Napelemek hatásos teljesítmény-előrejelzése – Szigetüzemre való törekvés az okos városban
A történelem folyamán mindig is fontos szerepet játszottak a városok, a jövőben pedig a globalizáció és ez által az urbanizációs folyamatok előtérbe kerülésével valószínűleg még relevánsabb szerepkört fognak betölteni. Egyes előrejelzések szerint 2050-re a Föld lakosságának 70%-a - mintegy 6 milliárd ember - városokban fog élni. Felfoghatjuk ezt a helyzetet úgy is, mint egy, a globalizáció által okozott „betegséget”. Ezt a „betegséget” kezelni kell, méghozzá nem tünetileg, hanem egészen a gyökerekig kell leásnunk: fel kell készülni a kialakuló helyzetre, a jövő alapjait ma kell lefektetnünk. A probléma megoldása, vagyis „az orvosság” több pilléren nyugszik. Ezen pillérek által egy komplex bemutatásra törekszem a dolgozat során, lineáris felépítést alkalmazva miközben a vezérszál az energetikára irányul.
Először ismertetem az újfajta városmodell létrejöttének a demográfiai, technológiai kiváltó okait, meghatározom, hogy mit is jelent az okos város fogalma. A leírtakat már megvalósított koncepciókkal illusztrálni is fogom. Ezen fejezet záróakkordjaként bemutatom a nagy áttörést jelentő smart - és mikrogridek által megreformált energiaellátási rendszert.
A népesség számának növekedésével az energiafogyasztás rohamos növekedése is prognosztizálható. Az energiaszükségletet nem lehet pusztán fosszilis energiaforrásokból fedezni, megújuló energiaforrásokra is szükség van. Ehhez először áttekintem az Európai Unió megújuló energiaforrásokra vonatkozó irányelvét (Renewable Energy Directive), majd betekintést nyújtok Magyarország megújuló energia hasznosítási cselekvési tervébe, legvégül megvizsgálom, hol tart Magyarország, illetve, hogy a tagállamok hol tartanak.
A napelemek hajtóereje maga a napenergia. Ebben a fejezetben megismerkedhetünk a napenergiával, megvizsgálom, hogyan is érik el a napsugarak a földet. Ezek után áttekintem Magyarország napsugárzás, napfénytartam és felhőzet viszonyait.
A dolgozat következő részében a napelemek működési elvének és típusainak rövid ismertetése után az egyes időjárási tényezők napelemekre gyakorolt hatásainak vizsgálatával foglalkozom, célom egy olyan algoritmus létrehozása, mely a különböző időjárási tényezők figyelembevételével képes egy napelemes rendszer hatásos teljesítményét előre jelezni.
A dolgozat során - saját mérési tapasztalatokra hivatkozva - rámutatok már megvalósított napelemes rendszerek hibáira is, hiszen azok kritikus volta befolyásolja az előállított hatásos teljesítményt.
Végső soron szeretnék választ találni arra az innovatív kérdésre, hogy egy családi ház, irodaház, egyes városi intézmények esetében megvalósítható-e egy szigetüzem kialakítása. Megkoronázva munkámat megvizsgálom a saját magam által készített Si egykristály napelemcellát, bemérem, majd megnézem, vajon lehetséges-e ezzel egy szigetüzemet létrehozni.
