Társadalmi felelősségvállalással egybekötött kutatásokban vesz részt a BME

Egyre több műegyetemi diplomamunkában és kutatásban foglalkoznak a fóti Élhető Jövő Park megújuló energiatermelőinek elemzésével, a hatékony energiafelhasználás módszertanával.

„Szemléletformáló és úttörő kezdeményezés, amely kézzelfoghatóvá teszi a megújuló energiaforrások és technológiák sokrétűségét különböző társadalmi csoportok számára” - fogalmazta meg a fóti „Élhető Jövő Parkról” Gróf Gyula, a BME Gépészmérnöki Kar Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék tanszékvezető egyetemi docense, a projekt előkészítő szakaszában is aktívan részt vett tanszék képviselője. „A fóti kutató komplexumban integráltan alkalmazzák a különböző energiafelhasználási és előállítási eljárásokat, kedvezőbb eredményeket érve így el ahhoz képest, mintha csak egyfajta technológiára támaszkodnának. A központ jövőbe mutató kutatások színtere: többek között energiaszabályozási és optimalizálási elveket vizsgálunk, e mellett a rendszer működésével és üzemeltetésével kapcsolatos algoritmusok felállítására is lehetőségünk nyílik” – magyarázta a műegyetemi oktató, kiemelve, hogy „a parkban végzett tudományos kutatás karitatív cselekvéssel is párosul: a helyben megtermelt energia jelentős támogatást jelent a Nemzetközi Gyermekmentő Szolgálat ott működő Lovasterápiás és Oktató Központjának”.

A Műegyetem oktatója szerint a fóti kezdeményezés egyedülálló, „ma Magyarországon nincs még egy ilyen összetett, és a megújuló energiaforrások tanulmányozására ennyi lehetőséget nyújtó komplexum”. Gróf Gyula hangsúlyozta, hogy a BME-ről indult, a klímaváltozással vagy az alternatív energialehetőségekkel foglalkozó kutatási témák, PhD-kutatások és TDK-dolgozatok egész sora járul hozzá a központ üzemvitelének fejlesztéséhez és új tudományos területek feltérképezéséhez.

Az előző félévben két, azóta energetikai mérnöki BSc-diplomát szerzett hallgató is az Élhető Jövő Park infrastruktúráját elemezte szakdolgozatában.

Nagy Edit az ELMŰ-ÉMÁSZ Társaságcsoport gyakornokaként a kutatóparkban található hőszivattyú teljesítményét modellezte (a szakdolgozat címe: „Hőszivattyú alkalmazása hűtési és fűtési energiaellátásra a fóti Élhető Jövő Parkban” – a szerk.). A műegyetemi hallgató a központban már korábban felszerelt eszköz gazdaságosságát vizsgálta, és javaslatokat tett az alkalmazás szélesítésére, kiterjesztésére.

A hőszivattyú egy alacsony hőmérsékletű környezetet használ hőforrásnak. A szerkezet fordított működésű hőerőgépként is felfogható, amely hűtésre és fűtésre is használható. Az eszköz alkalmazása mellett szól, hogy más fűtési rendszerekhez képest ötödannyi energiával működik, amelynek nagy részét a kutatóparkban kialakított konstrukció saját napelemével termeli meg.

A BME mérnökhallgatója olyan modellt hozott létre, amellyel más típusú létesítmények, például lakóépületek esetében is vizsgálható, hogy megéri-e egy hőszivattyú kiépítése. „Magas beszerzési költsége miatt az eszköz célpiaca várhatóan nem Magyarország, sokkal inkább az északi államok lesznek. Skandináviában a hazaihoz hasonlóan gazdag geotermikus energia-lelőhelyek találhatók, amelyek kiaknázását állami forrásokkal is támogatják. Ilyen természeti adottságok, és az északon uralkodó időjárási körülmények közepette lényegesen nagyobb hatásfokkal használhatók ki a hőszivattyúk” – fejtette ki Nagy Edit, aki szerint e szerkezetek komoly konkurenciái mások mellett az egyre népszerűbb kondenzációs gázkazánok. „A magyar lakosság számára elérhetőbb ez a technológia, és a kormányzati rezsicsökkentés politikája is visszavetheti a kedvet az alternatív energiatermelő beruházások iránt.”

Pomázi Eszter a kutatási komplexumban üzemelő valamennyi energiatermelő berendezés teljesítmény-előrejelzésére állított fel vizsgálati módszereket (a szakdolgozat címe: „A megújuló energiatermelők termelésbecslésének vizsgálata a fóti Élhető Jövő Parkban” – a szerk.). A február elején megvédett szakdolgozatban magyar források híján Eszter a téma nemzetközi szakirodalmát térképezte fel, és gyűjtötte össze a hő- illetve villamosenergia-termelés előrejelzésére alkalmazható módszereket. Kifejtette, hogy az eddig meglévő adatok alapján a park szélerőművének és mikro-vízturbinájának termelésbecslését nem lehet elvégezni. „A szélturbina a telepítése óta még nem indult el, így nem állnak rendelkezésre elemezhető adatok; az utóbbinál pedig olyan, emberi tényezőkre visszavezethető, előre nem jelezhető körülmények állnak fenn, melyek egyelőre nem teszik lehetővé a termelésbecslést.”

A BME fiatal energetikai mérnöke a napelemes rendszer és a hőszivattyú adottságait vette górcső alá a diplomamunkájában. Pomázi Eszter háromféle teljesítmény-előrejelzési módszert vizsgált. Elsőként a kisebb gazdasági jelentőségű, ám egyszerűen elvégezhető ún. kivetítő módszert. Az eljárás az adott területre jellemző, minden pillanatban változó felhőzöttségi indexet vizsgálja. A modell azon az elven alapul, hogy a vizsgált (n-edik) időpillanatot megelőző (n-1-edik) időpillanatban mért, a felhőzöttséget jellemző adatokat tekinti meghatározónak a vizsgált (n-edik) időpillanatban is. Azaz a felhőzöttséget jellemző adatokat változatlannak tekinti. A modell ebből adódóan egyértelmű késlekedést mutat. A BME hallgatója a modell „finomabb” változatát készítette el, amellyel a páratartalom és a szélsebesség adatait használva jobban nyomon követhető a felhőzöttség alakulása. A számítások során Eszter arra törekedett, hogy kiküszöbölje a késlekedés okozta torzulást. Az általa javasolt módszer jóval kisebb beruházást jelent, mint egy erre a célra szolgáló égbolt-leképező kamera beszerzése.
A szakdolgozatban felállított két további modell jóval gyakorlatiasabb az első módszernél. A lineáris regressziós modell lineáris függvénykapcsolatot keres a független, vagyis magyarázó változók (például szórt és direkt napsugárzás, páratartalom), és a függő, vagyis magyarázott változó között (teljesítmény). Ezzel az eljárással, valamint a rendelkezésre álló meteorológiai adatok felhasználásával akár több napos előrejelzést is lehet készíteni a parkban üzemelő napelemes rendszer várható villamos teljesítményéről.

Időigényesebb, ám pontosabb eredményeket ad a mesterséges neurális hálózatok módszere, amellyel a GPK energetikai mérnöke a napelemes rendszer mellett a hőszivattyú teljesítmény-előrejelzését is elvégezte. „Az előrejelzést szolgáló modellek alapján tervezhetővé válik a Park energiaigénye, ami pedig a költségek csökkentéséhez járulhat hozzá” – foglalta össze Pomázi Eszter. Hozzátette, hogy a központ szakemberei szívesen fogadták felvetéseit. Már dolgoznak azoknak a modelleknek a felállításán és automatikussá tételén, amelyeket a műegyetemi hallgató a szakdolgozatában vizsgált.

Mindkét egykori végzős olyan témát keresett kutatásaihoz, amely „gyakorlatias, és rövid időn belül hasznosítható ismereteket eredményez”. Úgy vélik, hogy egy különleges program részesei lehettek: „jó érzés, hogy nemcsak szakmailag fejlődtünk, hanem segítettünk, és egy jó ügyért tettünk. Felelős mérnökökként kötelességünknek érezzük, hogy olyan értékek és tudás megteremtésén dolgozzunk, amely a mi és a jövő generációinak érdekeit is szolgálja”.

Az alternatív energiák használatát elemezve hozzátették, hogy „nem szabad átesni a ló túloldalára sem, ugyanis nem lehet mindent megújuló energiaforrással kiváltani”. A földrajzi adottságokon túl egy adott ország gazdasági helyzete és energiapolitikája is alapvetően befolyásolja az energia-beszerzést. Nagy Edit példaként említette, hogy néhány évvel ezelőtt, az akkori villamos-energia árakkal még 25 évre becsülték a napelemes berendezések megtérülési idejét, ma már ez a bázisszám bizonytalan. A rezsicsökkentési politika okán a háztartások kevesebbet költenek fűtésre, áramra és vízre, miközben azt sem lehet tudni, hogyan alakul majd a jövőben a kőolaj és földgáz ára. „Így nehéz lenne pontos becslést adni arról, hogy 10-20 év múlva mely energetikai beruházások érik majd meg a háztartásoknak.”

A fiatalok a szakmai fejlődésen túl jó tapasztalatokat szereztek a BME ipari partnerénél, és megtalálták a számításaikat választott témájukkal. A jövőben a továbbtanulás mellett mindketten hasonló területen keresnek munkát.

- TZS -

Fotó: Philip János