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 )

Valóságban kedvezően beépithető napelem felület 2 (km )

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

9,5445

9,545

4,295

45

429,5025

0,4939279

0,724

0,326

30

32,5836

0,0391003

2,77144

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

13,5

1,68

Oktatási épületek Önkormányzati épületek

Elvileg beépithető napelem 2 felület (km )

63

Mezőgazdasági épületek Oktatási épületek

o


3,94

Egyéb lakóépületek Mezőgazdasági épületek

o


1,992

Önkormányzati épületek

3,286136

Beépitési o dőlésszög ( )

Beépithető napelem teljesitmény (MWp)

Éves villamos energia termelés 9 (10 kWh)

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.


Mai helyzet • • • • • • • • •

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%!

•

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


Mai helyzet


Mai helyzet • • • • •

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


Várható új installációk 20132017 között: 230 GWp!

Forrás:Solarbuzz


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


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


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.

•

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

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)


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

Greensolar, Budapest.

www.greensolar.hu

FSD, Budaőrs. www.reenergy.hu Jülich GLAS, Székesfehérvár. www.napi.hu/magyar_vallalatok/napelemgyartas_kezdodik_fehervaron.480430.html

Solar Energy System, Komló. (4,44 MEuro) www.greenfo.hu/hirek/hirek_item.php?hir=27246/


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

villamos mérlegek órák

falu energiaellátása akkumulátor töltés víztisztítás

autó szellőztetés

katódos védelem

csónakok

táv felügyelet

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

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


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


46

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.)


50

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 alkalmazások várható alakulása Európában a NREAP szerint


PV alkalmazások várható alakulása Európában a NREAP szerint


PV alkalmazások várható alakulása Európában 2020-ig


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

According to NREAP (2010)

PJ

2009

0,65

2010

1,75

715 0,002574

2011

4,3

2012

12

13200

0,04752

2013

21

23100

2014

40

44000

CO2 emission

Gas subtitution

substitution/ton/

/1000m3/

MWp

MWh

PJ

CO2 emission

Gas subtitution

substitution/ton/

/1000m3/

250,25

59,860515

0

0

0

0

0

0,00693

673,75

161,162925

0

2000

0,0072

700

167,442

4730 0,017028

1655,5

396,00033

2

5000

0,018

1750

418,605

4620

1105,1172

6

9000

0,0324

3150

753,489

0,08316

8085

1933,9551

9

14000

0,0504

4900

1172,094

0,1584

15400

3683,724

14

20000

0,072

7000

1674,42

1925

2015

80

88000

0,3168

30800

7367,448

19

26000

0,0936

9100

2176,746

2016

140

154000

0,5544

53900

12893,034

25

33000

0,1188

11550

2762,793

2017

200

220000

0,792

77000

18418,62

32

42000

0,1512

14700

3516,282

2018

300

330000

1,188

115500

27627,93

41

54000

0,1944

18900

4520,934

2019

400

440000

1,584

154000

36837,24

52

67000

0,2412

23450

5609,307

2020

500

550000

1,98

192500

46046,55

63

81000

0,2916

28350

6781,401

2009-2020 sum.: 1869670 6,730812

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