A napelemes villamosenergiatermelés hazai és nemzetközi helyzete

A napelemes villamosenergiatermelés hazai és nemzetközi helyzete Pálfy Miklós Okleveles Villamosmérnök Címzetes egyetemi docens

Solart-System Magyar Napenergia Társaság Fotovillamos Szakosztály vezetője

Magyar Elektrotechnikai Egyesület Energetikai Informatika Szakosztály szakterületi referens

MANAP Elnökség tagja

Európai Fotovillamos Technológiai Platform WG2 Munkacsoport tagja

www.solart-system.hu

Bevezetés • Sugárzás • Potenciál • Napelemek (piac,gyártás,hatásfok,árak) • Alkalmazások • Grid paritás


Sugárzási energia • A Föld légkörén kívül 1353W/m2. Évente 11852,28 kWh/m2 • Magyarországon 1168-1460/1150-1332 kWh/m2 • Magyarország területére 1.16*1014 kWh/év. 1250 kWh/m2 • Legnagyobb nemzeti energia kincsünk! • Ez 2900 szorosa az éves villamosenergia fogyasztásnak. • Egy háztartás éves villamos-energia igénye = 2 m2-re érkező napenergia www.solart-system.hu

Sugárzási térkép


POTENCIÁL ÖSSZESEN Nagypanel és alagutzsalus házak

Vizszintes felület 2 (km )

o

30 –os felület 2 (km )

63 13,5

Mezőgazdasági épületek Oktatási épületek

9,5445 1,68

Oktatási épületek Önkormányzati épületek

o


3,94

Egyéb lakóépületek Mezőgazdasági épületek

o


2,77144 1,992

Önkormányzati épületek

3,286136

Elvileg beépithető napelem 2 felület (km )

Valóságban kedvezően beépithető napelem felület 2 (km )

Beépitési o dőlésszög ( )

Beépithető napelem teljesitmény (MWp)

Éves villamos energia termelés 9 (10 kWh)

1,698

0,764

30

76,416

0,0916996

63

28,350

45

2835

3,26025

5,819

2,618

30

261,8325

0,314199

9,545

4,295

45

429,5025

0,4939279

0,724

0,326

30

32,5836

0,0391003

2,771

1,247

45

124,7148

0,143422

0,859

0,386

30

38,63484

0,0463618

3,286

1,479

45

147,87612

0,1700575

Gyep-legelő

10610

4573

2057,810

30

205780,95

246,93714

Új mezőgazdaságilag felszabadult területek

10000

4310

1939,500

30

193950

232,74

47,388

10,662

30

1066,23

1,279476

1,341762

1,342

0,604

60

60,37929

0,0664172

1,341762

9019,341

4048,041

404804,12

485,58205

Vasútvonalak mentén

47,388

Autópályák mentén Összesen

20631,112

47,388

78,602076


POTENCIÁL • Magyarországon potenciálisan telepithető napelemes berendezések éves villamos energia termelése: 486 milliárd kWh. • Az éves villamos energia termelés értéke a Magyarország jelenlegi villamos energia fogyasztásának több mint 12 szerese.


PV alkalmazás alakulása Forrás:Solarbuzz, Wikipedia

• • • • • • • • • • • •

2008-ben 5850 MWp PV Éves növekedés 110%! 2009-ben 7310 MWp PV Éves növekedés 22%! 2010-ben 11860 MWp PV Éves növekedés 62%! 2011-ben 27700 MWp PV Éves növekedés 67%! (EPIA) 2012-ben 29000 MWp PV Éves növekedés ~ 5%! 2013-ban 35000 MWp PV Éves növekedés ~20%! 2014-ben 2015-ben~ 50000 MWp PV Éves növekedés 30~40%! 2015-ben a legnagyobb PV 860 MWp Kínában


PV piac alakulása


Forrás:Fraunhofer ISE

PV piac éves alakulása


Forrás:Cleantechnica

PV alkalmazás 2015-ben Forrás:Wikipedia


Napelemes berendezések a világon 2016-ban Forrás:PVTECH


A 10 legnagyobb napelem gyártó a világon 2015-ben Forrás: Wikipedia


Napelem gyártás a világon 2013ban Forrás: Solarbuzz


Napelem gyártás a világon


Forrás:PVTECH

Napelemes berendezések Európában 2015ban Forrás:EUROOBSERVER


Napelemes berendezések Európában 2014 és 2015-ben Forrás:EUROOBSERVER


Napelemes berendezések Európában 2014 és 2015-ben Forrás:EUROOBSERVER


A napenergiával termelt villamos áram átvételi ára az EU új tagállamaiban a kezdeti időszakban

 Cseh Köztársaság 0,47 €/kWh  Szlovénia 0,399 €/kWh  Ciprus 0,383/0,36 €/kWh (magán/vállalkozás)  Bulgária 0,394/0,366 €/kWh (<5kW/>5kW)  Szlovákia 0,45 €/kWh (2009-től)  Magyarország ~0,11 €/kWh www.solart-system.hu

Villamos energia és a napenergiával termelt villamos energia átvételi ára Németországban Forrás:Fraunhofer ISE


Magyarországi alkalmazások Total PV installed in Hungary source: Solart-System

180000 160000 140000

kWp

120000 100000 80000 60000 40000

20000 0

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

off grid (kW)

75

83

90

100

130

180

200

250

300

400

500

500

600

on-grid (kW)

25

55

65

150

220

270

450

1500

4000

11600

36000

77000

161500

total (kW)

100

138

155

250

350

450

650

1750

4300

12000

36500

77500

162100


2015

Magyarországi alkalmazások


Magyarországi alkalmazások •

•

• •

Az éves növekedés mértéke 2009-ban 44%, 2010-ben 169%!, 2011-ben 145%!, 2012-ben 179%!, 2013-ban 204%!, 2014-ben ~100%, 2015-ben ~100%. 2015-ben ~16000 berendezés, 15136 HMK, 45 a HMKnál nagyobb (max. 500kW. Néhány 400 kW-nál nagyobb: Újszílvás, Dunakeszi, Sellye, Balástya, Ópusztaszer, Pusztaszer, Szolnok, Berettyóujfalu). 18,48 MW-os 2015 októberben felépült Gyöngyösvisontán. 10 MW-os 2016 februárban elkészült Pécsen. Egy főre jutó PV átlag ~ 16 W. Csúcs: Patca Katica tanya kb.500 W (61 fő, 30 kW)


Egy főre jutó PV alkalmazások a világon Forrás:Wikipedia


Egy főre jutó PV alkalmazások Európában 2013-ban Forrás:EPIA


Fotovillamos energiaátalakítás


Fotovillamos energiaátalakítás


Fotovillamos energiaátalakítás • Energia átalakítási hatásfok elvben akár 6070% (Delaware University max: 42,8% ?, Sharp: 44,4% 302x, Fraunhofer ISE 46% koncentráció) • Perovskite cells (alacsonyhőmérsékletű technológia) • Két elektron gerjesztési lehetőség! • Gyakorlatban amorf Si 4-6%, kristályos Si 15-17% (SANYO HIT 21,1 %, Kaneka 27% lab) www.solart-system.hu

A napelemek árcsökkenése



Napelemek és napelemes berendezések árai Forrás:U.S. Department of Energy 2014 szept


Napelemgyártás Magyarországon     

1973. 1989. 1990. 1997. 2004.

 •

2004. Sol@Mio napelem gyár? 2006. Korax napelem gyár. www.korax.hu



2007. Heliogrid napelem gyár Rétság. (~70 MEuro beruházás) www.heliogrid.com 2007. Genesis Környe. (~100 MEuro beruházás)



VKI. Pannonglas SOLARLAB. Solart-System. www.solart-system.hu Dunasolar. SANYO PV. www.sanyo.com 2011. PANASONIC 2013 ø


Napelemgyártás Magyarországon Napjainkban néhány új beruházás  Great Solar, Berttyóujfalu 200 MWp (12,774 MEuro) AlternativEnergia.hu

(495 kW naperőmű 2015 január)



Greensolar, Budapest.

 

FSD, Budaőrs. www.reenergy.hu Jülich GLAS, Székesfehérvár.



Solar Energy System, Komló. (4,44 MEuro)

www.greensolar.hu

www.napi.hu/magyar_vallalatok/napelemgyartas_kezdodik_fehervaron.480430.html

www.greenfo.hu/hirek/hirek_item.php?hir=27246/



Ecosolifer, Csorna (1,898 Mrd Ft állami támogatás)


Az első magyar napelemek (VKI 1975)


Az első magyar napelem modulok (VKI 1975)


15% hatásfokú magyar napelemek (VKI 1982)


SOLARLAB


SOLARLAB


SOLARLAB


SOLARLAB


SOLARLAB


SOLARLAB


SOLARLAB


SOLARLAB


SOLARLAB


SANYO


KORAX


Heliogrid


Napelemes események •

• •

• •

1982 Magyar Elektrotechnikai Egyesület. Fotovillamos energia átalakítók, napelemek munkabizottság megalakulása 1983 Magyar Napenergia Társaság megalapítása, ISES-H . http://fft.szie.hu/mnt/ 1993 ISES Világkonferencia és Világkiállítás "Harmony with Nature" Budapesten 2010 A fotovillamos energiatermelés helyzete Magyarországon Workshop 2010 MANAP Iparági egyesület megalapítása www.manap.hu/


Alkalmazások • • • •

Autonom áramforrások Hálózatra dolgozó rendszerek Kváziautonom áramforrások Közszükségleti cikkek


Alkalmazások Hálózat kapcsolt rendszer

Hálózat független energiaellátás Fogyasztói alkalmazások beltéri

szabadtéri

számológépek

töltő készülékek

Ipari alkalmazások

Távoli települések

telekommunikáció

villamos világítók

szökőkutak

közlekedési jelek

háztartási szolár rendszerek

zseblámpák

távközlés

villamos műszerek

kerti fények

kijelzők

mobil telefonok

házszámok

navigációs fények

autó szellőztetés

katódos védelem

csónakok

táv felügyelet

villamos mérlegek órák

falu energiaellátása akkumulátor töltés

víztisztítás öntözés utcai világítás

hegyi éttermek/hotelek oltóanyag hűtés www.solart-system.hu

iskolák

Elosztott

Centralizált

magán tetők

közüzemi energiaellátó

oktatás/ iskolák

osztatlan közös tulajdon

homlokzatba integrálás

hang terelőkorlát

Hálózatkiépités vagy napelemes áramforrás 1000 900 800 700

[m]

600

NAPELEMES ÁRAMFORRÁS OLCSÓBB

500 400

HÁLÓZATKIÉPÍTÉS OLCSÓBB

300 200 100 0 0

200

400

600

800

1000 1200 1400 1600 1800 2000

[kWh/év]


Napelemes autonóm áramforrás tervezése PC-vel • NSol! v4.4 • Homer Pro Microgrid Analysis Tool 3.7.3 • Homer Pro Microgrid Analysis Tool x64 3.8.3


Napelemes áramforrás egyenáramú fogyasztóknak Forrás:Soltrain

töltésszabályzó

feszültség szabályozó

Napelemek

akkumulátor


Fogyaszt ó

Napelemes áramforrás váltakozóáramú fogyasztóknak Forrás:Soltrain

töltésszabályzó

napelem

inverter

akkumulátor


házban lévő hálózat

Napelemes áramforrás egyenáramú fogyasztóknak kisegitő generátorral

Forrás:Soltrain

Napelem

töltésszabályozó

kisegítő generátor

feszültség szabályozó akkumulátor


Egyenáramú fogyasztó

Napelemes hibrid rendszer

napelem

töltésszabályozó

szélturbina

akkumulátor töltő

motor generátor

Forrás:Soltrain

Egyenáramú fogyasztó

akkumulátor akkumulátor töltő


Váltakozóáramú fogyasztók

inverter

Szoláris hányad - tervezés

Forrás:Soltrain

Szoláris hányad [%]

100 80 60 40

20 0 0

0,5

1

1,5

2

Telepített PV csúcs-teljesítmény [kW] (1 KWh/nap fogyasztás és 7 napos autonómia Freiburgban) www.solart-system.hu

2,5

Töltésszabályozó

Forrás:Soltrain

töltésszabályzó

feszültség szabályozó

Napelemek

akkumulátor


Fogyaszt ó

Az első hazai napelemes áramforrás 1975-ben


0,5/1,4 kW-os kombinált napelemesszélgenerátoros autonóm áramforrás


Napelemes hálózatra kapcsolt rendszer tervezése PC-vel • • • • •

Inverter gyártók programjai pl. SMA: SMA Sunny Design 2.30 Fronius: Fronius Solar.configurator Pvsol (keresés) Energiaszámítás pl. PVGIS http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/a pps4/pvest.php www.solart-system.hu

Napelemes hálózatra kapcsolt rendszer Forrás:Soltrain

Napelem csatlakozó doboz DC főkapcsoló

inverter

hálózat


Napelemes hálózatra kapcsolt rendszer Forrás:Soltrain


Követelmények a hálózatra dolgozó inverterrel szemben Forrás:Soltrain

L

N

Fotovillamos generátor inverter Technikai követelmények • • Nagy hatásfok • • Egyszerű rendszer monitorozás • Gazdasági követelmények • Alacsony ár • Nagy megbízhatóság

• •

Elektromos hálózat

MPP megkeresése és követése Hálózati interferencia minimalizálása Hozzáférés a működési adatokhoz Egyszerű technikai megoldás Nagy terhelhetőségű eszköz


Egy hálózatra dolgozó inverter hatásfokgörbéje

hatásfok [%]

Forrás:Soltrain

Normalizált kimenő teljesítmény (Pac/Pac névl.) [%] www.solart-system.hu

Kedvezőtlen adottsággal 1 kW tetőre szerelt napelem (2003)


Az első 1 kW-os kváziautonóm napelemes áramforrás (2003)


Az első 1 kW-os kváziautonóm napelemes áramforrás (2003)


1,35 kWp kváziautonóm napelemes áramforrás


1,35 kWp kváziautonóm napelemes áramforrás


1,35 kWp kváziautonóm napelemes áramforrás 10 kWh energiatárolója


Napelemek elhelyezése épületeken Forrás:Soltrain

mounting options

above sloped roof (stand-off)

in sloped roof

on flat roof, tilted

on flat roof, layed

in front of facade


in facade

saw-toothed roof

awning

Napelemes homlokzat


Napelemes homlokzat


Forrás:Soltrain

Napelemes homlokzat


Forrás:Soltrain

Napelemes homlokzat


Napelemes bevilágitó


Forrás:Soltrain

Napelemes homlokzat


Forrás:Soltrain

Napelemek tetőbe integrálása Forrás:Soltrain

Mounting profiles for regular modules

PV roof tiles


combined PV/ solar thermal systems







Napelemek lapostetőn


Forrás:Soltrain



Forrás:Soltrain



Forrás:Soltrain

10 kWp lapostetőre szerelt napelemes áramforrás


20,16 kWp tetőre szerelt napelemes rendszer Budapesten


3x7 kWp napkövetőre szerelt napelemes rendszer Gyálon


50 kWp állványzatra szerelt napelemes áramforrás


100 kWp tetőre szerelt napelemes áramforrás (2009)


403,1 kWp szabad földre telepitett napkövetős napelemes erőmű (Újszilvás 2011 okt.)


418,5 kWp tetőre telepitett napelemes erőmű (Dunakeszi 2013)


498 kWp szabad földre telepitett napkövetős napelemes erőmű (Sellye 2013 január)


16 MW-os (18,48 MWp) szabad földre telepitett napelemes erőmű (Visonta 2015 október)

Forrás: index.hu 2015 okt.


PV alkalmazások várható alakulása Európában 2020-ig Forrás:EUROOBSERVER


PV alkalmazások várható alakulása Európában 2030-ig Forrás:EUROOBSERVER 2015 augusztus


Várható új installációk 20132017 között: 230 GWp!

Forrás:Solarbuzz


PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon NREAP szerint


PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon NREAP szerint


PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon Year

MWp

MWh

PJ

CO2 emission

Gas subtitution

substitution/ton/

/1000m3/

MWp

MWh

PJ

CO2 emission substitution/ton/

2009

0,65

715

0,002574

250,25

59,860515

0

0

0

2010

1,75

1925

0,00693

673,75

161,162925

2000

0,0072

700

2011

4,3

4730

0,017028

1655,5

396,00033

2

5000

0,018

1750

2012

12

13200

0,04752

4620

1105,1172

6

9000

0,0324

3150

2013

36

39600

0,14256

13860

3315,3516

9

14000

0,0504

4900

2014

77,5

85250

0,3069

29837,5

7137,21525

14

20000

0,072

7000

2015

162,1

178310

0,641916

62408,5

14928,29151

19

26000

0,0936

9100

2016

140

154000

0,5544

53900

12893,034

25

33000

0,1188

11550

2017

200

220000

0,792

77000

18418,62

32

42000

0,1512

14700

2018

300

330000

1,188

115500

27627,93

41

54000

0,1944

18900

2019

400

440000

1,584

154000

36837,24

52

67000

0,2412

23450

2020

500

550000

1,98

192500

46046,55

63

81000

0,2916

28350

2009-2020 sum.:

2017730

7,263828

706205,5

168926,3733

353000

1,2708

123550

2030

1800

1980000

7,128

693000

165767,58

2050

6000

6600000

23,76

2310000

552558,6


PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon 2020-ig Cumulated PV installation in Hungary forecast

Cumulated PV installation in Hungary forecast

PVexperts red(previous forecast corrected by actual for the past), NREAP blue

PVexperts red(previous forecast corrected by actual for the past), NREAP blue

600

1000

500 100 MWp

MWp

400 10

300 200

1 100 0,1 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

0 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 year

year


PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon 2020-ig

EnKon 2016 konferencia (december) Ma már 2020-ra 1000 MWp PVp Magyarországon (Századvég, Zarándi T) !


Energia megtérülés






Napelemekkel termelt villamosenergia ára

Forrás:Wikipedia





EU PV Stratégiai Programja (SRA)


EU PV Stratégiai Programja (SRA)


Nálunk is süt a nap

Köszönet a figyelemért! [email protected]


A napelemes villamosenergiatermelés hazai és nemzetközi helyzete

Recommend Documents