A mai világ egyre inkább törekszik a megújuló energiaforrások kiaknázására, és a fenntartható fejlődési lehetőségek megtalálására. Az ilyen irányú törekvések számos műszaki fejlődési lehetőséget hoztak magukkal, nemcsak az elméleti tudományos, de a technikai és technológiai világban is. A napenergia, a szélenergia és a Geotermikus Energia hatékony kitermelésének érdekében különféle hajtástechnikák jöttek létre. Cikkünkben összegyűjtöttük a különböző területekre jellemző hajtásrendszereket.

Napenergia

A napelemes rendszer alkalmazása talán a legelterjedtebb energiatermelő egység, hiszen méretének és könnyű szerelhetőségének köszönhetően akár egy családi ház tetején is elfér. Telepíthető ezen kívül egy magasabb oszlopos állvány tetejére is, ha a tető nem felel meg a beesési szögekkel és más egyéb tényezőkkel szemben támasztott követelményeknek. Ha pedig valaki nagyobb beruházásként tekintene a napelemes lehetőségekre, akkor akár egy szántóföldön is telepíttetheti azokat a megfelelő körülmények biztosításával.

A napenergia-rendszerek működését tekintve a panelre érkező napenergia egyenáramként továbbhalad az inverterbe, ahol váltakozó árammá alakul át. Ez az inverter más néven egy frekvenciaváltó, ami segít az összegyűjtött feszültséget a megfelelő formában átalakítani annak érdekében, hogy az használható, illetve akár az elektromos hálózatba táplálható legyen. A hajtástechnika tulajdonképpen a panelek mozgatásánál történik, hiszen a pontos beesési szög eléréséhez a nap vonulásának megfelelően után kell állítani a táblákat. 

A  fotovoltaikus rendszerben hajtástechnikai egységeknek számítanak a panelt mozgató szervomotorok és az áram átalakításáért felelős frekvenciaváltók. A napenergia azonban nemcsak a háztartásoknál tesznek jó szolgálatot, hanem az iparban is. Az automatizálás révén ugyanis megnövekedett az elektromos áram felhasználása, így a fotovoltaikus rendszerek nagyban csökkenthetik a keletkező energiaköltségeket.

Szélenergia

A szélenergia egy olyan fenntartható és környezetbarát energiaforrás, ami a megfelelően megtervezett és kialakított erőművel képes a villamosáram előállítására. Magyarországon a szélenergia kitermelése sajnos az elmúlt körülbelül 20 évben megrekedt egy szabályozás miatt. A legfrissebb hírek szerint azonban enyhíteni szeretnének ezen, így újra elindulhatnak a szélerőműves projektek. Ez fontos lenne az energiafüggőség csökkentésének szempontjából.

A szélturbinák fő meghajtási technológiája a generátor, ami a forgó mozgást alakítja át elektromos árammá. Az ilyen erőművekben leginkább elterjedt típus az aszinkron generátor, más néven indukciós generátor. Ennek nagy előnye, hogy nem igényel közvetlen kapcsolatot a turbinalapátokkal, így akár változó szélerősségek esetén is hatékonyan termel.

A turbina fordulatszámának növelésére gyakran használnak sebességváltókat, azaz hajtóműveket, amelyek lehetővé teszik a generátor számára a hatékony villamosenergia-termelést. Az ilyen hajtástechnikák azonban a több alkatrész és a bonyolultabb felépítés miatt több karbantartást igényelhetnek, cserében pontosabban optimalizálhatóak.

A hajtástechnika fejlődésével viszont létrejöttek már a sebességváltót kiküszöbölő, közvetlen meghajtású rendszerek is. Habár egyre több helyen alkalmazzák őket a kisebb karbantartási igény és a jobb hatékonyság miatt, mégis a hajtóműves hajtástechnikai megoldások azok, amik mindmáig töretlen népszerűségnek örvendenek az iparban.

Geotermikus energia

A Geotermikus energia tulajdonképpen a bolygónk talajrétegeiben összegyűlt hőenergia, ami a Föld magjában lejátszódó radioaktív bomlási folyamatokból keletkezik. Ez a keletkező hő felmelegíti a kőzetrétegek között lévő vizet, ami a nagy nyomás miatt képes a forráspontnál sokkal magasabb, akár 350 °C-os hőmérsékletre is felmelegedni. Természetesen az ilyen víz is képes kitörni a Föld felszínére, ami tulajdonképpen a gejzír jelensége.

A természetes folyamatokat azonban mesterséges módon is ki lehet aknázni, mégpedig egy geotermikus erőművel. Ezzel a rendszerrel villamosenergiát állítanak elő, ami azután az elektromos hálózatba kerül. Ezeknek az erőműveknek több típusa is létezik a víz kinyerésének módja szerint.

A geotermikus erőművek gőzzel vagy forró vízzel hajtják meg a generátorokhoz csatlakoztatott turbinákat. A lapátokkal szerelt turbinaegység a felszabaduló energia hatására forgó mozgást végez, így a hozzá tartozó tengelyen keresztül forgatja meg a generátort. A hajtástechnika hatására áram termelődik, ami az elektromos hálózatba továbbítódik.

A rendszer működése azonban itt nem fejeződik be, hiszen a turbinán átfolyó víz előbb egy kondenzálóba, majd egy levegős hűtőtoronyba kerül. A lehűtött víz pedig a visszasajtoló kúton keresztül újból a földkéregbe jut. Amennyiben nagyon forró vízről beszélünk, úgy nyomáscsökkentést kell alkalmazni annak érdekében, hogy elérje a működési hőmérsékletét.

Az alacsony hőmérsékletű geotermikus erőforrásokban gyakori bináris ciklusú erőművek a víznél alacsonyabb forráspontú munkafolyadékot használnak. Ez a víz ugyanúgy egy generátorhoz csatlakoztatott turbinát hajt meg, mint a magas hőmérsékletű gőz vagy forró víz, azonban nincs szükség a lehűtésre. A kinyert víz egy hőcserélőn keresztül adja le a hőt, így ez akár víz alapú fűtésrendszerek esetén is alkalmazható. A turbina és a megfelelő hajtástechnika kiválasztása (pl. gőz vagy bináris) a geotermikus erőforrás hőmérsékletétől és nyomásától függ.

Erőművi berendezésekkel foglalkozol? Hajtástechnikai rendszerekre lenne szükséged? Érdemes ellátogatnod a Lenze honlapjára, ahol különféle hajtóműveket és frekvenciaváltókat is találhatsz! Válogass bátran a termékek között és találd meg a céged számára lényeges darabokat!

Képek: Pexels