BELEZNAI NÁNDOR A NAPELEMES RENDSZER ÉS AZ ÉPÜLETGÉPÉSZET

BELEZNAI NÁNDOR

A NAPELEMES RENDSZER ÉS AZ ÉPÜLETGÉPÉSZET

2

AZ ELŐADÁS VÁZLATPONTOKBAN: A napelemekről általában  Hálózatra kapcsolt üzem  A napelemek működése  Rendszer elemek  Napelem típusok  Rendszer tervezés, méretezés  Előnyök és hátrányok  Szerelési megoldások  Hogyan válasszunk napelemet?  Megtérülés  Alkalmazások  Hálózatra kapcsolt rendszer engedélyeztetése  Sziget üzem  Példák 

A NAPELEMES RENDSZER ÉS AZ ÉPÜLETGÉPÉSZET 3

A napelemekről általában A napelemekben a működés során nem keletkezik mozgás, alakváltozás, súrlódás, így ezek élettartama meglehetősen hosszú, 40-50 év. A gyártók 2-10 év termék garanciát és 20-25 év teljesítménygaranciát biztosítanak.


A napelemek működése

A napelemek olyan szilárdtest eszközök, amelyek a fénysugárzás energiáját közvetlenül villamos energiává alakítják át. Az energiaátalakítás alapja az, hogy a fény, elnyelődésekor mozgásképes töltött részecskéket generál. A napelem fő alkotóeleme a szilícium, amely a természetben bőséggel található anyag. A szilícium kristályból álló félvezető alaplemez foszfor és bór atomokkal dúsított. A nap elektromágneses sugárzása a félvezetőben szabad töltéshordozókat hoz létre, amelyek hatására a napelem fémelektródáin feszültségkülönbség keletkezik.


Hogyan működik a napelemes rendszer? 



A fotovillamos energia hasznosítás napelemekkel történik. A termelt egyenáramú villamos energiát egy inverter alakítja át a mindenki által használt és ismert váltóárammá, melyet a megbízható és szinte mindenhol rendelkezésre álló villamos hálózatba lehet visszatáplálni.


Monokristályos napelem  Monokristály cellákból áll, soros-párhuzamos kapcsolással összekötve  Hatásfok: 13-16%  Élettartam: 15-30 év  Drágább, ám kiváló minőségű  Felhős időben is jobb teljesítmény


Polikristályos napelem  Rendezett szilícium polikristály cellákból áll, melyek sorba-párhuzamosan vannak kapcsolva  Hatásfok:12-14% körül  Élettartam: 15-30 év  Alacsony sugárzási viszonyok mellett is megfelelő teljesítmény  Kiválóan illeszkednek a 12 voltos rendszerekhez.


Amorf napelem  Amorf (rendezetlen) szilíciumkristályokból áll  Könnyen gyártható, kedvező árfekvésű  Hatásfok: alacsony, 5-8%  Élettartam: 5-15 év  Rövidebb termékgarancia


Napelem típusok

Előnyök

Hátrányok

Monokristályos

- Legnagyobb hatásfok - Leghosszabb élettartam

- A jobb minőség magasabb árral párosul

Polikristályos

- Előállítása egyszerűbb - Kedvezőbb árfekvés

- Kisebb hatásfok

- Alacsonyabb árfekvés - Kevésbé érzékenyek a melegedésre - Szélesebb fényspektrumot tudnak hasznosítani - Szép homogén a felületük

- Alacsony hatásfok - Rövid élettartam

Amorf kristályos


Hibrid modul (Sanyo HIT sorozat) 

 





Monokristály szerkezetű lapkák ultravékony amorf szilícium réteggel Legmagasabb hatásfok (>17%) Éves hozam: 10-12 %-kal nagyobb a speciális hibrid cella amorf rétegének köszönhetően, mely jobban hasznosítja a szórt fényt Ahogy a külső hőmérséklet emelkedik, a hibrid napelemek több elektromos áramot termelnek, mint a hagyományos mono- vagy polikristályos napelemek hasonló hőmérsékleten. Súly: kisebb, mint a hagyományos napelemeké, így csökken a tető terhelése is.


Hogyan válasszunk napelemet? 1. A gyártók a napelemek névleges teljesítményét ideális (laboratóriumi) körülmények között határozzák meg. Ezek a körülmények a működés során nem biztosítottak állandóan, így a napelemek teljesítménye is változó, azaz nehéz kiszámolni, mennyi energiát termel egy napelem meghatározott időszak alatt.


Hogyan válasszunk napelemet? 2. A hatásfok fontos adat, arra enged következtetni, egy 1 m2 napelem felülettel mennyi energiát lehet előállítani. A magasabb hatásfok nem egyenlő a nagyobb teljesítménnyel. Ha kevés hely áll rendelkezésre, célszerű magas hatásfokú napelemet választani. Fontos tudni, hogy a nagyobb hatásfok magasabb árral társul.


Hogyan válasszunk napelemet? 3. A névleges teljesítmény mellett a gyártók a napelem ún. teljesítmény toleranciáját is megadják. Számos gyártó +/- 5 % teljesítménytoleranciát kínál. Pl. 200 Wp teljesítményű napelem esetében a teljesítmény 190 és 210 Wp között változhat. Itt a gyártó gyakorlatilag csak 190 Wp teljesítményt garantál.


Hogyan válasszunk napelemet? 4. A napelemek külső felülete általában edzett szolár üveg. Minél jobb az üveg fényáteresztő képessége, annál több energiát termel a napelem. Bizonyos gyártók (pl. Sanyo, Bosch) egy ún. reflexiómentes üveget használnak, mely a fény 96%-át engedi át. Így déli időszakban kb. 6%-kal, míg előtte és utána akár 12%-kal több fény éri el a cellákat. Összességében a reflexiómentes üvegborítású napelem 2-3%kal több energiát termel a hagyományos edzett üvegborításúhoz képest.


Hogyan válasszunk napelemet? 5. A napelemek teljesítménye a hőmérséklet növekedésével csökken. A gyártók egy hőmérséklet hatékonysági mutatót adnak meg. Az általunk forgalmazott napelemek akár 4%-kal több energiát termelnek a jobb hőmérséklet hatékonysági mutatóknak köszönhetően.


Hogyan válasszunk napelemet? 

6. Garancia: kétféle garanciát különböztetünk meg:  Termékgarancia: általában 2-10 év között  Teljesítmény garancia:  10 év használat után általában 90%  25 év után általában 80%


Hogyan válasszunk napelemet? 7. Teljesítmény tanúsítás – a gyártók a teljesítményt a gyártást követően saját laborban vizsgálják. Az igényesebb/megbízhatóbb gyártók termékeik teljesítményét több független intézettel tanúsíttatják. Vásárlás előtt kérje a tanúsítványokat!


Hibrid napkollektorok 









A Boston College tudósainak találmánya (2011) Fejlesztés lényege: jobb fényelnyelő képességgel rendelkező felületet készítettek, majd a különleges anyagot egy légmentesen lezárt panelbe helyezték

Melegvizet és elektromos áramot egyaránt képes előállítani, egyazon rendszerben Egy átlagos napelemhez képest hatékonyabb

Megtérülési idő: kb. a szokásos idő harmada


Alkalmazások 





Hálózatra kapcsolt napelemes rendszer (visszatáplálásos üzem)

Hálózatfüggetlen napelemes rendszer (sziget üzem) Napelemes világítástechnika


Sziget üzem 

Ahol nem áll rendelkezésre hálózati feszültség, vagy nem szeretnénk függeni tőle, ott a hálózatfüggetlen napelemes rendszer (sziget üzem) teljes értékű áramellátást kínál.


Sziget üzemű rendszerelemek  Töltésszabályzó 



A töltésszabályozó alapvetően az akkumulátort védi az esetleges túltöltéstől és a túlzott mértékű kisütéstől, valamint kiküszöböli a fogyasztói oldalon az extrém üzemállapotokat.

Inverter 

A napelemek által előállított egyenáramot alakítja át a hálózatra csatlakoztatható váltakozó árammá, így teszi lehetővé a fogyasztók működtetését a rendszerről. Ez az átalakító a maximális teljesítményre szabályozást is el tudja végezni.


Sziget üzemű rendszerelemek 



Akkumulátorok  Speciálisan a napelemes rendszerekhez kifejlesztett energiatároló eszköz, amely jobban tolerálja a szélsőséges hatásokat. A telepítés során páros számú akkumulátor alkalmazását javasoljuk a jobb hatásfok elérése érdekében. Rögzítéstechnika  Mivel a felhasználás módja szerteágazó, a napelemek rögzítéséhez többféle szerelőkeretet kell alkalmazni. Leggyakoribb a tetőszerkezethez való rögzítés, de önálló, akár napkövető állványrendszer használatára is van lehetőség.  A tetőkampók, a szerelőkeretek tetőszerkezethez való rögzítését szolgálják.


Sziget üzemű rendszerelemek  Vezetékek  Szolárkábel: a rendszer tartozékait kapcsolja össze, szerepétől és az áthidalandó távolságoktól függően változhat átmérője.  Akkumulátor kábel: segítségével alakíthatók ki az egységes akkumulátor telepek.  Csatlakozó doboz  Energiatakarékos fogyasztók






Hálózatfüggetlen világítás  Parkokba  Buszmegállókba  Temetőbe  Építkezéseken  Parkolókba  Állítható és programozható fényerő  50 méter hálózati távolság fölött kifizetődő  Készre szerelt kivitel


Hálózatra kapcsolt üzem 

A napelemeket sorba kötve nagyfeszültségű egyenáramot nyerünk, melyet egy inverterrel 230 V-os váltóárammá lehet alakítani.


Hálózatra kapcsolt rendszer elemei  Rögzítés technika  Inverter  Kommunikációs eszközök  Túlfeszültség védelem  Leválasztó kapcsoló  Vezetékek  Csatlakozók


Inverter típusok  FRONIUS  SMA


Rendszer tervezés, méretezés  7-8 nm napelemmel 1 kW teljesítmény érhető el  1 kW teljesítményű rendszer 1200 kWh/év visszatáplált energiát biztosít  Déli tájolás  Min. 15°-os dőlésszög  37°-os optimális dőlésszög


Napelemek rögzítése  Tetőre történő szerelés (napkollektorokhoz hasonló) TRIC A  Sík tetőre szerelés szerelőállványokra TRIC F  Alacsony dőlésszögű ipari tetőre történő szerelés TRIC Fpro  Szerelőállvány szabadtéri szerelésre TRIC FL  Napkövető állvány a magas hozamért ST 2000


TRIC A szerelőrendszer  A szolármodulok tetőre szerelésének minden típusára, megközelítőleg minden tetőtípushoz.  Gyors és biztonságos szerelést biztosít: kiváló minőségű anyagok használatával és részletes megoldásokkal, átgondolt rendszerkoncepcióval garantáltan egyszerű és gazdaságos a felszerelés.  A legújabb fejlesztésű HDC-sínnek köszönhetően az alumínium illesztősínek a legnagyobb flexibilitással szerelhetők fel.  A modulszereléshez szükséges tetőkampó minden használatban lévő tetőfedéshez és hullámcseréphez szállítható. A modulfoglalatok minden forgalomban lévő modulnak biztos tartást kölcsönöznek.


TRIC A


TRIC F szerelőrendszer 







A TRIC F szerelőrendszer lehetővé teszi a telepítést bármilyen felszínen. A TRIC F 15, TRIC F 30 és TRIC F 45 rendszerek segítségével 15°-60° dőlési szögig fokozat nélküli az állítási lehetőség. A gyors, egyszerű és egyben biztonságos felszerelés garantált. A felszereléshez szükséges háromszög teljesen előszerelt: már a gyárban össze vannak illesztve. A helyszínen már csak össze kell őket csavarozni.


TRIC F


TRIC Fpro szerelőrendszer  Új, lapos tetőkre tervezett, szélcsatornában tesztelt és aerodinamikailag is optimalizált állványrendszer  Kifejezetten ipari tetőkre való szereléshez tervezték  A könnyen telepíthető rendszeren a napelemek 25°-os szögbe vannak állítva, a teljes magasságuk csupán 500 mm, így biztosított a biztonságos hóterhelés.  A rendszer minden tetőhöz alkalmas, legfeljebb 6°-os dőlésszögig.  Kiemelkedően egyszerű, kompakt beállítás és alacsony szerkezeti terhelés jellemzi.


TRIC Fpro


TRIC FL szerelőrendszer  A TRIC FL szerelőrendszerrel hatalmas szabadtéri létesítményeket hozhatunk létre.  A könnyen szerelhető rendszer lehetővé teszi a költséghatékony és gyors szerelést a jelentős méretű, talajra szerelt rendszerek esetében is.  A rendszer különálló modulokat tartalmaz, amelyek segítségével könnyedén hozzáilleszthetjük valamennyi gyártó napelemét.  Egy állványra összesen 26 modul illeszthető két sorban egymás alatt, de lehetőségünk van a rendszer és az elhelyezés lehetőségei szerinti kialakításra.


TRIC FL


ST 2000 Napkövető állvány 



A beesési szög meredeksége fontos, mert a napelem ebben az esetben termel maximálisan.

Cél: a napelemeket úgy pozícionálni, hogy azok mindig merőleges szöget zárjanak be a napsugarakkal


ST 2000 Napkövető állvány  



Legújabb generációs kéttengelyű napkövető rendszer Az állványrendszerre 20 és 47 m² közötti tartományban tudunk napelemeket elhelyezni. A pontos vezérlés garantálja, hogy napelemeink a mindenkori időjárási feltételeknek megfelelő ideális irányban és szögben képesek állni, ami 40%-kal magasabb termelést tesz lehetővé a fix állványzaton elhelyezett rendszerekkel szemben.


ST 2000 Napkövető állvány


Megtérülést befolyásoló tényezők:  Egy napelemes rendszer ára arányosan csökken a beépített teljesítménnyel  Napelemek típusa  Vissza nem térítendő támogatás  Visszavásárlási ár (KÁT szabályzás)  Terv 50,7 – 93,9 Ft/kWh  Min. 50 kW, max. 1 MW Forrás: Pylon-tanulmány 2011


Hálózatra kapcsolt napelemes rendszer engedélyeztetési folyamata:  

1. Igénybejelentés (Felhasználó) 2. Hálózatvizsgálat, Műszaki-gazdasági tájékoztató levél (ELMŰ Hálózati Kft.)



3. Csatlakozási dokumentáció (Felhasználó)



4. Jóváhagyás (ELMŰ Hálózati Kft.)



5. Létesítés, készre jelentés (Felhasználó)



6. Kereskedelmi szerződés megkötése, módosítása (Felhasználó)



7. Hálózati szerződésmódosítások megkötése (Felhasználó)



8. Elszámolási mérő csere (ELMŰ Hálózati Kft.)



9. Üzembe helyezés, termelés (Felhasználó)

47

Épületgépészeti szempontból nézve… Kombinált napkollektoros, napelemes, hőszivattyús rendszerek


Mi kell a fogyasztónak? 





A fogyasztókban egyre inkább megfogalmazódik a teljes energiafüggetlenség iránti igény Napenergia + hőszivattyús rendszerek Fűtés, melegvízkészítés , hűtés teljes mértékben, gazdaságosan megoldható napenergiából származó termikus és villamos energiával


Napelemes és hőszivattyús rendszer 

Műszakilag nincsenek korlátok:  Napelemekkel bármilyen teljesítmény előállítható egyfázisú 230 V vagy háromfázisú 400 V feszültséggé.

Tény:  A hőszivattyús rendszerek energiaigénye napelemekkel biztosítható.


1. PÉLDA  Vegyük alapul egy alacsony energia igényű családi házat!  Az épület fűtési-hűtési és melegvíz igénye megoldható  Levegő-víz

 Víz-víz  Talaj-víz 

hőszivattyúval

A helyszíni adottság függvényében lehet kiválasztani az optimális megoldást.





     

Épület alapterülete: Alacsony energiaszintű ház: Lakók száma: Melegvíz fogyasztás (50ºC): Cirkulációs veszteség: Épület hővesztesége:

100 m2 40 W/m² 4 fő 50 l/fő,nap 10 % 4 kW


  

 

Napi melegvíz fogyasztás: 200 l Fűtés napi hőenergia igénye:345 600 kJ Többlet a használati melegvíz készítéséhez: 36 960 kJ Napi hőenergia igény: 382 560 kJ GEO tarifa: 20 h


        



Hőszivattyú teljesítmény igénye: Levegő-víz hőszivattyú SPF értéke: Fűtési órák száma: Fűtés éves hőenergia igénye: HMV éves hőenergia igénye: Szolár részarány (~4m2 kollektor): - megtakarítás a napkollektorral: Épület számított éves hőigénye: Számított éves vill. energia fogy.:

5,3 kW 3 1 800 h 25 920 MJ 13 490 MJ 60 % 8 094 MJ 31 316 MJ 10 438 MJ 2 899 kWh Tervezett napelemes rendszer teljesítménye: 2,5 kW


Összefoglalva…



Mindössze 20 m2 napelemmel elérhető, hogy az épület energetikailag önfenntartóvá váljon.


Energiafüggetlenség >> Aktív épület Nagyobb napelemes rendszer

Épület energiaigényéhez mért többlet energia

Aktív épület


Mezőkövesdi projektünk 



Telephely új, 1300 nm-es üzemcsarnokkal bővül Az épület energetikailag aktív szerepet kap  Hőszivattyús rendszer  Napkollektoros rendszer  Napelemes rendszer – 50 kWp teljesítmény, hálózatra termel


Mezőkövesdi projektünk Napelemes rendszer:  208 db 240 Wp teljesítményű monokristály szerkezetű napelem  4 db hálózatba tápláló inverter  Várható éves teljesítmény: 60 000 kWh


Mezőkövesd


Mezőkövesd





Napkollektor gyártó üzem  5 600 m² bruttó terület  Évi 200 000 db kollektor gyártása  2 000 m², 260 kWp teljesítményű napelem  14 db, 34 m² napkollektor-felület  Fűtését egy 300 kW faapríték kazán biztosítja


A napkollektorokat gyártó üzemcsarnok energiaigénye mellett a gyártás során felhasznált teljes energia mennyiség napenergiából származik.


Helyszín: Straubing Napelem: CS6P 245W mono

Méret: 61,495 kWp Telepítés: 2011


Helyszín: Umbria , Olaszország Méret: 1 MWp Napelem: CS6P Telepítés: 2010. június


Németország legnagyobb naperőműve Helyszín: Meuro Napelem: CS6P-P

Méret: 70 MWp Telepítés: 2011. augusztus



Újszilvási naperőmű (2011) 







Uniós támogatással, nettó 470 millió forintból megvalósult fejlesztés 0.4 MW teljesítményű napkövető fotovoltaikus rendszer 68 napelemtáblán, 1632 panelből álló naperőmű A 2.800 lakosú Pest megyei község önkormányzati intézményeit látja el elektromos árammal


Újszilvási naperőmű (2011)

Köszönöm a figyelmet!

Beleznai Nándor Wagner Solar Hungária Kft. ügyvezető igazgató

www.wagnersolar.hu

BELEZNAI NÁNDOR A NAPELEMES RENDSZER ÉS AZ ÉPÜLETGÉPÉSZET

Recommend Documents