Zsiborács Henrik1 - Dr. Pályi Béla2 A napenergia értéke Magyarországon napelemes rendszerek esetében, 2014-ben
[email protected] 1PE
Georgikon Kar, Környezetgazdálkodási és Vidékfejlesztési agrármérnök 2PE
Georgikon Kar, egyetemi docens
A hazai energiaellátás jellemzői Magyarország energiafelhasználása 2012-ben 998 PJ volt, melynek 43,9%-a hazai termelés és 56,1%-a import. A megújuló és kommunális hulladék részaránya az összes energiafelhasználásból 9% (Magyar Villamosenergia-rendszer (VER) éves statisztikai adatai, 2012). Magyarország Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Terve célkitűzésként a kötelező minimum célszámot meghaladó, 14,65 százalékos cél elérését tűzte ki 2020-ra. A megújuló energiákra épülő zöldipar egyik alappillére a napenergia. Magyarországon a századforduló óta végeznek rendszeres megfigyeléseket a napsugárzásra és a napsütés időtartamának regisztrálására. Magyarország szélességén a légkör külső határán 9542 MJ/m2-nyi energia érkezik, melynek 45-50%-a éri el a felszínt. Ez az érték ~4300-4800 MJ/m2, ami ~1200-1300 kWh/m2-t jelent (Hidvégi, 2010). A fotoelektromos hasznosítás eszközei A fotovillamos napenergia-hasznosítás legalapvetőbb eszköze a napelem, amely a napsugárzás energiáját alakítja át közvetlenül villamos energiává. A napelemek készítésének alapanyaga megfelelő vastagságú p-n átmenettel (lyuk-elektron párt szétválasztó réteggel) rendelkező félvezető. Ebben zajlik le az energiaátalakítás folyamata. A jó hatásfokú energia átalakító eszköz készítéséhez általában egykristályos vagy polikristályos szilíciumot használnak (Dr. Farkas, 2003, fft.szie.hu, www.m0ukd.com) (1. ábra).
1.
ábra: Az egykristályos és polikristályos szilícium napelem elvi felépítése, valamint egy polikristályos napelem cella
A kereskedelmi forgalomban kapható napelem modulok mérete és teljesítménye tág határok között változik. A felső mérethatár néhány négyzetméter, a névleges teljesítmény pedig néhány száz Watt nagyságrendben van. A napelemek általában műanyagba vannak beágyazva, a modulokat pedig alumínium keretszerkezet határolja, ami lehetővé teszi a tartószerkezethez való rögzítést (Dr. Farkas, 2003).
556
Egykristályos szilíciumból készült napelemek A legelterjedtebb napelem alapanyag az egykristályos szilícium (2. ábra). A homokból szénnel történt kémiai reakciója útján, majd különböző kémiai és termokémiai eljárások alkalmazásával nyert tisztított szilícium alapanyagot egykristállyá húzzák, majd ezt követően szeletelik. Az egykristályhúzási technológia korlátozza a méreteket, de egyre nagyobb átmérőjű egykristályokat állítanak elő. Jelenleg 6”-os, ~150 mm átmérőjű egykristályt gyártanak ipari méretekben.Diffúziós félvezető technológiai eljárásokkal alakítják ki a töltésszétválasztó p-n átmenetet és vákuum, illetőleg szitanyomásos eljárással hozzák létre az áramelvezető kontaktusokat. A kedvezőbb hatásfokot optikailag illesztett reflexiócsökkentő bevonat és/vagy többszöri reflexió kialakításával érik el. Az így kialakított napelemek energiaátalakítási hatásfoka napjainkban már 15-17%-ot is eléri. Laboratóriumi körülmények között azonban már 23,5% hatásfokú szilícium napelemek is készültek, sőt többrétegű napelemekkel 30% fölötti hatásfokot is mértek (Dr. Farkas, 2003).
2.
ábra: Egykristályos napelemek kiépített állapotban
Polikristályos szilíciumból készült napelemek A polikristályos anyagszerkezet tulajdonképpen oszlopos egykristályszemcsék együttesét jelenti, tehát nem homogén egykristály. Az öntési eljárás jelentős energia megtakarítást jelent az egykristályhúzáshoz képest, ugyanakkor nagy, 500 mm-nél nagyobb él hosszúságú hasáb alakú polikristálytömbök gyártását teszi lehetővé. A polikristálytömb szeletelése után az egykristályos szilícium napelem technológiai lépéseit alkalmazzák azzal a különbséggel, hogy egy további speciális – általában ún. hidrogénezési – lépés alkalmazása szükséges_az_egykristály_szemcsék_határátmenetének inaktivizilására. Az így kialakított napelemek energiaátalakítási hatásfoka 13-15%. Laboratóriumi körülmények között azonban már 18% hatásfokú szilícium napelemek is készülnek (Dr. Farkas, 2003).
557
557
Gazdasági lehetőségek a napelemmel előállított energia esetében A napelemes rendszerek gazdasági körülményeiről elmondható, hogy több alternatíva közül dönthet a beruházó. Háztartási Méretű Kiserőművek Jelenleg ez a megoldás terjed leggyorsabban Magyarországon. Háztartási Méretű Kiserőműveknek (továbbiakbanHMKE) minősül az a villamosenergia-termelő berendezés, amelyre az alábbiak jellemzők: • • •
közcélú kisfeszültségű hálózathoz, illetve kisfeszültségű magán- vagy összekötő vezeték hálózatra csatlakozik, erőművi névleges teljesítőképessége nem haladja meg a felhasználó rendelkezésre álló teljesítményének mértékét, maximum 50 kVA erőművi névleges teljesítőképességű.
A közcélú elosztóhálózatba betermelt energia elszámolásának feltétele a HMKE-re vonatkozó érvényes Hálózat Használati Szerződés megléte. Az elszámolás alapját a leolvasott mérési adatok képzik. Az elfogyasztott és a betermelt energia szaldóképzését követően elszámoló számla kerül kiállításra. Amennyiben az elszámolási időszakban a termelt és a felhasznált villamosenergia-szaldó eredménye betáplálási többletet mutat, a többletenergiát az adott csatlakozási ponton értékesítő villamosenergia-kereskedő vagy egyetemes szolgáltató – számla ellenében –megtéríti. A térítés mértéke a felhasználóként fizetendő villamos energia átlagos termékárának (rendszerhasználati díj nélküli ár) felel meg. A felhasznált és a hálózatba visszatáplált energia egymáshoz viszonyított nagysága alapján az elszámolási időszakra vonatkozóan az alábbi számlázási esetek állhatnak elő: • • •
A fogyasztás meghaladja a közcélú hálózatba betáplált mennyiséget. Ebben az esetben a fogyasztott- és a termelt villamos energia mennyiség különbsége alapján kell megfizetni a forgalomarányos díjakat. A nem forgalomarányos (éves díjak) ettől függetlenül kerülnek elszámolásra. A fogyasztás megegyezik a közcélú hálózatba betáplált mennyiséggel. Ebben az esetben a szaldóképzés eredménye nulla, így csak a nem forgalomarányos díjak kerülnek elszámolásra. A fogyasztás kisebb a közcélú hálózatba betáplált mennyiségnél. Ebben az esetben a villamosenergiakereskedő/egyetemes szolgáltató részéről csak a nem forgalomarányos díjak kerülnek elszámolásra. A szaldóképzés eredménye alapján meghatározott termelési többletről és ennek átvételi áráról (273/2007. Korm. alapján) a felhasználó értesítést kap. A többletenergiáért az adott csatlakozási ponton értékesítő villamosenergia-kereskedő vagy egyetemes szolgáltató – számla ellenében –, a felhasználóként fizetendő villamos energia átlagos termékárat (rendszerhasználati díj nélküli ár) köteles fizetni (http://www.eon.hu/).
A lakossági és az üzleti ügyfeleknél az elszámolható napenergia értéke különbözik, mivel eltérőekaz áramdíjak. Amennyiben a fogyasztás kisebb a közcélú hálózatba betáplált mennyiségnél, akkoraz első esetben az energiát bruttó 37,47 HUF-ért, míg második esetben bruttó 48,29 HUF-ért lehet elszámolni. Értékesítés esetén a cégek a szolgáltatónak bruttó 27,9 HUF-ért, míg a magánszemélyek (adószámos magánszemély) nettó 15,44 HUF-ért tudják elszámolni a többletenergiát. Mindkét esetben az elfogyasztott energiáig szaladó elszámolás van, felette lépnek érvénybe az említett összegek. A szolgáltató felé értékesített (többlettermelés) energia üzletszerűen végzett tevékenységnek minősül, tehát a szolgáltató által kifizetett többletenergia adóköteles. Az1.táblázat mutatja be, hogy a lakossági és az üzleti ügyfeleknél milyen értéket képvisel ugyan az a kWh energia.
558
Megnevezés
Elszámolható energia értéke (HUF/kWh)
HMKE 50kW-ig lakossági ügyfeleknél (Felhasznált energia)
37,47
HMKE 50kW-ig lakossági ügyfeleknél (szolgáltatónak értékesített)
15,44
HMKE 50kW-ig üzleti ügyfeleknél (Felhasznált energia)
48,29
HMKE 50kW-ig üzleti ügyfeleknél (szolgáltatónak értékesített)
27,9
1.
táblázat. A napelemes rendszereknél elszámolható energia értéke HMKE méretben, E.ON területen 2014ben
Kiserőművek A kiserőművi kategória (50kW-2000kW) szabályozása bonyolult és körülményes. Az önfogyasztás csökkentése esetén egy 4/4-es mérőre van szükség. A mérő óra ilyen esetben negyed órás átlagokat jelent. Azaz ha pl. 7:15 és 7:30 között több volt a termelés, mint a vételezés, akkor a többletenergiát el kell tudni adni (a betáplált energiára kereskedőt kell találni, aki azt megveszi) vagy visszwatt védelemmel a kitáplálást megakadályozni. Ha kevesebb volt a termelés, mint a vételezés, akkor pedig a különbséget kell kifizetni a szolgáltatónak. Az E.ON-al lehetőség van kötni kereskedelmi szerződést, ahol kb. nettó 5 HUF/kWh áron veszik át a megtermelt energiát, ezért általában KÁT szerződést szoktak kötni az ügyfelek a MAVIR-ral, hozzávetőleg nettó 30 HUF/kWh áron. Kötelező átvételi rendszer (KÁT) A megújuló energiaforrásból vagy hulladékból nyert energiával termelt villamos energia kötelező átvétele a 2007. évi LXXXVI. tör(VET) és a külön jogszabályokban létrehozott eljárásrend szerint. A MAVIR ZRt., mint átviteli és rendszerirányítói engedélyes a villamos energiáról szóló 2007. évi LXXXVI. törvény (VET) 21. § (1) bekezdése alapján kötelező átvételi (KÁT) mérlegkört hozott létre, és ezt 2008 január elsejétől működteti (KÁT FÓRUM, 2013). A KÁT mérlegkör-tagok kötelesek minden hónapban az átvételi kötelezettség alá eső villamos energiának az átviteli rendszerirányító által történő szétosztásáról és a szétosztás során alkalmazható árak meghatározásának módjáról szóló 63/2013. (X. 29.) NFM rendelet (a továbbiakban: KÁT allokációs rendelet) 2. §-ában meghatározottak szerint havi menetrenddel a következő havi, illetve zónaidős bontású termelési tervvel a következő hónapot követő 12 hónapra prognosztizálni a KÁT mérlegkört érintő termelésüket. Emellett jogosultak a havi menetrend módosítása céljából napi menetrendet benyújtani. A termelési tényadatok és a
559
559
benyújtott menetrendek alapján a befogadó meghatározza a KÁT Értékesítők menetrendeltéréseit, illetve hiányát, melyek alapján szabályozási és módosítási pótdíjat számláz a KÁT mérlegkör tagok felé. Amennyiben a KÁT értékesítő bármely fizetési kötelezettségének kiegyenlítésével késedelembe esik, a befogadó jogosult az ebből eredő lejárt követelését beszámítani fizetési kötelezettségei teljesítése során. A beszámítás sikertelensége esetén a befogadó jogosult a fizetési kötelezettség szerinti összeget a KÁT mérlegkörtag által nyújtott teljesítési biztosítékból lehívni. Az induló biztosítékot a KÁT mérlegkörbe való belépéskor, illetve az erről rendelkező Üzletszabályzatmódosítás hatályba lépését követő hónap utolsó naptári napjáig kell a KÁT Értékesítőnek letennie. Az induló biztosíték mértéke, mely egyben a mindenkor nyújtandó minimumérték is: 500.000 HUF (Megújuló energiaforrásból és hulladékból nyert villamos energia). 2014-ben 1kWh-nyi napenergia 20 MW vagy annál kisebb erőműnél nettó 32,49 HUF-ot ér KÁT rendszerben. Amennyiben az értékesítő a tervezett menetrendjétől eltér, 5 HUF/kWh szabályozási pótdíjat köteles fizetni. A hálózati vételezések és betáplálások elszámolási mérési időgyakorisága 15 perc (781_2008_MEH_Hatarozat).
560
Az alternatívák összegzése Ma Magyarországon legelőnyösebb a Háztartási Méretű Kiserőművek megvalósítása. Egyrészt ezekkel lehet legmegbízhatóbban megtérülési időt kalkulálni, másrészt 100%-os felhasználás esetén a legrövidebb. Ebben a kategóriában van meg a termelés szabadsága, ami az elszámolást illetően lehet havi, féléves vagy éves. Nem kell aggódni sem a 15 perces termelési kritérium miatt, sem a KÁT esetén 100%-ban fizetendő pótdíjak miatt. Mennyiségi fejlődés főleg HMKE területen várható.
A napelemmel megtermelt energia értéke 2014-ben (HUF/kWh) Kiserőmű, E.ON szerződés(nettó) HMKE, L. ügyfelek, ért.energia(nettó) HMKE, Ü. ügyfelek, ért.energia(nettó) KÁT 20MW-ig (nettó) HMKE, L. ügyfelek, felh.energia(bruttó) HMKE, Ü. ügyfelek, felh.energia (bruttó) 3.
5 15,44 27,90 32,14 37,47 48,29
ábra. Napelemes rendszerek esetében elszámolható energia értéke Magyarországon, 2014-ben
561
561
Irodalomjegyzék • Dr. Farkas István (2003): Napenergia a mezőgazdaságban. Mezőgazda Kiadó, Budapest. •
Dr. Farkas István (2005): Fotovillamos_napenergia-hasznosítás_szemináriumok._Gödölló
•
A M A G Y A R V I L L A M O S E N E R G I A - R E N D S Z E R ( V E R )2 0 1 2 . É V I S T A T ISZTIKAIADATAI http://www.mavir.hu/web/mavir/a-magyar-villamosenergia-rendszer-statisztikai-adatai
• •
Hidvégi Henrik , Napenergia hasznosításának lehetőségei Szeged és vonzáskörzetében konferencia, 6-8 oldal. http://www.archenerg.eu/sites/default/files/110630_hidvegihenrik_szolar_eloadas_0.pdf, G03 előadás, A fotovillamos napenergia-hasznosítás alapjai http://fft.szie.hu/fizika/Turkalo/napenergiahaszn/G03%20%20A%20napenergia%20hasznositas%20al apjai.pdf,13. oldal
•
A kát rendszer
Megújuló energiaforrásból és hulladékból nyert villamos energia, Pdf KÁT FÓRUM 2013 november 29, Pdf 781_2008_MEH_Hatarozat, Pdf
•
562
http://www.eh.gov.hu/hatosagi-arak-2/villamos-energia/kotelezo-atvetel.html http://www.mavir.hu/web/mavir/kotelezo-atviteli-rendszer-kat G04 előadás, A Napelem technológiák és jellemzőik http://fft.szie.hu/fizika/Turkalo/napenergiahaszn/G04%20%20Napelem%20technologiak%20es%20jellemzoik.pdf ,1. oldal.
•
E.ON - Háztartási méretű kiserőművekről tájékoztatás http://www.eon.hu/eon.php?id=290
•
E.ON – áram árak http://www.eon.hu/Aram_informaciok_arak http://www.eon.hu/Uzleti_aram_egyetemes_szolgaltatoi_arak
•
Képek http://www.m0ukd.com/Solar_Panels/index.php http://www.kazanplaza.hu/kepek/nagy_kepek/kazanplaza/term_1298_2_1366186686.jpg
