy a Nap sugarainak milyen hosszuacute utat kellett

megtenniuumlk a leacutegkoumlrben Ez utoacutebbi pedig attoacutel fuumlgg hogy milyen magasan aacutell a Nap a

meacutereacutes idejeacuten Ezeacutert meg kell hataacuterozni az azimutaacutelis szoumlget

51

32 aacutebra Azimutaacutelis szoumlg szaacutemiacutetaacutesa wwwnapnapsulinethu

Ezek utaacuten feljegyezzuumlk a kinti hőmeacuterseacutekletet valamint megneacutezzuumlk hogy a pillanatnyi

időjaacuteraacutes a grafikonon feltuumlntetett időjaacuteraacutesi viszonyok koumlzuumll melyiknek van leginkaacutebb a

koumlzeleacuteben eacutes ennek alapjaacuten olvassuk le az X eacuterteacuteket (A taacuteblaacutezat az APS Laboratory

Measuring the temperature of the sun cikkeacuteből szaacutermazik)

33 aacutebra X szorzoacuteteacutenyező eacuterteacuteke az azimutaacutelis szoumlg fuumlggveacutenyeacuteben wwwnapnapsulinethu

A szaacutemolt napaacutellandoacutet megkapjuk ha behelyettesiacutetuumlnk a koumlvetkező keacutepletbe

Aacuteltalaacuteban az alaacutebbi napaacutellandoacute eacuterteacuteke elfogadott So = 1388 W m2

A becsuumllt relatiacutev elteacutereacutes

52

A napaacutellandoacute meacutereacutese

2 moacutedszer

Ez a moacutedszer egyszerűbben szereacutenyebb keretek koumlzoumltt is kivitelezhető Szuumlkseacuteguumlnk van

egy főzőpohaacuterra melyet ismert mennyiseacutegű viacutezzel feltoumlltuumlnk A vizet napfeacuteny segiacutetseacutegeacutevel

felmelegiacutetjuumlk eacutes meacuterjuumlk hogy egy bizonyos hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacuteshoz mennyi időre van

szuumlkseacuteg A szaacutemolt adatokat tapasztalataitokat vezesseacutetek jegyzetfuumlzetben

A kapott adatokboacutel kiszaacutemiacutethatjaacutetok hogy mennyi energiaacutet nyelt el a viacutez eacutes ebből

koumlvetkeztethettek a Nap aacuteltal kisugaacuterzott energia mennyiseacutegeacutere

Szuumlkszeacuteges anyagok segeacutedeszkoumlzoumlk

bull 200 ml-es főzőpohaacuter - Lehetőleg szabaacutelyos formaacutejuacute legyen iacutegy koumlnnyebb

meghataacuterozni a feluumlleteacutet Kismeacuteretű befőttes uumlveg is lehet

bull Hőmeacuterő - Legalaacutebb 50 degC-os meacutereacuteshataacuterral

bull Tető - A főzőpohaacuter lezaacuteraacutesaacutehoz melyen megfelelő nyiacutelaacutes van a hőmeacuterő szaacutemaacutera

Gondoskodjunk a hőmeacuterő eacutes a tető koumlzoumltti szigeteleacutesről pl szilikon alapuacute fugaacutezoacute

anyag)

bull Stopper

bull Fekete viacutezoldeacutekony tinta

bull Meacuterőpohaacuter

A meacutereacutes menete

Ceacutelszerű a meacutereacutesedet a deacuteli oacuteraacutekban eacutes derűs időben veacutegezned mivel a kiacuteseacuterlethez sok

napsuumlteacutesre van szuumlkseacuteg Oumlnts a főzőpohaacuterba 200 ml vizet majd a fekete tintaacuteval fesd soumlteacutetre

Ezutaacuten zaacuterd le a poharat tetővel eacutes helyezz el benne egy hőmeacuterőt Koumlruumllbeluumll feacutel oacuteraacutera tedd a

poharat aacuternyeacutekos helyre miacuteg fel nem veszi a koumlrnyezete hőmeacuterseacutekleteacutet 2 percenkeacutent

ellenőrizd hogy toumlrteacutenik e meacuteg hőmeacuterseacutekletvaacuteltozaacutes Ezutaacuten vidd a meacutereacutesi helysziacutenre a

berendezeacutest uumlgyelve arra hogy lehetőleg mindig merőlegesen essenek raacute a napsugarak

Ezutaacuten elkezdheted az idő eacutes hőmeacuterseacuteklet adatok gyűjteacuteseacutet Előrelaacutethatoacutelag 20-30 perc

eltelteacutevel nyelődnek el a napsugarak de minimum addig vaacuterj miacuteg 1-3ordmC-os

hőmeacuterseacutekletemelkedeacutest nem tapasztalsz Vezesd a munkalapodon az eltelt időt eacutes a

53

hőmeacuterseacuteklet emelkedeacuteseacutet Ceacutelszerű a meacutereacutesedet 2-3 alkalommal megismeacutetelni ehhez minden

alkalommal hűtsd le a főzőpoharat csapviacutez alatt iacutegy veacuteguumll haacuterom teljes meacutereacutesi sorozatot

kapsz

Munkalap

A szaacutemiacutetaacutesok elveacutegzeacuteseacuteneacutel koumlvesd az utasiacutetaacutesokat iacutegy az aacuteltalad gyűjtoumltt adatok segiacutetseacutegeacutevel

meghataacuterozhatod a napaacutellandoacutet

A felhasznaacutelt viacutez teacuterfogata V = __________ liter

A felhasznaacutelt viacutez toumlmege m = __________ kg

A napfeacutenynek kitett feluumllet A = __________ m2

A ∆T∆t aacutetlag meghataacuterozaacutesa

1 meacutereacutes ∆T1∆t1=

2 meacutereacutes ∆T2∆t2=

3 meacutereacutes ∆T3∆t3=

A haacuterom meacutereacutes aacutetlaga

A viacutez fajhője 4186 J(kg degC) iacutegy a viacutez aacuteltal időegyseacutegenkeacutent felvett energia

54

Az időegyseacutegenkeacutent a feluumlletre jutoacute aacutetlagos energia

Azonban a viacutez aacuteltal elnyelt energia nem egyezik a napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacuteval mivel a beeacuterkező

sugaacuterzaacutes egy reacutesze elnyelődik (leacutegkoumlr edeacuteny fala) Szorozd meg a szaacutemolt besugaacuterzaacutesi eacuterteacuteket

2-vel ez a leacutegkoumlri teacutenyező korrekcioacuteja majd 14-el iacutegy az uumlvegfal elnyeleacutese aacuteltal okozott

meacutereacutesi hibaacutet kuumlszoumlboumlloumld ki

A napaacutellandoacute elfogadott eacuterteacuteke 1388 Wm2

Ennek alapjaacuten meacutereacutesed szaacutezaleacutekos elteacutereacutese az elfogadott eacuterteacutektől

Gondolkodtatoacute keacuterdeacutesek

1 Mi lehet az oka a meacutereacutesi eredmeacutenyed eacutes az elfogadott eacuterteacutek koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegnek

2 Ennek alapjaacuten hol lehet joacutel hasznosiacutetani a napenergiaacutet

3 Vajon a noumlveacutenyek hogyan hasznosiacutetjaacutek a napfeacuteny energiaacutejaacutet

4 Szerinted eacuterdemes a napenergiaacutet hasznosiacutetani Ha igen mieacutert Hogyan

55

43 Kviacutez jaacuteteacutek

1 Hogy hiacutevjuk a Nap joacutel megfigyelhető felsziacuteni reacutetegeacutet

a Napkorona

b Fotoszfeacutera

c Hidroszfeacutera

d Geoszfeacutera

2 Mi adja a Nap fő toumlmegeacutet

a Heacutelium

b Hidrogeacuten

c Szeacutendioxid

d Triacutecium

3 A Nap belsejeacuteben milyen folyamat jaacuter energiaveszteseacuteggel

a Magfuacutezioacute

b H-eacutegeacutese

c Energia sugaacuterzaacutesa

d Maghasadaacutes

4 Mik a napfoltok

a A fotoszfeacutera aacutetmeneti keacutepződmeacutenyei

b A napkitoumlreacutesekhez taacutersuloacute gaacutezkiloumlvelleacutesek

c A Nap belsejeacuteben lejaacutetszoacutedoacute folyamatok eredmeacutenyei

d A magfuacutezioacute kuumllső megnyilvaacutenulaacutesa

56

5 Milyen reakcioacutek fűtik a Napot

a Magfuacutezioacute

b Hidroliacutezis

c Oxidaacutecioacute

d Redukcioacute

6 Hol mennek veacutegbe az előző pontban keacuterdezett reakcioacutek

a A Nap koumlzeacutepső tartomaacutenya

b Napkorona

c A magban

d A geoszfeacuteraacuteban

7 Melyik eacutegitest van a legtaacutevolabb a Naptoacutel

a Merkuacuter

b Mars

c Pluacutetoacute

d Foumlld

8 Mi a napszeacutel

a A Napboacutel kiszakadoacute toumlltoumltt reacuteszecskeacutek aacuterama

b A Nap aacuteltal okozott erőteljes leacutegaacuteramlat

c A fotoszfeacutera aacuteramlaacutesa

d A Napboacutel kiszabaduloacute szeacutendioxid aacuterama

9 Mi okozza a sarki feacutenyt

a A napfogyatkozaacutes

b A napszeacutel

c A napaacutellandoacute

d A maghasadaacutes

57

10 A napaacutellandoacute elfogadott eacuterteacuteke aacuteltalaacuteban

a 1400 Wm2

b 1288 Wm2

c 1388 Wm2

d 1650 Wm2

11 A Foumlld taacutevolsaacutega a Naptoacutel

a 100 millioacute km

b 150 millioacute km

c 200 millioacute km

d 80 millioacute km

12 Mikor laacutethatoacute napfogyatkozaacutes

a Ha a Hold eacuteppen a Nap eacutes a Foumlld koumlzoumltt halad el

b Ha a Foumlld keruumll a Nap eacutes a Hold koumlzeacute

c Ha a Nap keruumll a Hold eacutes a Foumlld koumlzeacute

d Ha a Foumlld egy siacutekba keruumll a Nappal

13 A termonukleaacuteris reakcioacutek hol zajlanak

a Fotoszfeacutera

b Kromoszfeacutera

c Mag

d Geoszfeacutera

Tanaacuteri haacutetteacuteranyag

Megoldaacutesok 1-b 2-b 3-c 4-a 5-a 6-a 7-c 8-a 9-b 10-c 11-b 12-a 13-c

58

OumlSSZEGZEacuteS

Szakdolgozatomban a meguacutejuloacute energiaforraacutesok ezen beluumll a napenergia hasznosiacutetaacutes

lehetőseacutegeit elemeztem reacuteszletezve a napenergiaacutet felhasznaacuteloacute technoloacutegiaacutek fizikai haacutettereacutet a

napenergia hőveacute alakiacutetaacutesaacutenak kuumlloumlnboumlző moacutedjait Oumlsszefoglaltam a kuumlloumlnboumlző kollektor

tiacutepusok feleacutepiacuteteacuteseacutet hateacutekonysaacutegaacutet

A kollektoros berendezeacutesek csalaacutedi haacutezakban toumlrteacutenő alkalmazaacutesaacutenaacutel aacutettekintettem a

tervezeacutes moacutedjait majd elemző szaacutemolaacutest veacutegezve oumlsszehasonliacutetottam a berendezeacutes beruhaacutezaacutesi

koumlltseacutegeit a megtakariacutetaacutesok oumlsszegeacutevel Szaacutemolaacutesaim alapjaacuten a megteacuteruumlleacutesi idő toumlbb mint 16

eacutev ami igen hosszuacute idő Ezt a mutatoacutet veacutelemeacutenyem szerint csoumlkkenteni lehet eacutes kell is hogy

szeacutelesebb koumlrnek eleacuterhető gazdasaacutegos megoldaacutesnak bizonyuljon Ezt a lehetőseacuteget az anyagaacuter

csoumlkkeneacuteseacuteben laacutetom a technika fejlődeacuteseacutevel eacutes ugyanezen teacutenyező segiacutetseacutegeacutevel talaacuten

egyszer nagyobb hataacutesfok is eleacuterhető lesz A napenergia hasznaacutelataacutenak elterjedeacuteseacutet nagy

meacuterteacutekben fellendiacuteteneacute az aacutellami taacutemogataacutesok bevezeteacutese noumlveleacutese Felvetettem mint

perspektiacutevaacutet a kollektoros rendszer Stirling-motorral toumlrteacutenő kombinaacutecioacutejaacutet ami szinteacuten a

hateacutekonysaacuteg noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezneacute Ezeacutert fontos hogy aacuteldozzunk a kutataacutesokra melyek

előrevinneacutek a technoloacutegia fejlődeacuteseacutet eacutes hozzaacutejaacuterulhatnaacutenak a Foumlld globaacutelis koumlrnyezeti

aacutellapotaacutenak a javulaacutesaacutehoz

A dolgozatom pedagoacutegiai szakmoacutedszertani fejezeteacuteben a napenergia teacutemakoumlreacutenek

koumlzeacutepiskolai taniacutetaacutesi lehetőseacutegeit elemeztem valamint a teacutema jaacuteteacutekos formaacuteban a napaacutellandoacute

meacutereacuteseacuten keresztuumll toumlrteacutenő oktataacutesaacutenak perspektiacutevaacutejaacutet taacutergyaltam Figyelembe vettem az

iskolaacutek elteacuterő anyagi haacutettereacutet egy koumlltseacutegkiacutemeacutelőbb kivitelezeacutest is bemutattam A taniacutetaacutesi

gyakorlatom eacutes a szakdolgozatom iacuteraacutesa nem szinkronban zajlott iacutegy a gyakorlatban eddig

meacuteg nem tudtam kamatoztatni ezt a moacutedszert Erre azonban valoacutesziacutenűleg nem is jutott volna

idő a taniacutetaacutesi gyakorlat alatt mivel mindkeacutet meacutereacutesi moacutedszer 4-5 taniacutetaacutesi oacuteraacutet igeacutenybe vesz

Elgondolaacutesom szerint erdei iskolaacutek szakkoumlroumlk kiraacutendulaacutesok nyuacutejtanak megfelelő haacutetteret

ezekhez a nagyobb előkeacuteszuumlletet igeacutenylő aacutem szakmai szempontboacutel figyelemre meacuteltoacute a

gyerekek tudaacutesaacutet kreatiacutevan fejlesztő meacutereacutesekre

59

Koumlszoumlnetnyilvaacuteniacutetaacutes

Koumlszoumlnettel tartozom Horvaacuteth Aacutekos egyetemi docens uacuternak a szakdolgozatom

elkeacutesziacuteteacuteseacuteneacutel nyuacutejtott segiacutetseacutegeacuteeacutert Aacuteldaacutesos munkaacutejaacuteval szakmai javaslataival oumltleteivel

hateacutekonyan taacutemogatta munkaacutemat

Szeretneacutem megkoumlszoumlnni Eacutedesanyaacutemnak hogy erejeacuten feluumll igyekezett megteremteni

szaacutemomra a munkaacutemhoz szuumlkseacuteges nyugodt haacutetteret

60

MELLEacuteKLETEK

1aacutebra Napkollektorok hataacutesfok goumlrbeacuteje

(Forraacutes wwwnaplopohu)

1 keacutep Napkollektorok 2 keacutep Napkollektorok ( Forraacutes wwwolympichu) (Forraacutes wwwkardoslaborhu)

61

hőmeacuterseacuteklet emelkedeacuteseacutet Ceacutelszerű a meacutereacutesedet 2-3 alkalommal megismeacutetelni ehhez minden

alkalommal hűtsd le a főzőpoharat csapviacutez alatt iacutegy veacuteguumll haacuterom teljes meacutereacutesi sorozatot

kapsz

Munkalap

A szaacutemiacutetaacutesok elveacutegzeacuteseacuteneacutel koumlvesd az utasiacutetaacutesokat iacutegy az aacuteltalad gyűjtoumltt adatok segiacutetseacutegeacutevel

meghataacuterozhatod a napaacutellandoacutet

A felhasznaacutelt viacutez teacuterfogata V = __________ liter

A felhasznaacutelt viacutez toumlmege m = __________ kg

A napfeacutenynek kitett feluumllet A = __________ m2

A ∆T∆t aacutetlag meghataacuterozaacutesa

1 meacutereacutes ∆T1∆t1=

2 meacutereacutes ∆T2∆t2=

3 meacutereacutes ∆T3∆t3=

A haacuterom meacutereacutes aacutetlaga

A viacutez fajhője 4186 J(kg degC) iacutegy a viacutez aacuteltal időegyseacutegenkeacutent felvett energia

54

Az időegyseacutegenkeacutent a feluumlletre jutoacute aacutetlagos energia

Azonban a viacutez aacuteltal elnyelt energia nem egyezik a napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacuteval mivel a beeacuterkező

sugaacuterzaacutes egy reacutesze elnyelődik (leacutegkoumlr edeacuteny fala) Szorozd meg a szaacutemolt besugaacuterzaacutesi eacuterteacuteket

2-vel ez a leacutegkoumlri teacutenyező korrekcioacuteja majd 14-el iacutegy az uumlvegfal elnyeleacutese aacuteltal okozott

meacutereacutesi hibaacutet kuumlszoumlboumlloumld ki

A napaacutellandoacute elfogadott eacuterteacuteke 1388 Wm2

Ennek alapjaacuten meacutereacutesed szaacutezaleacutekos elteacutereacutese az elfogadott eacuterteacutektől

Gondolkodtatoacute keacuterdeacutesek

1 Mi lehet az oka a meacutereacutesi eredmeacutenyed eacutes az elfogadott eacuterteacutek koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegnek

2 Ennek alapjaacuten hol lehet joacutel hasznosiacutetani a napenergiaacutet

3 Vajon a noumlveacutenyek hogyan hasznosiacutetjaacutek a napfeacuteny energiaacutejaacutet

4 Szerinted eacuterdemes a napenergiaacutet hasznosiacutetani Ha igen mieacutert Hogyan

55

43 Kviacutez jaacuteteacutek

1 Hogy hiacutevjuk a Nap joacutel megfigyelhető felsziacuteni reacutetegeacutet

a Napkorona

b Fotoszfeacutera

c Hidroszfeacutera

d Geoszfeacutera

2 Mi adja a Nap fő toumlmegeacutet

a Heacutelium

b Hidrogeacuten

c Szeacutendioxid

d Triacutecium

3 A Nap belsejeacuteben milyen folyamat jaacuter energiaveszteseacuteggel

a Magfuacutezioacute

b H-eacutegeacutese

c Energia sugaacuterzaacutesa

d Maghasadaacutes

4 Mik a napfoltok

a A fotoszfeacutera aacutetmeneti keacutepződmeacutenyei

b A napkitoumlreacutesekhez taacutersuloacute gaacutezkiloumlvelleacutesek

c A Nap belsejeacuteben lejaacutetszoacutedoacute folyamatok eredmeacutenyei

d A magfuacutezioacute kuumllső megnyilvaacutenulaacutesa

56

5 Milyen reakcioacutek fűtik a Napot

a Magfuacutezioacute

b Hidroliacutezis

c Oxidaacutecioacute

d Redukcioacute

6 Hol mennek veacutegbe az előző pontban keacuterdezett reakcioacutek

a A Nap koumlzeacutepső tartomaacutenya

b Napkorona

c A magban

d A geoszfeacuteraacuteban

7 Melyik eacutegitest van a legtaacutevolabb a Naptoacutel

a Merkuacuter

b Mars

c Pluacutetoacute

d Foumlld

8 Mi a napszeacutel

a A Napboacutel kiszakadoacute toumlltoumltt reacuteszecskeacutek aacuterama

b A Nap aacuteltal okozott erőteljes leacutegaacuteramlat

c A fotoszfeacutera aacuteramlaacutesa

d A Napboacutel kiszabaduloacute szeacutendioxid aacuterama

9 Mi okozza a sarki feacutenyt

a A napfogyatkozaacutes

b A napszeacutel

c A napaacutellandoacute

d A maghasadaacutes

57

10 A napaacutellandoacute elfogadott eacuterteacuteke aacuteltalaacuteban

a 1400 Wm2

b 1288 Wm2

c 1388 Wm2

d 1650 Wm2

11 A Foumlld taacutevolsaacutega a Naptoacutel

a 100 millioacute km

b 150 millioacute km

c 200 millioacute km

d 80 millioacute km

12 Mikor laacutethatoacute napfogyatkozaacutes

a Ha a Hold eacuteppen a Nap eacutes a Foumlld koumlzoumltt halad el

b Ha a Foumlld keruumll a Nap eacutes a Hold koumlzeacute

c Ha a Nap keruumll a Hold eacutes a Foumlld koumlzeacute

d Ha a Foumlld egy siacutekba keruumll a Nappal

13 A termonukleaacuteris reakcioacutek hol zajlanak

a Fotoszfeacutera

b Kromoszfeacutera

c Mag

d Geoszfeacutera

Tanaacuteri haacutetteacuteranyag

Megoldaacutesok 1-b 2-b 3-c 4-a 5-a 6-a 7-c 8-a 9-b 10-c 11-b 12-a 13-c

58

OumlSSZEGZEacuteS

Szakdolgozatomban a meguacutejuloacute energiaforraacutesok ezen beluumll a napenergia hasznosiacutetaacutes

lehetőseacutegeit elemeztem reacuteszletezve a napenergiaacutet felhasznaacuteloacute technoloacutegiaacutek fizikai haacutettereacutet a

napenergia hőveacute alakiacutetaacutesaacutenak kuumlloumlnboumlző moacutedjait Oumlsszefoglaltam a kuumlloumlnboumlző kollektor

tiacutepusok feleacutepiacuteteacuteseacutet hateacutekonysaacutegaacutet

A kollektoros berendezeacutesek csalaacutedi haacutezakban toumlrteacutenő alkalmazaacutesaacutenaacutel aacutettekintettem a

tervezeacutes moacutedjait majd elemző szaacutemolaacutest veacutegezve oumlsszehasonliacutetottam a berendezeacutes beruhaacutezaacutesi

koumlltseacutegeit a megtakariacutetaacutesok oumlsszegeacutevel Szaacutemolaacutesaim alapjaacuten a megteacuteruumlleacutesi idő toumlbb mint 16

eacutev ami igen hosszuacute idő Ezt a mutatoacutet veacutelemeacutenyem szerint csoumlkkenteni lehet eacutes kell is hogy

szeacutelesebb koumlrnek eleacuterhető gazdasaacutegos megoldaacutesnak bizonyuljon Ezt a lehetőseacuteget az anyagaacuter

csoumlkkeneacuteseacuteben laacutetom a technika fejlődeacuteseacutevel eacutes ugyanezen teacutenyező segiacutetseacutegeacutevel talaacuten

egyszer nagyobb hataacutesfok is eleacuterhető lesz A napenergia hasznaacutelataacutenak elterjedeacuteseacutet nagy

meacuterteacutekben fellendiacuteteneacute az aacutellami taacutemogataacutesok bevezeteacutese noumlveleacutese Felvetettem mint

perspektiacutevaacutet a kollektoros rendszer Stirling-motorral toumlrteacutenő kombinaacutecioacutejaacutet ami szinteacuten a

hateacutekonysaacuteg noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezneacute Ezeacutert fontos hogy aacuteldozzunk a kutataacutesokra melyek

előrevinneacutek a technoloacutegia fejlődeacuteseacutet eacutes hozzaacutejaacuterulhatnaacutenak a Foumlld globaacutelis koumlrnyezeti

aacutellapotaacutenak a javulaacutesaacutehoz

A dolgozatom pedagoacutegiai szakmoacutedszertani fejezeteacuteben a napenergia teacutemakoumlreacutenek

koumlzeacutepiskolai taniacutetaacutesi lehetőseacutegeit elemeztem valamint a teacutema jaacuteteacutekos formaacuteban a napaacutellandoacute

meacutereacuteseacuten keresztuumll toumlrteacutenő oktataacutesaacutenak perspektiacutevaacutejaacutet taacutergyaltam Figyelembe vettem az

iskolaacutek elteacuterő anyagi haacutettereacutet egy koumlltseacutegkiacutemeacutelőbb kivitelezeacutest is bemutattam A taniacutetaacutesi

gyakorlatom eacutes a szakdolgozatom iacuteraacutesa nem szinkronban zajlott iacutegy a gyakorlatban eddig

meacuteg nem tudtam kamatoztatni ezt a moacutedszert Erre azonban valoacutesziacutenűleg nem is jutott volna

idő a taniacutetaacutesi gyakorlat alatt mivel mindkeacutet meacutereacutesi moacutedszer 4-5 taniacutetaacutesi oacuteraacutet igeacutenybe vesz

Elgondolaacutesom szerint erdei iskolaacutek szakkoumlroumlk kiraacutendulaacutesok nyuacutejtanak megfelelő haacutetteret

ezekhez a nagyobb előkeacuteszuumlletet igeacutenylő aacutem szakmai szempontboacutel figyelemre meacuteltoacute a

gyerekek tudaacutesaacutet kreatiacutevan fejlesztő meacutereacutesekre

59

Koumlszoumlnetnyilvaacuteniacutetaacutes

Koumlszoumlnettel tartozom Horvaacuteth Aacutekos egyetemi docens uacuternak a szakdolgozatom

elkeacutesziacuteteacuteseacuteneacutel nyuacutejtott segiacutetseacutegeacuteeacutert Aacuteldaacutesos munkaacutejaacuteval szakmai javaslataival oumltleteivel

hateacutekonyan taacutemogatta munkaacutemat

Szeretneacutem megkoumlszoumlnni Eacutedesanyaacutemnak hogy erejeacuten feluumll igyekezett megteremteni

szaacutemomra a munkaacutemhoz szuumlkseacuteges nyugodt haacutetteret

60

MELLEacuteKLETEK

1aacutebra Napkollektorok hataacutesfok goumlrbeacuteje

(Forraacutes wwwnaplopohu)

1 keacutep Napkollektorok 2 keacutep Napkollektorok ( Forraacutes wwwolympichu) (Forraacutes wwwkardoslaborhu)

61

Az időegyseacutegenkeacutent a feluumlletre jutoacute aacutetlagos energia

Azonban a viacutez aacuteltal elnyelt energia nem egyezik a napsugaacuterzaacutes energiaacutejaacuteval mivel a beeacuterkező

sugaacuterzaacutes egy reacutesze elnyelődik (leacutegkoumlr edeacuteny fala) Szorozd meg a szaacutemolt besugaacuterzaacutesi eacuterteacuteket

2-vel ez a leacutegkoumlri teacutenyező korrekcioacuteja majd 14-el iacutegy az uumlvegfal elnyeleacutese aacuteltal okozott

meacutereacutesi hibaacutet kuumlszoumlboumlloumld ki

A napaacutellandoacute elfogadott eacuterteacuteke 1388 Wm2

Ennek alapjaacuten meacutereacutesed szaacutezaleacutekos elteacutereacutese az elfogadott eacuterteacutektől

Gondolkodtatoacute keacuterdeacutesek

1 Mi lehet az oka a meacutereacutesi eredmeacutenyed eacutes az elfogadott eacuterteacutek koumlzoumltti kuumlloumlnbseacutegnek

2 Ennek alapjaacuten hol lehet joacutel hasznosiacutetani a napenergiaacutet

3 Vajon a noumlveacutenyek hogyan hasznosiacutetjaacutek a napfeacuteny energiaacutejaacutet

4 Szerinted eacuterdemes a napenergiaacutet hasznosiacutetani Ha igen mieacutert Hogyan

55

43 Kviacutez jaacuteteacutek

1 Hogy hiacutevjuk a Nap joacutel megfigyelhető felsziacuteni reacutetegeacutet

a Napkorona

b Fotoszfeacutera

c Hidroszfeacutera

d Geoszfeacutera

2 Mi adja a Nap fő toumlmegeacutet

a Heacutelium

b Hidrogeacuten

c Szeacutendioxid

d Triacutecium

3 A Nap belsejeacuteben milyen folyamat jaacuter energiaveszteseacuteggel

a Magfuacutezioacute

b H-eacutegeacutese

c Energia sugaacuterzaacutesa

d Maghasadaacutes

4 Mik a napfoltok

a A fotoszfeacutera aacutetmeneti keacutepződmeacutenyei

b A napkitoumlreacutesekhez taacutersuloacute gaacutezkiloumlvelleacutesek

c A Nap belsejeacuteben lejaacutetszoacutedoacute folyamatok eredmeacutenyei

d A magfuacutezioacute kuumllső megnyilvaacutenulaacutesa

56

5 Milyen reakcioacutek fűtik a Napot

a Magfuacutezioacute

b Hidroliacutezis

c Oxidaacutecioacute

d Redukcioacute

6 Hol mennek veacutegbe az előző pontban keacuterdezett reakcioacutek

a A Nap koumlzeacutepső tartomaacutenya

b Napkorona

c A magban

d A geoszfeacuteraacuteban

7 Melyik eacutegitest van a legtaacutevolabb a Naptoacutel

a Merkuacuter

b Mars

c Pluacutetoacute

d Foumlld

8 Mi a napszeacutel

a A Napboacutel kiszakadoacute toumlltoumltt reacuteszecskeacutek aacuterama

b A Nap aacuteltal okozott erőteljes leacutegaacuteramlat

c A fotoszfeacutera aacuteramlaacutesa

d A Napboacutel kiszabaduloacute szeacutendioxid aacuterama

9 Mi okozza a sarki feacutenyt

a A napfogyatkozaacutes

b A napszeacutel

c A napaacutellandoacute

d A maghasadaacutes

57

10 A napaacutellandoacute elfogadott eacuterteacuteke aacuteltalaacuteban

a 1400 Wm2

b 1288 Wm2

c 1388 Wm2

d 1650 Wm2

11 A Foumlld taacutevolsaacutega a Naptoacutel

a 100 millioacute km

b 150 millioacute km

c 200 millioacute km

d 80 millioacute km

12 Mikor laacutethatoacute napfogyatkozaacutes

a Ha a Hold eacuteppen a Nap eacutes a Foumlld koumlzoumltt halad el

b Ha a Foumlld keruumll a Nap eacutes a Hold koumlzeacute

c Ha a Nap keruumll a Hold eacutes a Foumlld koumlzeacute

d Ha a Foumlld egy siacutekba keruumll a Nappal

13 A termonukleaacuteris reakcioacutek hol zajlanak

a Fotoszfeacutera

b Kromoszfeacutera

c Mag

d Geoszfeacutera

Tanaacuteri haacutetteacuteranyag

Megoldaacutesok 1-b 2-b 3-c 4-a 5-a 6-a 7-c 8-a 9-b 10-c 11-b 12-a 13-c

58

OumlSSZEGZEacuteS

Szakdolgozatomban a meguacutejuloacute energiaforraacutesok ezen beluumll a napenergia hasznosiacutetaacutes

lehetőseacutegeit elemeztem reacuteszletezve a napenergiaacutet felhasznaacuteloacute technoloacutegiaacutek fizikai haacutettereacutet a

napenergia hőveacute alakiacutetaacutesaacutenak kuumlloumlnboumlző moacutedjait Oumlsszefoglaltam a kuumlloumlnboumlző kollektor

tiacutepusok feleacutepiacuteteacuteseacutet hateacutekonysaacutegaacutet

A kollektoros berendezeacutesek csalaacutedi haacutezakban toumlrteacutenő alkalmazaacutesaacutenaacutel aacutettekintettem a

tervezeacutes moacutedjait majd elemző szaacutemolaacutest veacutegezve oumlsszehasonliacutetottam a berendezeacutes beruhaacutezaacutesi

koumlltseacutegeit a megtakariacutetaacutesok oumlsszegeacutevel Szaacutemolaacutesaim alapjaacuten a megteacuteruumlleacutesi idő toumlbb mint 16

eacutev ami igen hosszuacute idő Ezt a mutatoacutet veacutelemeacutenyem szerint csoumlkkenteni lehet eacutes kell is hogy

szeacutelesebb koumlrnek eleacuterhető gazdasaacutegos megoldaacutesnak bizonyuljon Ezt a lehetőseacuteget az anyagaacuter

csoumlkkeneacuteseacuteben laacutetom a technika fejlődeacuteseacutevel eacutes ugyanezen teacutenyező segiacutetseacutegeacutevel talaacuten

egyszer nagyobb hataacutesfok is eleacuterhető lesz A napenergia hasznaacutelataacutenak elterjedeacuteseacutet nagy

meacuterteacutekben fellendiacuteteneacute az aacutellami taacutemogataacutesok bevezeteacutese noumlveleacutese Felvetettem mint

perspektiacutevaacutet a kollektoros rendszer Stirling-motorral toumlrteacutenő kombinaacutecioacutejaacutet ami szinteacuten a

hateacutekonysaacuteg noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezneacute Ezeacutert fontos hogy aacuteldozzunk a kutataacutesokra melyek

előrevinneacutek a technoloacutegia fejlődeacuteseacutet eacutes hozzaacutejaacuterulhatnaacutenak a Foumlld globaacutelis koumlrnyezeti

aacutellapotaacutenak a javulaacutesaacutehoz

A dolgozatom pedagoacutegiai szakmoacutedszertani fejezeteacuteben a napenergia teacutemakoumlreacutenek

koumlzeacutepiskolai taniacutetaacutesi lehetőseacutegeit elemeztem valamint a teacutema jaacuteteacutekos formaacuteban a napaacutellandoacute

meacutereacuteseacuten keresztuumll toumlrteacutenő oktataacutesaacutenak perspektiacutevaacutejaacutet taacutergyaltam Figyelembe vettem az

iskolaacutek elteacuterő anyagi haacutettereacutet egy koumlltseacutegkiacutemeacutelőbb kivitelezeacutest is bemutattam A taniacutetaacutesi

gyakorlatom eacutes a szakdolgozatom iacuteraacutesa nem szinkronban zajlott iacutegy a gyakorlatban eddig

meacuteg nem tudtam kamatoztatni ezt a moacutedszert Erre azonban valoacutesziacutenűleg nem is jutott volna

idő a taniacutetaacutesi gyakorlat alatt mivel mindkeacutet meacutereacutesi moacutedszer 4-5 taniacutetaacutesi oacuteraacutet igeacutenybe vesz

Elgondolaacutesom szerint erdei iskolaacutek szakkoumlroumlk kiraacutendulaacutesok nyuacutejtanak megfelelő haacutetteret

ezekhez a nagyobb előkeacuteszuumlletet igeacutenylő aacutem szakmai szempontboacutel figyelemre meacuteltoacute a

gyerekek tudaacutesaacutet kreatiacutevan fejlesztő meacutereacutesekre

59

Koumlszoumlnetnyilvaacuteniacutetaacutes

Koumlszoumlnettel tartozom Horvaacuteth Aacutekos egyetemi docens uacuternak a szakdolgozatom

elkeacutesziacuteteacuteseacuteneacutel nyuacutejtott segiacutetseacutegeacuteeacutert Aacuteldaacutesos munkaacutejaacuteval szakmai javaslataival oumltleteivel

hateacutekonyan taacutemogatta munkaacutemat

Szeretneacutem megkoumlszoumlnni Eacutedesanyaacutemnak hogy erejeacuten feluumll igyekezett megteremteni

szaacutemomra a munkaacutemhoz szuumlkseacuteges nyugodt haacutetteret

60

MELLEacuteKLETEK

1aacutebra Napkollektorok hataacutesfok goumlrbeacuteje

(Forraacutes wwwnaplopohu)

1 keacutep Napkollektorok 2 keacutep Napkollektorok ( Forraacutes wwwolympichu) (Forraacutes wwwkardoslaborhu)

61

43 Kviacutez jaacuteteacutek

1 Hogy hiacutevjuk a Nap joacutel megfigyelhető felsziacuteni reacutetegeacutet

a Napkorona

b Fotoszfeacutera

c Hidroszfeacutera

d Geoszfeacutera

2 Mi adja a Nap fő toumlmegeacutet

a Heacutelium

b Hidrogeacuten

c Szeacutendioxid

d Triacutecium

3 A Nap belsejeacuteben milyen folyamat jaacuter energiaveszteseacuteggel

a Magfuacutezioacute

b H-eacutegeacutese

c Energia sugaacuterzaacutesa

d Maghasadaacutes

4 Mik a napfoltok

a A fotoszfeacutera aacutetmeneti keacutepződmeacutenyei

b A napkitoumlreacutesekhez taacutersuloacute gaacutezkiloumlvelleacutesek

c A Nap belsejeacuteben lejaacutetszoacutedoacute folyamatok eredmeacutenyei

d A magfuacutezioacute kuumllső megnyilvaacutenulaacutesa

56

5 Milyen reakcioacutek fűtik a Napot

a Magfuacutezioacute

b Hidroliacutezis

c Oxidaacutecioacute

d Redukcioacute

6 Hol mennek veacutegbe az előző pontban keacuterdezett reakcioacutek

a A Nap koumlzeacutepső tartomaacutenya

b Napkorona

c A magban

d A geoszfeacuteraacuteban

7 Melyik eacutegitest van a legtaacutevolabb a Naptoacutel

a Merkuacuter

b Mars

c Pluacutetoacute

d Foumlld

8 Mi a napszeacutel

a A Napboacutel kiszakadoacute toumlltoumltt reacuteszecskeacutek aacuterama

b A Nap aacuteltal okozott erőteljes leacutegaacuteramlat

c A fotoszfeacutera aacuteramlaacutesa

d A Napboacutel kiszabaduloacute szeacutendioxid aacuterama

9 Mi okozza a sarki feacutenyt

a A napfogyatkozaacutes

b A napszeacutel

c A napaacutellandoacute

d A maghasadaacutes

57

10 A napaacutellandoacute elfogadott eacuterteacuteke aacuteltalaacuteban

a 1400 Wm2

b 1288 Wm2

c 1388 Wm2

d 1650 Wm2

11 A Foumlld taacutevolsaacutega a Naptoacutel

a 100 millioacute km

b 150 millioacute km

c 200 millioacute km

d 80 millioacute km

12 Mikor laacutethatoacute napfogyatkozaacutes

a Ha a Hold eacuteppen a Nap eacutes a Foumlld koumlzoumltt halad el

b Ha a Foumlld keruumll a Nap eacutes a Hold koumlzeacute

c Ha a Nap keruumll a Hold eacutes a Foumlld koumlzeacute

d Ha a Foumlld egy siacutekba keruumll a Nappal

13 A termonukleaacuteris reakcioacutek hol zajlanak

a Fotoszfeacutera

b Kromoszfeacutera

c Mag

d Geoszfeacutera

Tanaacuteri haacutetteacuteranyag

Megoldaacutesok 1-b 2-b 3-c 4-a 5-a 6-a 7-c 8-a 9-b 10-c 11-b 12-a 13-c

58

OumlSSZEGZEacuteS

Szakdolgozatomban a meguacutejuloacute energiaforraacutesok ezen beluumll a napenergia hasznosiacutetaacutes

lehetőseacutegeit elemeztem reacuteszletezve a napenergiaacutet felhasznaacuteloacute technoloacutegiaacutek fizikai haacutettereacutet a

napenergia hőveacute alakiacutetaacutesaacutenak kuumlloumlnboumlző moacutedjait Oumlsszefoglaltam a kuumlloumlnboumlző kollektor

tiacutepusok feleacutepiacuteteacuteseacutet hateacutekonysaacutegaacutet

A kollektoros berendezeacutesek csalaacutedi haacutezakban toumlrteacutenő alkalmazaacutesaacutenaacutel aacutettekintettem a

tervezeacutes moacutedjait majd elemző szaacutemolaacutest veacutegezve oumlsszehasonliacutetottam a berendezeacutes beruhaacutezaacutesi

koumlltseacutegeit a megtakariacutetaacutesok oumlsszegeacutevel Szaacutemolaacutesaim alapjaacuten a megteacuteruumlleacutesi idő toumlbb mint 16

eacutev ami igen hosszuacute idő Ezt a mutatoacutet veacutelemeacutenyem szerint csoumlkkenteni lehet eacutes kell is hogy

szeacutelesebb koumlrnek eleacuterhető gazdasaacutegos megoldaacutesnak bizonyuljon Ezt a lehetőseacuteget az anyagaacuter

csoumlkkeneacuteseacuteben laacutetom a technika fejlődeacuteseacutevel eacutes ugyanezen teacutenyező segiacutetseacutegeacutevel talaacuten

egyszer nagyobb hataacutesfok is eleacuterhető lesz A napenergia hasznaacutelataacutenak elterjedeacuteseacutet nagy

meacuterteacutekben fellendiacuteteneacute az aacutellami taacutemogataacutesok bevezeteacutese noumlveleacutese Felvetettem mint

perspektiacutevaacutet a kollektoros rendszer Stirling-motorral toumlrteacutenő kombinaacutecioacutejaacutet ami szinteacuten a

hateacutekonysaacuteg noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezneacute Ezeacutert fontos hogy aacuteldozzunk a kutataacutesokra melyek

előrevinneacutek a technoloacutegia fejlődeacuteseacutet eacutes hozzaacutejaacuterulhatnaacutenak a Foumlld globaacutelis koumlrnyezeti

aacutellapotaacutenak a javulaacutesaacutehoz

A dolgozatom pedagoacutegiai szakmoacutedszertani fejezeteacuteben a napenergia teacutemakoumlreacutenek

koumlzeacutepiskolai taniacutetaacutesi lehetőseacutegeit elemeztem valamint a teacutema jaacuteteacutekos formaacuteban a napaacutellandoacute

meacutereacuteseacuten keresztuumll toumlrteacutenő oktataacutesaacutenak perspektiacutevaacutejaacutet taacutergyaltam Figyelembe vettem az

iskolaacutek elteacuterő anyagi haacutettereacutet egy koumlltseacutegkiacutemeacutelőbb kivitelezeacutest is bemutattam A taniacutetaacutesi

gyakorlatom eacutes a szakdolgozatom iacuteraacutesa nem szinkronban zajlott iacutegy a gyakorlatban eddig

meacuteg nem tudtam kamatoztatni ezt a moacutedszert Erre azonban valoacutesziacutenűleg nem is jutott volna

idő a taniacutetaacutesi gyakorlat alatt mivel mindkeacutet meacutereacutesi moacutedszer 4-5 taniacutetaacutesi oacuteraacutet igeacutenybe vesz

Elgondolaacutesom szerint erdei iskolaacutek szakkoumlroumlk kiraacutendulaacutesok nyuacutejtanak megfelelő haacutetteret

ezekhez a nagyobb előkeacuteszuumlletet igeacutenylő aacutem szakmai szempontboacutel figyelemre meacuteltoacute a

gyerekek tudaacutesaacutet kreatiacutevan fejlesztő meacutereacutesekre

59

Koumlszoumlnetnyilvaacuteniacutetaacutes

Koumlszoumlnettel tartozom Horvaacuteth Aacutekos egyetemi docens uacuternak a szakdolgozatom

elkeacutesziacuteteacuteseacuteneacutel nyuacutejtott segiacutetseacutegeacuteeacutert Aacuteldaacutesos munkaacutejaacuteval szakmai javaslataival oumltleteivel

hateacutekonyan taacutemogatta munkaacutemat

Szeretneacutem megkoumlszoumlnni Eacutedesanyaacutemnak hogy erejeacuten feluumll igyekezett megteremteni

szaacutemomra a munkaacutemhoz szuumlkseacuteges nyugodt haacutetteret

60

MELLEacuteKLETEK

1aacutebra Napkollektorok hataacutesfok goumlrbeacuteje

(Forraacutes wwwnaplopohu)

1 keacutep Napkollektorok 2 keacutep Napkollektorok ( Forraacutes wwwolympichu) (Forraacutes wwwkardoslaborhu)

61

5 Milyen reakcioacutek fűtik a Napot

a Magfuacutezioacute

b Hidroliacutezis

c Oxidaacutecioacute

d Redukcioacute

6 Hol mennek veacutegbe az előző pontban keacuterdezett reakcioacutek

a A Nap koumlzeacutepső tartomaacutenya

b Napkorona

c A magban

d A geoszfeacuteraacuteban

7 Melyik eacutegitest van a legtaacutevolabb a Naptoacutel

a Merkuacuter

b Mars

c Pluacutetoacute

d Foumlld

8 Mi a napszeacutel

a A Napboacutel kiszakadoacute toumlltoumltt reacuteszecskeacutek aacuterama

b A Nap aacuteltal okozott erőteljes leacutegaacuteramlat

c A fotoszfeacutera aacuteramlaacutesa

d A Napboacutel kiszabaduloacute szeacutendioxid aacuterama

9 Mi okozza a sarki feacutenyt

a A napfogyatkozaacutes

b A napszeacutel

c A napaacutellandoacute

d A maghasadaacutes

57

10 A napaacutellandoacute elfogadott eacuterteacuteke aacuteltalaacuteban

a 1400 Wm2

b 1288 Wm2

c 1388 Wm2

d 1650 Wm2

11 A Foumlld taacutevolsaacutega a Naptoacutel

a 100 millioacute km

b 150 millioacute km

c 200 millioacute km

d 80 millioacute km

12 Mikor laacutethatoacute napfogyatkozaacutes

a Ha a Hold eacuteppen a Nap eacutes a Foumlld koumlzoumltt halad el

b Ha a Foumlld keruumll a Nap eacutes a Hold koumlzeacute

c Ha a Nap keruumll a Hold eacutes a Foumlld koumlzeacute

d Ha a Foumlld egy siacutekba keruumll a Nappal

13 A termonukleaacuteris reakcioacutek hol zajlanak

a Fotoszfeacutera

b Kromoszfeacutera

c Mag

d Geoszfeacutera

Tanaacuteri haacutetteacuteranyag

Megoldaacutesok 1-b 2-b 3-c 4-a 5-a 6-a 7-c 8-a 9-b 10-c 11-b 12-a 13-c

58

OumlSSZEGZEacuteS

Szakdolgozatomban a meguacutejuloacute energiaforraacutesok ezen beluumll a napenergia hasznosiacutetaacutes

lehetőseacutegeit elemeztem reacuteszletezve a napenergiaacutet felhasznaacuteloacute technoloacutegiaacutek fizikai haacutettereacutet a

napenergia hőveacute alakiacutetaacutesaacutenak kuumlloumlnboumlző moacutedjait Oumlsszefoglaltam a kuumlloumlnboumlző kollektor

tiacutepusok feleacutepiacuteteacuteseacutet hateacutekonysaacutegaacutet

A kollektoros berendezeacutesek csalaacutedi haacutezakban toumlrteacutenő alkalmazaacutesaacutenaacutel aacutettekintettem a

tervezeacutes moacutedjait majd elemző szaacutemolaacutest veacutegezve oumlsszehasonliacutetottam a berendezeacutes beruhaacutezaacutesi

koumlltseacutegeit a megtakariacutetaacutesok oumlsszegeacutevel Szaacutemolaacutesaim alapjaacuten a megteacuteruumlleacutesi idő toumlbb mint 16

eacutev ami igen hosszuacute idő Ezt a mutatoacutet veacutelemeacutenyem szerint csoumlkkenteni lehet eacutes kell is hogy

szeacutelesebb koumlrnek eleacuterhető gazdasaacutegos megoldaacutesnak bizonyuljon Ezt a lehetőseacuteget az anyagaacuter

csoumlkkeneacuteseacuteben laacutetom a technika fejlődeacuteseacutevel eacutes ugyanezen teacutenyező segiacutetseacutegeacutevel talaacuten

egyszer nagyobb hataacutesfok is eleacuterhető lesz A napenergia hasznaacutelataacutenak elterjedeacuteseacutet nagy

meacuterteacutekben fellendiacuteteneacute az aacutellami taacutemogataacutesok bevezeteacutese noumlveleacutese Felvetettem mint

perspektiacutevaacutet a kollektoros rendszer Stirling-motorral toumlrteacutenő kombinaacutecioacutejaacutet ami szinteacuten a

hateacutekonysaacuteg noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezneacute Ezeacutert fontos hogy aacuteldozzunk a kutataacutesokra melyek

előrevinneacutek a technoloacutegia fejlődeacuteseacutet eacutes hozzaacutejaacuterulhatnaacutenak a Foumlld globaacutelis koumlrnyezeti

aacutellapotaacutenak a javulaacutesaacutehoz

A dolgozatom pedagoacutegiai szakmoacutedszertani fejezeteacuteben a napenergia teacutemakoumlreacutenek

koumlzeacutepiskolai taniacutetaacutesi lehetőseacutegeit elemeztem valamint a teacutema jaacuteteacutekos formaacuteban a napaacutellandoacute

meacutereacuteseacuten keresztuumll toumlrteacutenő oktataacutesaacutenak perspektiacutevaacutejaacutet taacutergyaltam Figyelembe vettem az

iskolaacutek elteacuterő anyagi haacutettereacutet egy koumlltseacutegkiacutemeacutelőbb kivitelezeacutest is bemutattam A taniacutetaacutesi

gyakorlatom eacutes a szakdolgozatom iacuteraacutesa nem szinkronban zajlott iacutegy a gyakorlatban eddig

meacuteg nem tudtam kamatoztatni ezt a moacutedszert Erre azonban valoacutesziacutenűleg nem is jutott volna

idő a taniacutetaacutesi gyakorlat alatt mivel mindkeacutet meacutereacutesi moacutedszer 4-5 taniacutetaacutesi oacuteraacutet igeacutenybe vesz

Elgondolaacutesom szerint erdei iskolaacutek szakkoumlroumlk kiraacutendulaacutesok nyuacutejtanak megfelelő haacutetteret

ezekhez a nagyobb előkeacuteszuumlletet igeacutenylő aacutem szakmai szempontboacutel figyelemre meacuteltoacute a

gyerekek tudaacutesaacutet kreatiacutevan fejlesztő meacutereacutesekre

59

Koumlszoumlnetnyilvaacuteniacutetaacutes

Koumlszoumlnettel tartozom Horvaacuteth Aacutekos egyetemi docens uacuternak a szakdolgozatom

elkeacutesziacuteteacuteseacuteneacutel nyuacutejtott segiacutetseacutegeacuteeacutert Aacuteldaacutesos munkaacutejaacuteval szakmai javaslataival oumltleteivel

hateacutekonyan taacutemogatta munkaacutemat

Szeretneacutem megkoumlszoumlnni Eacutedesanyaacutemnak hogy erejeacuten feluumll igyekezett megteremteni

szaacutemomra a munkaacutemhoz szuumlkseacuteges nyugodt haacutetteret

60

MELLEacuteKLETEK

1aacutebra Napkollektorok hataacutesfok goumlrbeacuteje

(Forraacutes wwwnaplopohu)

1 keacutep Napkollektorok 2 keacutep Napkollektorok ( Forraacutes wwwolympichu) (Forraacutes wwwkardoslaborhu)

61

10 A napaacutellandoacute elfogadott eacuterteacuteke aacuteltalaacuteban

a 1400 Wm2

b 1288 Wm2

c 1388 Wm2

d 1650 Wm2

11 A Foumlld taacutevolsaacutega a Naptoacutel

a 100 millioacute km

b 150 millioacute km

c 200 millioacute km

d 80 millioacute km

12 Mikor laacutethatoacute napfogyatkozaacutes

a Ha a Hold eacuteppen a Nap eacutes a Foumlld koumlzoumltt halad el

b Ha a Foumlld keruumll a Nap eacutes a Hold koumlzeacute

c Ha a Nap keruumll a Hold eacutes a Foumlld koumlzeacute

d Ha a Foumlld egy siacutekba keruumll a Nappal

13 A termonukleaacuteris reakcioacutek hol zajlanak

a Fotoszfeacutera

b Kromoszfeacutera

c Mag

d Geoszfeacutera

Tanaacuteri haacutetteacuteranyag

Megoldaacutesok 1-b 2-b 3-c 4-a 5-a 6-a 7-c 8-a 9-b 10-c 11-b 12-a 13-c

58

OumlSSZEGZEacuteS

Szakdolgozatomban a meguacutejuloacute energiaforraacutesok ezen beluumll a napenergia hasznosiacutetaacutes

lehetőseacutegeit elemeztem reacuteszletezve a napenergiaacutet felhasznaacuteloacute technoloacutegiaacutek fizikai haacutettereacutet a

napenergia hőveacute alakiacutetaacutesaacutenak kuumlloumlnboumlző moacutedjait Oumlsszefoglaltam a kuumlloumlnboumlző kollektor

tiacutepusok feleacutepiacuteteacuteseacutet hateacutekonysaacutegaacutet

A kollektoros berendezeacutesek csalaacutedi haacutezakban toumlrteacutenő alkalmazaacutesaacutenaacutel aacutettekintettem a

tervezeacutes moacutedjait majd elemző szaacutemolaacutest veacutegezve oumlsszehasonliacutetottam a berendezeacutes beruhaacutezaacutesi

koumlltseacutegeit a megtakariacutetaacutesok oumlsszegeacutevel Szaacutemolaacutesaim alapjaacuten a megteacuteruumlleacutesi idő toumlbb mint 16

eacutev ami igen hosszuacute idő Ezt a mutatoacutet veacutelemeacutenyem szerint csoumlkkenteni lehet eacutes kell is hogy

szeacutelesebb koumlrnek eleacuterhető gazdasaacutegos megoldaacutesnak bizonyuljon Ezt a lehetőseacuteget az anyagaacuter

csoumlkkeneacuteseacuteben laacutetom a technika fejlődeacuteseacutevel eacutes ugyanezen teacutenyező segiacutetseacutegeacutevel talaacuten

egyszer nagyobb hataacutesfok is eleacuterhető lesz A napenergia hasznaacutelataacutenak elterjedeacuteseacutet nagy

meacuterteacutekben fellendiacuteteneacute az aacutellami taacutemogataacutesok bevezeteacutese noumlveleacutese Felvetettem mint

perspektiacutevaacutet a kollektoros rendszer Stirling-motorral toumlrteacutenő kombinaacutecioacutejaacutet ami szinteacuten a

hateacutekonysaacuteg noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezneacute Ezeacutert fontos hogy aacuteldozzunk a kutataacutesokra melyek

előrevinneacutek a technoloacutegia fejlődeacuteseacutet eacutes hozzaacutejaacuterulhatnaacutenak a Foumlld globaacutelis koumlrnyezeti

aacutellapotaacutenak a javulaacutesaacutehoz

A dolgozatom pedagoacutegiai szakmoacutedszertani fejezeteacuteben a napenergia teacutemakoumlreacutenek

koumlzeacutepiskolai taniacutetaacutesi lehetőseacutegeit elemeztem valamint a teacutema jaacuteteacutekos formaacuteban a napaacutellandoacute

meacutereacuteseacuten keresztuumll toumlrteacutenő oktataacutesaacutenak perspektiacutevaacutejaacutet taacutergyaltam Figyelembe vettem az

iskolaacutek elteacuterő anyagi haacutettereacutet egy koumlltseacutegkiacutemeacutelőbb kivitelezeacutest is bemutattam A taniacutetaacutesi

gyakorlatom eacutes a szakdolgozatom iacuteraacutesa nem szinkronban zajlott iacutegy a gyakorlatban eddig

meacuteg nem tudtam kamatoztatni ezt a moacutedszert Erre azonban valoacutesziacutenűleg nem is jutott volna

idő a taniacutetaacutesi gyakorlat alatt mivel mindkeacutet meacutereacutesi moacutedszer 4-5 taniacutetaacutesi oacuteraacutet igeacutenybe vesz

Elgondolaacutesom szerint erdei iskolaacutek szakkoumlroumlk kiraacutendulaacutesok nyuacutejtanak megfelelő haacutetteret

ezekhez a nagyobb előkeacuteszuumlletet igeacutenylő aacutem szakmai szempontboacutel figyelemre meacuteltoacute a

gyerekek tudaacutesaacutet kreatiacutevan fejlesztő meacutereacutesekre

59

Koumlszoumlnetnyilvaacuteniacutetaacutes

Koumlszoumlnettel tartozom Horvaacuteth Aacutekos egyetemi docens uacuternak a szakdolgozatom

elkeacutesziacuteteacuteseacuteneacutel nyuacutejtott segiacutetseacutegeacuteeacutert Aacuteldaacutesos munkaacutejaacuteval szakmai javaslataival oumltleteivel

hateacutekonyan taacutemogatta munkaacutemat

Szeretneacutem megkoumlszoumlnni Eacutedesanyaacutemnak hogy erejeacuten feluumll igyekezett megteremteni

szaacutemomra a munkaacutemhoz szuumlkseacuteges nyugodt haacutetteret

60

MELLEacuteKLETEK

1aacutebra Napkollektorok hataacutesfok goumlrbeacuteje

(Forraacutes wwwnaplopohu)

1 keacutep Napkollektorok 2 keacutep Napkollektorok ( Forraacutes wwwolympichu) (Forraacutes wwwkardoslaborhu)

61

OumlSSZEGZEacuteS

Szakdolgozatomban a meguacutejuloacute energiaforraacutesok ezen beluumll a napenergia hasznosiacutetaacutes

lehetőseacutegeit elemeztem reacuteszletezve a napenergiaacutet felhasznaacuteloacute technoloacutegiaacutek fizikai haacutettereacutet a

napenergia hőveacute alakiacutetaacutesaacutenak kuumlloumlnboumlző moacutedjait Oumlsszefoglaltam a kuumlloumlnboumlző kollektor

tiacutepusok feleacutepiacuteteacuteseacutet hateacutekonysaacutegaacutet

A kollektoros berendezeacutesek csalaacutedi haacutezakban toumlrteacutenő alkalmazaacutesaacutenaacutel aacutettekintettem a

tervezeacutes moacutedjait majd elemző szaacutemolaacutest veacutegezve oumlsszehasonliacutetottam a berendezeacutes beruhaacutezaacutesi

koumlltseacutegeit a megtakariacutetaacutesok oumlsszegeacutevel Szaacutemolaacutesaim alapjaacuten a megteacuteruumlleacutesi idő toumlbb mint 16

eacutev ami igen hosszuacute idő Ezt a mutatoacutet veacutelemeacutenyem szerint csoumlkkenteni lehet eacutes kell is hogy

szeacutelesebb koumlrnek eleacuterhető gazdasaacutegos megoldaacutesnak bizonyuljon Ezt a lehetőseacuteget az anyagaacuter

csoumlkkeneacuteseacuteben laacutetom a technika fejlődeacuteseacutevel eacutes ugyanezen teacutenyező segiacutetseacutegeacutevel talaacuten

egyszer nagyobb hataacutesfok is eleacuterhető lesz A napenergia hasznaacutelataacutenak elterjedeacuteseacutet nagy

meacuterteacutekben fellendiacuteteneacute az aacutellami taacutemogataacutesok bevezeteacutese noumlveleacutese Felvetettem mint

perspektiacutevaacutet a kollektoros rendszer Stirling-motorral toumlrteacutenő kombinaacutecioacutejaacutet ami szinteacuten a

hateacutekonysaacuteg noumlvekedeacuteseacutet eredmeacutenyezneacute Ezeacutert fontos hogy aacuteldozzunk a kutataacutesokra melyek

előrevinneacutek a technoloacutegia fejlődeacuteseacutet eacutes hozzaacutejaacuterulhatnaacutenak a Foumlld globaacutelis koumlrnyezeti

aacutellapotaacutenak a javulaacutesaacutehoz

A dolgozatom pedagoacutegiai szakmoacutedszertani fejezeteacuteben a napenergia teacutemakoumlreacutenek

koumlzeacutepiskolai taniacutetaacutesi lehetőseacutegeit elemeztem valamint a teacutema jaacuteteacutekos formaacuteban a napaacutellandoacute

meacutereacuteseacuten keresztuumll toumlrteacutenő oktataacutesaacutenak perspektiacutevaacutejaacutet taacutergyaltam Figyelembe vettem az

iskolaacutek elteacuterő anyagi haacutettereacutet egy koumlltseacutegkiacutemeacutelőbb kivitelezeacutest is bemutattam A taniacutetaacutesi

gyakorlatom eacutes a szakdolgozatom iacuteraacutesa nem szinkronban zajlott iacutegy a gyakorlatban eddig

meacuteg nem tudtam kamatoztatni ezt a moacutedszert Erre azonban valoacutesziacutenűleg nem is jutott volna

idő a taniacutetaacutesi gyakorlat alatt mivel mindkeacutet meacutereacutesi moacutedszer 4-5 taniacutetaacutesi oacuteraacutet igeacutenybe vesz

Elgondolaacutesom szerint erdei iskolaacutek szakkoumlroumlk kiraacutendulaacutesok nyuacutejtanak megfelelő haacutetteret

ezekhez a nagyobb előkeacuteszuumlletet igeacutenylő aacutem szakmai szempontboacutel figyelemre meacuteltoacute a

gyerekek tudaacutesaacutet kreatiacutevan fejlesztő meacutereacutesekre

59

Koumlszoumlnetnyilvaacuteniacutetaacutes

Koumlszoumlnettel tartozom Horvaacuteth Aacutekos egyetemi docens uacuternak a szakdolgozatom

elkeacutesziacuteteacuteseacuteneacutel nyuacutejtott segiacutetseacutegeacuteeacutert Aacuteldaacutesos munkaacutejaacuteval szakmai javaslataival oumltleteivel

hateacutekonyan taacutemogatta munkaacutemat

Szeretneacutem megkoumlszoumlnni Eacutedesanyaacutemnak hogy erejeacuten feluumll igyekezett megteremteni

szaacutemomra a munkaacutemhoz szuumlkseacuteges nyugodt haacutetteret

60

MELLEacuteKLETEK

1aacutebra Napkollektorok hataacutesfok goumlrbeacuteje

(Forraacutes wwwnaplopohu)

1 keacutep Napkollektorok 2 keacutep Napkollektorok ( Forraacutes wwwolympichu) (Forraacutes wwwkardoslaborhu)

61

Koumlszoumlnetnyilvaacuteniacutetaacutes

Koumlszoumlnettel tartozom Horvaacuteth Aacutekos egyetemi docens uacuternak a szakdolgozatom

elkeacutesziacuteteacuteseacuteneacutel nyuacutejtott segiacutetseacutegeacuteeacutert Aacuteldaacutesos munkaacutejaacuteval szakmai javaslataival oumltleteivel

hateacutekonyan taacutemogatta munkaacutemat

Szeretneacutem megkoumlszoumlnni Eacutedesanyaacutemnak hogy erejeacuten feluumll igyekezett megteremteni

szaacutemomra a munkaacutemhoz szuumlkseacuteges nyugodt haacutetteret

60

MELLEacuteKLETEK

1aacutebra Napkollektorok hataacutesfok goumlrbeacuteje

(Forraacutes wwwnaplopohu)

1 keacutep Napkollektorok 2 keacutep Napkollektorok ( Forraacutes wwwolympichu) (Forraacutes wwwkardoslaborhu)

61

MELLEacuteKLETEK

1aacutebra Napkollektorok hataacutesfok goumlrbeacuteje

(Forraacutes wwwnaplopohu)

1 keacutep Napkollektorok 2 keacutep Napkollektorok ( Forraacutes wwwolympichu) (Forraacutes wwwkardoslaborhu)

61

3keacutep Passziacutev napenergia hasznosiacutetaacutes 4 keacutep Passziacutev napenergia hasznosiacutetaacutes

( Forraacutes wwwbio-solar-hazhu ) ( Forraacutes wwwnyfhu )

4 keacutep Egykristaacutely szerkezetű napcella 5 keacutep Polikristaacutely szerkezetű

( Forraacutes wwwkekenergiahu ) napcella

( Forraacutes wwwkekenergiahu )

6 keacutep Si tiacutepusuacute napcella 7 keacutep A Telkes Maacuteria aacuteltal ( Forraacutes wwwkekenergiahu ) tervezett naphaacutez ( Forraacutes wwweletestudomanyhu )

62

8 keacutep Oumlkohaacutez 9 keacutep Naperőmű-aacutellomaacutes

( Forraacutes wwweletestudomanyhu ) Springerville-ben ( Forraacutes wwweletestudomanyhu )

10 keacutep A Solar One toronykazaacutenos naperőmű a Mojave sivatagban

( Forraacutes wwweletestudomanyhu )

63

Irodalomjegyzeacutek

Dr KISS AacuteDAacuteM- Dr HORVAacuteTH AacuteKOS- BABAacuteK GYOumlRGY Koumlrnyezeti fizika (Szarvas

2001)

Koumlrnyezeti neveleacutes a koumlzeacutepiskolaacuteban- szerk SCROacuteTH AacuteGNES (Trefort Kiadoacute Budapest

2004)

ARMIN THEMEβI- WERNER WEIβ Napkollektoros berendezeacutesek ( Cser Kiadoacute Budapest

2005)

HOLICS LAacuteSZLOacute Fizika (Műszaki Koumlnyvkiadoacute Budapest 1992 )

Larousse A termeacuteszet enciklopeacutediaacuteja-szerk PATRICE MAUBOURGUET (Gloacuteria Kiadoacute

Budapest 1993)

Internetes forraacutesok

wwwnaplopohu

wwwkekenergiahu

wwwmetaleltehu

wwwnyfhu

wwwolympichu

wwwkardoslaborhu

wwwsulinethu

wwwgiahu

wwwwikipediahu

wwwfenykapufree-energyhu

wwwzoldtechhu

wwwkvvmhu

64