Tudástár

A napelemes technológia energiaforrása ingyenes és számunkra beláthatatlan időn belül kifogyhatatlan. Ez a Nap sugárzása. A napenergia fedezi most is az egész emberiség teljes energiaigényét. De arra kell törekednünk, hogy ne a régmúltban felhalmozott fosszilis anyagok elégetéséből nyerjük a szükséges energia legnagyobb részét, hanem fenntarthatóan, a ma érkező napenergia legyen ennek forrása.
A napenergia potenciál meghaladja minden más ismert energiaforrásunkat.

Melyek a napelemek legfontosabb előnyei?

1. Pozitív életciklus energiamérleg: a napelemes rendszer gyártásához használt energiát egy átlagos napelem 2-4 éven belül visszatermeli. Ezzel szemben a napelemes rendszerek átlagos tervezett életkora 30-40 év, ami lehetővé teszi, hogy jellemzően ötször több energiát termel meg összesen, mint ami az előállításhoz szükséges. Az általunk forgalmazott napelemre a gyártó 25 éves teljesítménygaranciát vállal.

2. Segíti a villamos hálózatok működését: a napelemes rendszerek mint elosztott, vagy decentralizált „erőművek” javítják a szállítási távolságokra vonatkozó nagy hálózati vesztességi mutatókat (jellemzően Magyarországon 15% vesztesség), lévén hogy az általuk megtermelt villamos energiát a „szomszéd” felhasználja, így minimális a hálózati vesztesség. Egy elosztott rendszer ugyanakkor olcsóbb is, mint kevés súlyponti erőműből betáplált hagyományos rendszer, így elhalaszthatók hálózati beruházások és a hálózat stabilitása is javul.

3. Önálló üzemre is alkalmas. Ott ahol nincs villamos hálózat, vagy nagyon drága lenne a kiépítése, mint például tanyavilág, hegyvidék, ott a napelemes sziget üzemű akkumulátoros rendszer a műszaki-gazdaságilag indokolt jó megoldás. De lakókocsik, vitorlás-hajók, kirándulók villamos berendezéseinek energiaellátására is kiforrott technológiájú megoldások vannak.

4. Minimális karbantartás: Fajlagosan legnagyobb elterjedésüket a megújulók közül nemcsak az ebben a körben mérhető legalacsonyabb áruk, de a fenntartás során legalacsonyabb karbantartási igényük is okozza. Nincs mozgó alkatrészük, így igazi karbantartási igényük sincs, mindössze ellenőrzési feladatok vannak. Ezeket meg lehet valósítani fizikai mérésekkel illetve az energiaszámlák összehasonlításával is.

5. Felhasználásuk hosszútávon fenntartható: az alapanyagok bőségesen rendelkezésre állnak, bejáratott technológiák, az ipari termelésük évente óriási mértékben növekszik. Azokban az országokban, ahol támogatják, több tízezer munkahely jött létre ebben az iparágban.

Hogyan működik a napelem?
A napelem olyan cellákból épül fel, melyek a napfényt elektromágneses sugárzását DC elektromos árammá alakítja át. Ez félvezető rétegekben valósul meg.
A cellákra eső fény elektromos mezőt hoz létre a rétegek között, vagyis potenciálkülönbség (elektromos feszültség) jön létre. Ezt elvezetve és terhelésre kötve elektromos áramot tud létrehozni a cella, amely arányos a besugárzási fény erősségével.
A napelemes rendszer nem csak erős napsütésben működik, esős és borús napokon is termel áramot a szórt, illetve átszűrődő napfény hatására.
A napelemes rendszereket nemzetközi szóhasználatban “fotovoltaikus” „PV” rendszereknek nevezzük.

Napelemes rendszer típusai:

1. Hálózattal párhuzamosan működő (hálózatra tápláló) rendszer: ez egy korszerű, elterjedt megoldás. Egy ilyen rendszerrel a hálózatot pufferként használjuk, mivel a nyáron megtermelt rengeteg villamosenergiát nem tudjuk az adott időszakban elfogyasztani. A többlet energiát, amit a hálózatra tápláltunk az áramszolgáltató által felszerelt ad-vesz fogyasztásmérő elszámolja, mint többletet, majd a téli időszakban amikor kevesebb a rendszerünk hozama el tudjuk fogyasztani. A fogyasztásmérő egyrészt folyamatosan méri, hogy mennyi energiát táplált az inverterünk a hálózatba, másrészt az esti órákban a hálózatból felvett energiamennyiséget is elszámolja. Az éves elszámolás pedig a kettő mért érték alapján történik. Amennyiben több energiát tápláltunk a hálózatba, mint amennyit fogyasztottunk az áramszolgáltató felé nem kell villamosenergia díjat fizetni. Amennyiben fordított a helyzet, csak a különbözetet kell kifizetni, amely egy jól méretezett HMKE rendszer esetén minimális kiadást jelent. Ezt nevezzük szaldó elszámolásnak.

2. Szigetüzemű rendszer: ritkán alkalmazzák ezt a típusú rendszert. Előnye főleg akkor jelentkezik, amikor nem lehetséges az áramszolgáltatói hálózatra kapcsolódni pl.: tanyák esetén ahol nincs kiépítve a közmű hálózat. Egy ilyen napelemes rendszer elengedhetetlen tartozéka az akkumulátor. A napelem egy akkumulátor töltés vezérlőn keresztül tölti az akkukat, amelyről egy inverter 230V-os váltakozó feszültséget állít elő háztartási eszközeink számára. Amennyiben a villamos hálózat rendelkezésre áll érdemesebb a hálózatra tápláló rendszert választani.

3. Hálózattal párhuzamosan működő HYBRID rendszer: működési elve hasonló a normál hálózatra tápláló rendszerrel. A Hybrid rendszerrel még „függetlenebbek” tudunk lenni az áramszolgáltatótól. Ebben a rendszerben megjelenik az akkumulátor. Több alkalmazása lehetséges az akkumulátor pakkoknak. Beállítható, hogy az inverter a napelemek felől érkező energiát elsősorban az akkumulátorok töltésére fordítsa, majd ha az akkuk feltöltődtek csak utána tápláljon a hálózatra. Nagyméretű akkupakkok esetén szinte teljesen függetlenek tudunk lenni az áramszolgáltató által meghatározott energiadíjaktól, mivel a napközben az akkumulátorokban eltárolt energiát kevésbé napsütéses napokon (amikor a fogyasztásunk több mint a napelem által megtermelt energia) fel tudjuk használni. Ez nagy előnyt jelent számunkra, amennyiben a szaldó elszámolás megszűnik. Több inverter alkalmas szünetmentes funkció ellátására, azaz áramszünet esetén rendszerünk fizikailag leválasztja magát az áramszolgáltató hálózatáról és az akkuból nyert energiával ellátja háztartásunkat elektromos árammal. Hazánkban az ilyen rendszerek még nem kapnak engedélyt.

Napelem típusok:
• monokristályos
• polikristályos
• amorf
Az elmúlt évtizedben nagymértékű fejlődésen esett át a monokristályos és polikristályos napelem. A korábban elterjedt amorf napelemek háttérbe szorultak. Napjainkban a panelek elérték a 20% feletti hatásfokot. 10 éve egy 250W-os napelem hatásfoka 15% körül mozgott. Standard méretben elérhető már a 400Wp feletti teljesítményű napelem.

Az inverterek méretezése

Kisebb rendszereket (2,5kVA-ig) egyfázisú inverterekkel szokás szerelni (családi házaknál ez a jellemző), nagyobb rendszereket háromfázisú inverterekkel. Erőművi, több száz kilowattos rendszerek pedig akár konténernyi, középfeszültségre is kapcsolható inverterekkel és trafóval működnek.
Az inverterek méretezésénél a beépíteni kívánt napelemek összteljesítménye határozza meg. Javasolt a kiépített rendszerhez méretezett invertert használni, mert bár az inverterek széles tartományban tudnak dolgozni, jó hatásfokkal (ld. később) megfelelő méretezés mellett tudnak dolgozni.
Jó minőségű hálózati inverterek általában 2 kW-nál indulnak. Ennél kisebb inverterek is léteznek, de általános szabályként elmondható, hogy minél kisebb az inverter, annál drágább az 1 Wattra jutó költsége.

Inverterek hatásfoka

Minden inverter adatlapján szerepel egy százalékban megadott hatásfok érték, általában a következő formában.
A hatásfok százalékban azt fejezi ki, hogy mekkora veszteséggel dolgozik az inverter, azaz a bejövő egyenáramból az átalakítás során mennyi vész el.
A modern inverterek 97% feletti hatásfokkal dolgoznak, a legjobb inverterek 98%-osak ma a piacon.

Inverter technológiák

Ma már transzformátor nélküli inverterek kaphatóak.
A transzformátor nélküli inverterek általában magasabb hatásfokúak, újabb technológiának számítanak.

Napelem rögzítése

Napelemek telepítésénél nagyon fontos a rögzítés minősége, mivel 30-40 évre tartós, erős és az időjárásnak ellenálló rögzítéssel kell alkalmazni. Ezért csak hosszú távon rozsdamentes rögzítést, alumínium és rozsdamentes acél rögzítési elemeket szabad használni tetőn.
Galvanizált vagy horganyzott acél kezelés és ellenőrzés nélkül 5-15 év után korrodálódik, így tetőre (ahol rendszeres ellenőrzésük nehezen biztosítható) az ilyen rögzítési megoldást nem javasoljuk.
A napelemeket rögzíthetjük ferde tetőre, lapos tetőre vagy földre. A megfelelő (Magyarországon 20-40 fok közötti) dőlésszög kialakításához lapos tetőn vagy földön alépítmény szükséges, így ezek költségesebb rögzítések. Ha van jó, dél-kelet és dél-nyugat közötti tájolású ferde tető, arra való rögzítés a gazdaságosabb megoldás.

Monitorozás:

Ma már szinte az összes inverter internetre csatlakoztatható. Távoli eléréssel kiolvasható az inverterből a pillanatnyi teljesítmény, az aznapi, havi és éves megtermelt villamosenergia. Továbbá az összes elektromos jellemző: feszültség és áramértékek, stb.

Napelemes rendszer megtérülése

A napelem megtérülés számításhoz a beruházás költségére is szükségünk lesz- előzetes árajánlatot cégünktől itt kérhet: info@adaptiv.eu.
A villanyszámlán lévő díjaknál mindegyik díjat figyelembe kell venni, mert a rendszer használati és egyéb kiegészítő díjakat is kWh alapon számlázza az áramszolgáltató.
A pontos számításhoz lehet egyszerű modellt alkalmazni, vagy egész komplex üzleti terv szerinti megközelítéssel és számos további változóval is lehet kalkulálni (pl. infláció vagy meg nem keresett kamat, villamos energia áremelkedése, finanszírozási költség, napelem elévülés, biztosítási, karbantartási díj, stb).