Bemutatkozás     FTM Tervezet    Kivitelezés szakaszolása     Ökofalu Dániában     Az eredeti kérdőív    Szórólap    Képek    Osztrák BioSolar rendszerek    Nyílt nap 2016. febr. 27.
BioSolar rendszerek

A falu – mint lakossági fogyasztóegység – energiaigénye

Az épületekben – elsősorban családi házak esetén – az energia mintegy nyolcvan százalékát a fűtésre-hűtésre fordítjuk, a maradék húsz százalék megoszlik a használati melegvíz (10–12 százalék) és a villamosenergia között (8–10 százalék).                                                                                 Magyar Építéstechnika 2005/4.

A faluközösség szintén hőenergiából fogyaszt a legtöbbet – ezzel érdemes kiemelten foglalkozni. A hőenergiát központosított elosztással egy teljes ország, kontinens részére nem lehet szállítani, egyedi, helyi, regionális szinten kell gondolkozni. Az energiahordozó szempontjából Magyarország hőigényének megoldásai hagyományosan egyedi fa-, majd széntüzelés voltak. A 20. században uralkodóvá vált a helyi és regionális mértekben a gázvezeték-, gázpalack-ellátás kiépítése.

Eközben a lakossági hőenergia-fogyasztás csökkentésének igénye egyre inkább előtérbe kerül. Maradnak a hagyományos megoldások?

Lakás, családi ház szintjén elsősorban a hőszigeteléssel lehet fejleszteni. Az Európai Unió PASSYS programja már számos olyan kutatási irányt tartalmazott, amelyek kézzelfogható eredményei a ma alkalmazott passzív-szolár építészet, új tervezési szempontok (pl. déli tájolás) , a jó minőségű és főleg jó hőszigetelő tulajdonsággal rendelkező anyagok megjelenése. Számszerűsítve az épületek energiafelhasználását: évi 80-300 kWh/m2 átlagos fogyasztás jellemzi a régebbi építésű házakat. Az EU „energiatanúsítványa” A = 30 kWh/m2év és G = 160 kWh/m2év között hat kategóriába sorolja a házakat. (A környezettudatos építészek korábbi felosztás szerint már a „zéró-energiás” házaknál tartanak, az új elvek elterjesztése mégis az utóbbi 10 évre tehető.) Széleskörű felmérések mutatták, hogy a magyar falvakban még igen magasnak mondható, 380-400 kWh/m2év energiaigényű házakban laknak a helyiek. A fűtésrendszer megreformálásával egyidejűleg tehát az épületek hőszigetelését is korszerűsíteni kell.

Egy nagyobb közösséget átfogó szinten a falvak leválása a fosszilis energiaellátásról, az importfüggőség csökkentése egészen új gondolat – Magyarországon. Ausztriában tudatos kistérségi önállósodás vette kezdetét, és Burgenlandban egész sor BioSolar közösségi fűtőmű létesül Uniós támogatással és a helyi, tudatos közösségek aktív részvételével.

Referenciák 2002-ig:

Település

Az üzembe helyezés éve

Kazán-teljesítmény
[kW]

Távhő-hálózat hossza
[m]

Puffertartály

[m3]

Kollektor-felület
[m2]

Deutsch Tschantschendorf

1994

600

2.500

34

325

Bildein

1995

1.000

2,960

38

450

Obermarkersdorf

1995

750

3.400

68

567

Unterrabnitz

1995

650

3.800

58

477

Gnas

1996

1.640

2.200

40

441

Ubersdorf

1996

450

1.650

60

350

Bad Mitterndorf

1997

4.000

3.500

140

1.120

Eibiswald

1997

2.000

3.200

105

1.250

Lindgraben

1997

350

1.300

37

350

Poybrunn

1997

1.000

3.140

85

870

Nikitsch

1997

2.250

6.900

60

780

Kroatisch Minihof

1997

700

3.100

60

740

Soboth

1998

300

-

10

200

Schwanberg

1998

500

-

50

470

Stadl/Mur

1998

-

-

60

490

Jugendorf/
Strassenengel

1999

100

-

-

100

Gleisdorf(Sundays)

1999

40

60

14

230

Winklern

2000

-

-

120

1300

Lienz

2002

24.000

37.500

-

640

Miért választotta ilyen sok osztrák falu ezt a rendszert?

-         A fűtés télen kizárólagosan a biomassza-tüzelésű kazánokkal történik távhőrendszerben; ősszel és tavasszal részlegesen biomassza és napkollektor vízmelegítés. Használati melegvizet az átmeneti időszakokra jellemzően vegyesen, ill. télen csak az apríték-égető kazánok, nyáron csak a napkollektorok szolgáltatják. (Júniustól augusztusig akár 90 %-os szolár-lefedettség is előfordul.) Ilyenkor a raktárak jelentős része kiürül, így a falu használhatja közösségi háznak, táncháznak. A napkollektorokkal együtt lehetővé válik, hogy a térség két jelentős megújuló energiafajtáját előnyükre ötvözzük. A tároló csarnokok déli tájolásúak, 2,5 m2-es egységekből álló, kb. 45°-os meredekségű tetőzetén a napkollektorok egy köztes hőcserélő rendszerrel adják le a hőt a puffertartályba. A távhővezeték 90/60-as melegvíz-szolgáltatást nyújt.

-         A tüzeléshez használt faapríték helyi energiaültetvényekből származik. A gazdák maguk is csatlakozhatnak a termeléshez, ebben az esetben arányosan kevesebbet kell fizetni az elfogyasztott hőteljesítményért.

-         A szárítás is kulcskérdés a rendszerben. A nedvességtartalom szerint:

- az élőnedves fa 40-50 % vizet tartalmaz, fűtőértéke ekkor 10 MJ/kg

- a száradt fa 20-30 %-os, az osztrákok 14,4 MJ/kg-mal számolják a fedett szárítású, kevesebb mint 20 %-os nedvességtartalmú aprítékot.

- abszolút száraz, 0 %-os fa esetén 18-19 MJ/kg lenne a fűtőérték nagysága.

-         Magyar számítás szerint a hamutartalom tiszta fa esetén 0,2 % lenne, teljes fára 2,5-3,5 % ez az érték. A kénmennyiség (0,02 %), klór- ill. egyéb nehézfémtartalom elhanyagolhatóan kicsi.


Példaként szeretném kiemelni Nikitsch-et.

Tervezte: TB Ing. Riebenbauer

Építés megkezdése: 1997. április

Üzembe helyezés: 1997. szeptember

Fogyasztók (háztartások) száma: 178

Távvezeték hossza: 10.258 m (bővítve)

Kazánteljesítmény: 2.250 kW,

Napkollektor felület: 780 m2

Puffertartály: 60 m3

Szolgáltatott hőmennyiség: 2.9 GWh/a

Tüzelőanyagigény: 5.065 srm/a


A csarnokokat a helyiek közül sokan csak „rendezvényteremként” ismerték a faluban. Az épület 2,5 m magasságig téglafal, majd szellős faszerkezet ácsolattal, cserépfedéssel, a déli oldalon napkollektor-fedés. A csúsztatott elhelyezés biztosítja, hogy a tetőszerkezetek minimális mértékben árnyékolják egymást. A három épületblokk közül csak a középsőnek a harmadát töltik ki a kazánok, puffertartályok és a vezérlés. A fenti ábrán a rendszer az egyik kazánról működik alacsonyabb hőigények mellett – a másik biztonságtechnikai okok miatt tartalék. Az ikerpuffertartályba három szinten történik a melegvíz-bebocsátás a különböző hőmérsékletű régióknak megfelelően, ám egy kivételi helye van. A tartályok kihasználják a csarnok teljes gerincmagasságát.

A rendszer energiamérlegében éves átlagban mindössze 10 %-ot tesz ki a kollektorokból származó hő. Ennek két oka van:

  1. több kollektort nem lehet elhelyezni az adott tetőfelületeken.
  2. nyári hónapokban túltermelés van napenergiából.

A nikitsch-i épületet talán annyiban kellene módosítani, hogy a nyári hőfölösleg mértékében a kollektorok a tetőfelület egy részét vízmelegítés helyett levegő-melegítésre kellene hasznosítani: egy fekete fémfelület és egy üveglap között gravitációsan felemelkedhet a meleg levegő, és a gerincnél egy légcsatornában összegyűjtve folyamatosan átpumpálható a faaprítékon. Így egyszerűsítve ugyanazzal a tetőfelülettel a faaprítékot 30 %-kal magasabb fűtőértékűre lehetne kiszárítani. Ebben az esetben a három épületblokk közül csak kettőt lehetne rendezvényteremnek használni a nyáron, hideg időben a begyújtásokkal többet kellene foglalkozni.

A hasonló adottságok miatt a hazai Alpokalja kistérségére készültek részletes esettanulmányok, melyekben ezt a megoldást energetikai, gazdasági, szociális és ökológiai szempontok alapján is kidolgozták. Végeredményben a vizsgált 17 település közül egy kivételével mind biomassza-önellátó tudna lenni hulladékfa-tüzelésből. (Történelmi okokból Lövő határában nincs elég telepített erdő.) A többi település felesleges hulladékfájából viszont akár háromszorosan is ki tudnák elégíteni a település igényét. Biogáz és növényi olaj felhasználásával pedig villamosenergia-ellátásban is ugyanolyan önállóak lennének, mint Güssing vagy Unterloisdorf.

A biomasszatüzelés alapanyaga a hulladékfától kezdve az ültetvényes lágyszárúakig sokféle lehet. A kistérségi földhasználat gyakorlata ma még jelentősen befolyásolja a biomassza fajtáját. A jó minőségű földeken hagyományos búza-, kukorica-, takarmánynövény-táblák vannak, a rossz minőségű földek általában a természetvédelmi területek közelében találhatóak, így célszerű kerülni a távoli növénykultúrákból származó energianövények elterjesztését. A faültetvények technológiája átmenetet képez az erdőgazdálkodás és a mezőgazdálkodás között („agroerdészet”), mert az ültetvények olyan közepes, jó termőképességű földeken folyhat, ahol a mezőgazdasági termék iránti kereslet hiányzik (túltermelés), vagy belvíz/árvíz csökkenti a termelésbiztonságot. Két fontos változatuk ismert:

  1. az újratelepítéses, ahol 10-12 évig tartják fenn a monokultúrát, de drága a szaporítóanyag és a betakarítás utáni teljes talajelőkészítés;
  2. a sarjaztatott üzemű viszont csak jól sarjadó, nagyhozamú fafajokkal létesíthető. 3-5 évenként betakarítják, s újratelepítésre csak 5-7 betakarítási ciklus után szükséges.

Magyar viszonylatokban sarjaztatott üzemű, fásszárú energiaültetvényeknél a gyors növekedésű fafajok termesztése lehetséges: fehér nyár (Populus alba), ill. ennek természetes kereszteződésével a szürke nyár (Populus x canescens Smith), valamint a nemesnyárak közül pl. a Pannónia felel meg hazánk klimatikus viszonyainak.

40 % nedvességtartalommal – szárítás nélkül:

Növény

I. osztályú
[t/ha]

II.
[t/ha]

III.
[t/ha]

IV.
[t/ha]

Energiatartalom
[MJ/kg]

Szap.a.szüks.
[tő/ha]

Akác

48

37

26

16

11,5

12000

Nyár

92

71

48

28

9,0

12000

Fűz

90

69

46

26

9,5

15000

A következő táblázat megadja a művelés gép- és anyagköltségét és a szállítás költségét; a teljes gépi munka és a felhasznált összes anyag energiatartalmát; valamint a megtermelt hozam értékét és energiatartalmát is. Az ezen alapuló nettó jelenérték számítását az ültetvények viszonylag hosszú életkora (15-20 év) indokolja, hiszen a jövőben keletkező kiadásokat és jövedelmeket diszkontálni kell a jelenre.

Az első hasonló magyar példa Pornóapáti a falvak autonóm hőenergia-ellátására, bár ott nem valósult meg a napenergia-hasznosítás. Az osztrák minta azonban elég erősen hatott a tervezésre. A fűtőmű a falu súlypontjában helyezkedik el egy, az önkormányzat tulajdonában lévő beépítetlen telken. Az épület két nagyobb helyiségből áll. Az egyikben két darab, egyenként 600 kW-os kazán van, amelyek egymásnak tartalékai. A kazánok max. 95 °C-os vizet képesek előállítani. A kazánokhoz tartozik egy 10 m3-es hőtároló puffertartály. A másik helyiségben a faaprítékot tárolják, összesen 400+120 m3 befogadóképességgel.

A meleg víz hőszigetelt távhővezetékeken keresztül jut el lakásokba és intézményekbe. A gerinchálózat hossza 2400 m, a bekötővezetékek hossza 1500 m. A keringetett vízmennyiség 32,5 m3/h. A fogyasztók csatlakoztatásánál egy csatlakozó szekrény került beépítésre, amely egyebek mellett tartalmazza a hőcserélőt és a használati melegvízkör keringető szivattyúját.

Jelentősen eltér azonban a burgenlandi mintáktól, hogy ez a rendszer – egy nyári 2 hetes karbantartási időszakot leszámítva – egész évben üzemel. Természetesen nyáron csak használati melegvizet szolgáltat. A rendszer teljesen automatikus üzemű, távfelügyelt. A faapríték viszont még nem ültetvényről, hanem a szomszédos fafeldolgozó üzemből, mint a közeli erdők ipari célokra alkalmatlan faanyagából származhat, és elegendő mennyiségben áll rendelkezésre.

Az összes hőteljesítmény igény 1150 kW, a tervezett tüzelőanyag felhasználás 1220 t/év, a tervezett éves hőleadás: 8215 GJ. A faluban jelenleg 86 háztartás és 11 közület igényelte ezt a fajta fűtést. Az alpokaljai falvak átlagértékeihez képest kicsit nagyobb rendszert alakítottak ki, de a biomassza-tüzelés jó megoldást jelent, s ha a napból érkező sugárzás energiáját is hasznosítják, több lábon áll a rendszer. A kutatások kimutatták, hogy az apró falvas, nagy településsűrűségű területeken – a többi tervezési szempontot is figyelembe véve – megéri önellátóvá alakítani a településeket, vagy egyes újonnan építendő településrészek, lakóparkok helyett Uniós támogatással ilyen rendszerekbe fektetni.

Kidolgozta:

Dőry Zsófia

SBILLE

energetikai mérnök (BSc)

Felhasznált irodalom:

  1. http://energytech.at/pdf/techportraitbio_engl.pdf
  2. Ertsey Attila, Medgyasszay Péter et al.: Autonóm kisrégió az Európai Unióban – Esettanulmány, 2006.
  3. http://www.burgenland.at/media/file/146_biomasse_broschuere_2004.pdf
  4. http://www.agrarplus.at/projekte.energie.php
  5. http://www.aee.at/themen/solarthermie/downloads/Eibiswald.pdf
  6. https://fenntarthato.hu:9999/epites/leirasok/telepules/esettanulmany/pornoapati-falufutomu
  7. Prof. Marosvölgyi Béla, Zsuffa László et al.: Új utak a mezőgazdaságban, 2005.
  8. Véghely Tamás: A jövőváros – jövűfalu energetikai modelljei, Magyar Építéstechnika 2005/4.
  9. Bioenergie NÖ: Gemeinsame Energie, 2006.
  10. Josef Breinesberger: Osztrák bioszolár fűtőművek menedzsmentje és finanszírozása, Autonóm Kistérség Országos Konferencia, 2003.