A napenergia fotovillamos hasznositása

A napenergia fotovillamos hasznositása Pálfy Miklós Okleveles Villamosmérnök Címzetes egyetemi docens

Solart-System Igazgató

Magyar Napenergia Társaság Fotovillamos Szakosztály vezetője

MANAP Elnökség tagja

Európai Fotovillamos Technológiai Platform WG2 Munkacsoport tagja www.solart-system.hu

Bevezetés • Sugárzás • Potenciál • Napelemek (mennyiség, ár, költség, hatásfok, gyártás) • Alkalmazások • Grid paritás

www.solart-system.hu

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 villamos- energia 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 piac alakulása • • • • • • • • • • •

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%! EU a legnagyobb piac 2008-ban 82%, 2009-ben 77% 2010-ben 71% 2011-ben 75% (EPIA), 2012-ben 57%


Forrás:Solarbuzz

PV piac 2012-ben


Forrás:Solarbuzz

A 10 legnagyobb napelem gyártó a világon 2012-ben Forrás:EUROOBSERVER 2013 április


A 10 legnagyobb napelem gyártó a világon 2013-ban Forrás: Solarbuzz


Napelem gyártás a világon 2013ban Forrás: Solarbuzz


Az üzembe helyezett napelemes berendezések Európában 2011 és 2012-ben Forrás:EUROOBSERVER 2013 április


Napelemes berendezések Európában 2012ben Forrás:EUROOBSERVER 2013 április


Napelemes berendezések Európában 2011 és 2012-ben Forrás:EUROOBSERVER 2013 április


Napelemes berendezések energia termelése Európában 2011 és 2012-ben Forrás:EUROOBSERVER 2013 április


A napenergiával termelt villamos áram átvételi ára az EU új tagállamaiban

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 ~0,1 €/kWh www.solart-system.hu

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

25000

kWp

20000 15000 10000 5000 0

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

off grid (kW)

75

83

90

100

130

180

200

250

300

400

500

on-grid (kW)

25

55

65

150

220

270

450

1500

4000

11600

21000

total (kW)

100

138

155

250

350

450

650

1750

4300

12000

21500


2013est

Különböző teljesítményű c-Si napelemes berendezések költsége 2012 végén

Forrás:Solarbuzz


Napelem gyártás és árak a világon 2013-ban Forrás: Solarbuzz

The shift from a few gigawatts annually to 35GW-plus in 2013, having module pricing in the US$0.60-0.70/watt and seeing installed system pricing fall to US$23/W,


Fotovillamos energiaátalakítás


Fotovillamos energiaátalakítás

• Energia átalakítási hatásfok elvben akár 6070% (Delaware University max: 42,8% ?, Solar junction: 44%, 942x koncentráció) • Két elektron gerjesztési lehetőség! • Gyakorlatban amorf Si 4-6%, kristályos Si 15-17% (SANYO HIT 19,5 %)


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

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/


SOLARLAB


SOLARLAB


SOLARLAB


SOLARLAB


SOLARLAB


SOLARLAB


SOLARLAB


SOLARLAB


SOLARLAB


SANYO


KORAX


Heliogrid


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] www.solart-system.hu

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] 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 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

1,35 kWp kváziautonóm napelemes áramforrás


10 kWp lapostetőre szerelt napelemes áramforrás


10 kWp autópálya parkolóban elhelyezett napelemes áramforrás


5 kWp homlokzatra szerelt napelemes

áramforrás Sátoraljaujhelyen


20 kWp tetőre szerelt napelemes rendszer Budapesten


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 áramforrás (Újszilvás 2011 okt.)


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


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


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

PV piac becslés • • • • •

Forrás: solarbuzz

Asia-Major: Kína, Japán, India, és Ausztrália Asia-Emerging: a többi ázsiai ország NEA: Közép Kelet és Afrika LAC: Latin Amerika és a Karib térség Western: Európa és Észak Amerika


PV piac becslés

Forrás: EPIA


PV piac becslés Európára Forrás: EPIA


PV alkalmazások várható alakulása Európában 2020-ig Forrás:EUROOBSERVER 2013 április


PV alkalmazások várható alakulása Forrás: EPIA


PV PV alkalmazások várható alakulása Európában Forrás: EPIA


Várható új installációk 20132017 között: 230 GWp!

Forrás:Solarbuzz


PV alkalmazások várható alakulása Európában a NREAP szerint


PV alkalmazások várható alakulása Európában a NREAP szerint


PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon NREAP szerint


PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon NREAP szerint


PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon According to PV experts

Year

MWp

MWh

2009

0,65

2010

1,75

2011

4,3

2012

12

13200

2013

21

23100

2014

40

2015

80

2016 2017

According to NREAP (2010)

PJ

715 0,002574

CO2 emission

Gas subtitution

substitution/ton/

/1000m3/

MWp

MWh

PJ

250,25

59,860515

0

0

0

0,00693

673,75

161,162925

0

2000

4730 0,017028

1655,5

396,00033

2

5000

0,04752

4620

1105,1172

6

0,08316

8085

1933,9551

9

44000

0,1584

15400

3683,724

14

88000

0,3168

30800

7367,448

19

140

154000

0,5544

53900

12893,034

200

220000

0,792

77000

18418,62

2018

300

330000

1,188

115500

2019

400

440000

1,584

154000

2020

500

550000

1,98

2009-2020 sum.: 1869670 6,730812

1925

CO2 emission

Gas subtitution

substitution/ton/

/1000m3/ 0

0

0,0072

700

167,442

0,018

1750

418,605

9000

0,0324

3150

753,489

14000

0,0504

4900

1172,094

20000

0,072

7000

1674,42

26000

0,0936

9100

2176,746

25

33000

0,1188

11550

2762,793

32

42000

0,1512

14700

3516,282

27627,93

41

54000

0,1944

18900

4520,934

36837,24

52

67000

0,2412

23450

5609,307

192500

46046,55

63

81000

0,2916

28350

6781,401

654384,5

156530,6421

353000

1,2708

123550

29553,513

2030

1800 1980000

7,128

693000

165767,58

2050

6000 6600000

23,76

2310000

552558,6


PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon 2020-ig


EU PV Stratégiai Programja (SRA)


EU PV Stratégiai Programja (SRA)


Nálunk is süt a nap

Köszönet a figyelemért! [email protected]


A napenergia fotovillamos hasznositása

Recommend Documents