Fatalin Dóra A napkollektorral támogatott használati melegvíz egyedi előállításának gazdaságossági és környezetvédelmi kérdései A kulturális fejlődés nyomán jelentősen megnövekedett a lakosság melegvíz-igénye, ugyanis a főzésen túlmenően mára a fürdés-mosás-mosogatás is a higiénia és komfortérzet szerves része lett. A melegvíz árának fokozott emelkedése miatt a lakosság számára is egyre fontosabb a melegvíz költséghatékony előállítása.
A hagyományos, komfortos hmv-előállításokról Napjainkban Magyarországon a melegvíz egyedi előállítására a legelterjedtebben alkalmazott energiahordozó a vezetékes földgáz, esetenként a villamos energia. Az egyedi, lakásonkénti hmv-előállítás komfortos megoldásai két klasszikus alapkérdést vetettek fel: A gáz vagy a villany az előnyösebb energiaforrás? Átfolyó- vagy tárolós-rendszerű megoldást érdemes-e választani? Az energiahordozóra vonatkozó vizsgálatok szerint jelenleg messze gazdaságosabbnak bizonyul a gáz, hiszen a villany még éjszakai áram használata esetén is jóval drágább. (Az 1. táblázat az összehasonlításhoz tartalmaz néhány információt.) A gázkészülék választásakor ugyan nagyobb a beruházási költség például a kéményépítés vagy bélelésének költsége miatt, ám a jelentős fajlagos hőár-különbözet miatt ez rövid időn belül megtérül. E választást tovább erősíti az érvényben lévő „károsanyag kibocsátás” kalkulálási módszere is, hiszen a gázkészülékek globális szempontból lényegesen kedvezőbbek, bár helyileg nyilván a villany tisztább energiaforrás. A komfortos hmv-előállítás második kérdéséhez tartozik, hogy mind a gáz-, mind a villanykészülékekből létezik átfolyós és tárolós rendszerű megoldás. (A választás főbb szempontjait foglalja össze a 2. táblázat.) [1] Tekintettel arra, hogy napkollektorral kisebb-nagyobb részarányban csak akkor váltható ki a gáz/villany-fogyasztás, ha a rendszerbe hmv-tároló kerül alkalmazásra, hangsúlyozni kell, hogy üzemeltetési szempontból a központi tároló és a melegvízvételi helyek távolsága akár 20%-os költségtöbblettel járhat a helyi hmvelőállításhoz viszonyítva! (Gázkészülékek kéményhez kötöttségekor, illetve a központi tároló alkalmazásakor ezt szem előtt kell tartani!) [2]
A hmv-költségek csökkentésének módozatai A folyamatos energiadrágulásra a lakosság egyre költségérzékenyebb, így a melegvíz előállításánál és felhasználásánál is felértékelődnek az energiatakarékos megoldások. (Ezt mutatja, hogy 2011 decemberétől új, (A+++ osztállyal kiegészülő) energiacímkével kell minden háztartási gépet ellátni.) Az energiaköltség a víz felmelegítésére a következő: K= Q∙k = η∙c∙m∙t∙k, ahol Q a víz felmelegítésére fordított energia (a primer energiahordozóra vetítve), K az energiaköltség, míg a k-val jelölt fajlagos energiaár erősen függ a primer energiahordozókra alkalmazott gazdaságpolitikától. A víz felmelegítéséhez szükséges energia a Q =∙η∙c∙m∙t képlettel számítható, ahol η a technikai hatásfok: esetenként a primer energiahordozóra vetített értéke a mérvadó, és többnyire a melegvíz tárolásának, szállításának hőveszteségét is beleértik; c a víz fajlagos hőkapacitása (régiesen: fajhője): anyag-jellemző, enyhén függ a hőmérséklettől; 1
m a felmelegített víz mennyisége: tömeg helyett lehet térfogattal is számolni, amit az indokol, hogy e közelítés hibája a kis hőtágulás miatt 0,1% alatt van, valamint könnyebb az áramló folyadék térfogatát mérni; t a felmelegítés mértéke: értéke bizonytalan, mert a befolyó hidegvíz és felhasználandó melegvíz hőmérséklete évszakonként és felhasználási célonként is változik. A víz fajhője anyagi állandó, így csak a másik három tényező befolyásolható technikai megoldásokkal. (A hatásfokot javítja például a hőszigetelések alkalmazása, a gázégők karbantartása, amivel jelentősen nő az égés hatásfoka, vagy kondenzációs kazán beépítése. A felhasznált melegvíz mennyiségi csökkentése kettős előnnyel bír, ui. az energiamegtakarítás mellett a vízfogyasztás és a csatornaterhelés is csökken. A korszerű mosó- és mosogatógépek vízigényét különböző fejlesztésekkel drasztikusan csökkentették, míg a korszerű akril anyagú fürdőkádak formatervezésével az esztétikum és jobb takaríthatóság mellett akár 50%-kal is csökkenthető a fürdővíz mennyisége. A szükséges melegvíz hőfokának csökkentésére is gondot fordítanak például alacsonyabb hőmérsékleten hatékony mosó- és mosogatószerek kifejlesztésével.) A fajlagosan olcsóbb primerenergia alkalmazására több technikai megoldás ismert. (Nagyobb méretekben, pl. a közösségi melegvíz-ellátás esetén hasznosítható például a villamos energia termelésekor jelentkező hulladékhő, illetve az ennek nyomán kifejlesztett kapcsolt villamosenergia termelés és gázmotorok is fajlagosan olcsóbbá tehetik a meleg vizet.) A fajlagos árat gazdaságpolitikai szándékok és környezetvédelmi szempontok befolyásolják, így az energiatakarékosság nem feltétlenül esik egybe a költségtakarékossággal. (A hulladékhő hasznosítása, a kapcsolt energiatermelés például a lakók számára még drágább is lehet a direkt gázfűtésnél. E megállapítást tükrözi a távfűtés lakossági megítélése, ui. a fajlagosan magas, befolyásolhatatlan távfűtési költségek egyben a távfűtéses lakások értékcsökkenését jelentik.) Ingyen energiaként szokás aposztrofálni a szélenergiát, a geotermikus energiát és a napenergiát. Az egyedi/lakásonkénti korszerűsítések napjainkban a napkollektoros megoldásokat részesítik előnyben, ui. ezek relatíve kisebb költséggel megvalósíthatók.
Szolár-energia és napkollektorok A víz felmelegítésére ősi megoldás a napsugárzás alkalmazása. (Hazánkban néhány évtizede még csak a kerti zuhanyzókhoz telepítettek sötétre festett, állványra szerelt víztárolókat, melyekben a nap melegítette fel a vizet. A déli országokban (pl. Görögországban, Olaszországban) a lakások melegvíz szükségletét régóta napkollektorokkal állítják elő, amit legfeljebb csekély villamos fűtés rásegítővel egészítenek ki. A napkollektorok, mint megújuló energiaforrások felhasználása Európa északiabb területein is rohamosan terjed, bár ott a napsütéses órák száma kedvezőtlenebb, így csak villannyal/gázzal kombináltan alkalmazzák.) Az 1. ábrán [3] látható egyszerű megoldású szolár-vízmelegítők beruházási költsége ugyan alacsony, de hazánkban is alkalmatlanok a lakások hmv-igényének folyamatos, komfortos előállítására, ezért összetettebb, egyben drágább,a 2. ábrán [4] vázolt kombinált rendszereket kell kiépíteni. (Ezek szervesen tartalmaznak hőcserélős tárolót, szabályozót, szivattyút és természetesen a napkollektori primer rendszert is fagyállóval kell feltölteni.) Az energiatakarékos megoldások szkeptikusnak tűnő, de joggal felvetődő alapkérdése, hogy a többnyire jelentős, sokszor egy nagyságrenddel is nagyobb költsége az élettartam alatt megtérül-e, azaz egy ilyen beruházás egyáltalán megéri-e? Valójában csak marketing fogásként kell értékelni azon érveléseket, amelyek szerint egyszeri beruházással, ami 3-5 éven belül megtérül, ingyen energiával lehet a melegvizet előállítani, ráadásul mindezt környezetvédő módon. Ezen érvrendszernek van ugyan valóság alapja, ám jelenleg egy ilyen beruházás mértéke meglehetősen magas, az érvelésekben alkalmazott számítások pedig lényegesen kedvezőbb szín-
2
ben tüntetik fel a megtérülést. A következőkben a megtérülési idő korrektebb számításait vizsgáljuk. Magyarországon (a napenergia-hasznosítás szempontjából optimális elhelyezésű) egy négyzetméter felületre egy évben ~ 1,35 MWh/m2 energia érkezik a Napból, amiből napkollektorokkal ~ 500-600 kWh/m2 hasznosítható. A hasznosítható napenergia mennyiségére az interneten több program is található, egy ilyen lehetőséget kínál például a Naplopó mértezési program. A 3. táblázat [5] mutatja, hogy a hasznosítható és a valóban hasznosuló napenergia mennyisége miként függ a beépített napkollektor méretétől. Fontos észrevétel, hogy nagyobb napkollektorfelület esetén több hónapon keresztül felesleges kapacitástöbblet lép fel, ami nem eredményez gáz/villamos energia kiváltást, azaz „megtakarítást! (A hmv-igény meghatározásakor a megszokott módon a 4 fő 50 liter napi melegvíz érték lett figyelembe véve.) [6] [7] A 3. ábra a Magyarországra érvényes hasznosítható napsugárzási adatok éves alakulását ábrázolja, miközben feltünteti a hmv-fogyasztás várható energiaigényét. Költségszámítások Különböző gazdaságossági számítások élnek egymás mellett, melyek különböző mutatószámokkal dolgozva eltérő szempontokra helyezik a hangsúlyt. A legelterjedtebb módszer az ún. megtérülési időt határozza meg, de a napkollektorok esetében szokássá vált az ún. szolárhő díjának kiszámítása is. Bármely gazdasági elemző módszert választjuk is, kiindulásul a beruházási adatok és a kiváltható energia árát, mint megtakarítást kell szem előtt tartanunk. A világhálón számos weblapon ajánlják magukat és gyártmányaikat különböző cégek. Elemzésemben a Naplopó Kft. korrektnek minősíthető idei árajánlatát tekintettem kiindulási alapnak. A beruházás pontosabb tervezéséhez hozzátartozik persze az is, hogy síkkollektor, vagy vákuumcsöves kollektor kerül-e beépítésre, hiszen ezek eltérő hatásfokkal dolgoznak. A tervezésnél fontos hogy mekkora élettartammal lehet számolni. Jelenleg ~20 év körüli értéket szokás megadni. A 300 literes melegvíz-tároló korrekt méretezés, hiszen 4 fős családdal számolva 4*50 liter = 200 liter napi fogyasztás mellett 50%-os többletet szokás rászámolni az időjárás változékonysága miatt. [7] [8] A napkollektor felülete ~2m2-es léptékben változtatható a beépített panelszám függvényében. Egy plusz napkollektor-panel ára beépítéssel, tartószerkezettel ~200-300 eFt költséget jelent. A napkollektoros rendszer üzemeltetési költségét az élettartam alatt első megközelítésben el szokták hanyagolni, és kérdésként azt vizsgálják, hogy a megtakarítható hagyományos energia mennyisége, azaz a hasznosítható napenergia mennyisége mekkora, amit erősen befolyásol a rendszer kihasználtsága. Ha a napkollektoros rendszer nincs túlméretezve, akkor használati-melegvíz készítés esetén a szakemberek szerint reálisan elérhető a 600 kWh/évm2 érték. [9] A szolárhődíj és az egyszerűsített megtérülés számítása Napkollektoros rendszereknél szokás alkalmazni az ún. szolárhő-díjat, ami a napkollektoros rendszer összköltségének és az általa nyert energia hányadosaként számolható. Ennek meghatározásához meg kell becsülnünk a rendszer élettartamát, amit a továbbiakban 20 évnek tekintünk. A szolárhődíj interpretálható oly módon, hogy a melegvíz előállítás fajlagos árát mutatja meg, amit egyszeri befektetéssel az elkövetkező 20 évre biztosíthatunk. Ennek összevetése a gáz/villany jelenlegi fajlagos árával meggyőző érvként szolgálhat e megoldás mellett. (Tipikus számítási hibaként sokszor a rendszerből ténylegesen nyerhető összenergia helyett tévesen a napkollektorral elvileg kinyerhető energia értékével számolnak, ami a valóságnál jelentősen kedvezőbb képet mutat. E feljavított érték egy 3 paneles, 6 m2-es napkollektor esetén 19,33 Ft/kWh.) [10]
3
Egy másik módszer szerint azt kell meghatározni, hogy a befektetés mennyi idő alatt térül meg. Ennek egyik számítási metódusa az ún. egyszerűsített megtérülési idő számításának, melynek elvi menete az alábbi képletben foglalható össze:
(Tipikus számítási hibaként e számításnál is sokszor a rendszerből nyert összenergia ára helyett tévesen a napkollektorral elvileg kinyerhető energia árával számolnak, ami a valóságnál szintén jelentősen kedvezőbb képet mutat. Egy 3 paneles, 6 m2-es napkollektorra nappali áram esetén így ~7,73 év adódik a tényleges 10,8 év helyett!) A 4. táblázat adataival nyomon követhető a számítás menete, aminek eredményeként megtérülési időként a kiváltott energiahordozótól függően megközelítőleg 9,8 és 29,2 év közötti érték adódik. A megtérülési idők értékéből látható, hogy mind az alultervezés (2 m2), mind a túltervezés (6 m2) gazdaságilag kedvezőtlen. Mindkét egyszerűsített számítás alaphibája, hogy nem veszi tekintetbe, hogy egyszeri befektetésünkkel mintegy előre kifizetjük az évtizednyi számlát anélkül, hogy bármiféle kamatnyereségünk lenne, ami pedig figyelembe vehető például a jegybanki alapkamattal. [10] [11] Megtérülés-számítás és annuitás A tőkevisszanyerésre koncentrálva jogos elvárás minden beruházástól, hogy kamatostul (számításunkban a jegybanki alapkamat alapján p=7%) megtérüljön a befektetett tőke. A számítás kétféleképpen is elvégezhető. Az egyik megközelítés évről évre nyomon követi a tőke és megtakarítás göngyölített értékét. Ennek során a tőke T idő alatt kamatos kamattal megnövekedett mértéke qT-szeresére növekszik, míg az évenkénti megtakarítással t idő múlva a kamatos kamatot is figyelembe vett összbevétel összmegtakarítás évesmegtakarítás
qT 1 (q 1)
Egy 4 m2-es napkollektorra így számolt költség és megtakarítás idősora látható a 4. ábrán. A grafikonról az is megállapítható, hogy nappali áram kiváltása esetén 17 év múlva fogja elérni a megtakarítás a kiadást, azaz ennyi a megtérülési idő. (Éjszakai áram illetve földgáz kiváltása esetén pedig az adott feltételek mellett egy ilyen beruházás nem térühet meg!) Egy másik, az ún. annuitás-számítással az kerül meghatározásra, hogy mekkora egyenletesen ütemezett évi megtakarítás mellett térülne meg a tőke kamatos kamattal megnövekedett értéke. (Ez azt sugallja, hogy évente egyenletes ütemezésben jelentkezik az elért megtakarítás is!) A szükséges éves megtakarítás mértéke a következő képlettel számolható: q T (q 1) szükségesévesmegtakarítás beruházás T q 1
A beruházási érték 7%-os kamatos kamattal történő megtérüléséhez éves szinten szükséges megtakarítás mértékét tünteti fel az 5. táblázat különböző élettartamok mellett. (A táblázatban pirossal szerepelnek azok az értékek, amikor az éves megtakarítás mértéke még nem éri el a tőke megtérüléséhez szükséges értéket.) Látható, hogy sem a gáz, sem az éjszakai áram kiváltása esetén nem gazdaságos e beruházás! A fenti levezetés egyik súlyos hiányossága, hogy nem tartalmazza a várható árváltozások hatását, ami fontos lehet, hiszen az energiaárak emelkedése lényegesen megváltoztatja a gazdaságosságra vonatkozó számítások eredményeit. Az árdinamikus annuitás figyelembe vétele Az előzőekben ismertetett egyszerűsített megtérülés számítások hiányossága, hogy nem számol a várhatóan bekövetkező gazdasági változásokkal, ami tekintettel a megtérülési idő illet4
ve a várható élettartam évtizedes nagyságára jelentősen módosítja a beruházás gazdaságossági megítélését. Stabil gazdasági környezetben a várható változások megítélése és számszerűsítése aránylag pontosan előre jelezhető, míg instabilabb viszonyok között ezek becslése meglehetősen bizonytalan. Az előre jelezhető árváltozások figyelembe vételére alkalmas, közgazdaságilag megalapozott becslési eljárás az ún. árdinamikus annuitás számítási módszer, melynek az a lényege, hogy a vizsgált időszakban felmerülő minden költséget és bevételt az előre jelzett időközbeni ár- és kamatlábváltozások figyelembevételével átszámítja egy állandó, átlagos, egy évre vonatkozó költségekre és bevételekre. Ennek főbb komponensei a következők: egyszeri beruházási költség, folyamatosan jelentkező üzemeltetési- és fenntartási-, valamint bér- és biztosítási költségek, (napkollektoros rendszereknél az utóbbi kettőt 0-nak tekintjük), továbbá a szolárrendszer megtakarításai mint bevételek. [10] Jelen számítások a következő gazdasági tényezőket veszi figyelembe az alábbi értékekkel: jegybanki alapkamat 7%; a villamos energia éves árváltozása 5%; a vezetékes földgáz éves árváltozása 7%; karbantartási költségek évi 4%-os növekedése. Induló árként a villamos energia esetében 50 Ft/kWh; vezetékes földgáz esetében pedig 22 Ft/kWh. A napkollektoros rendszer élethossza 20 év, miután 0 Ft-ra amortizálódik. Ebben az elemzésben az összköltség értékét két komponens emeli: a rendszer üzemeltetési költsége, amiben elsősorban a szivattyú és szabályozó által felhasznált villamos energia költsége jelenik meg. (Ez ~2.500 óra/év rendszer üzemidővel, valamint a szivattyú és szabályozók átlagos villamos teljesítményét ~30W értékkel és 50 Ft/kWh árral számítva az induló évben 3.750 Ft-ot jelent.) a karbantartási költség tipikus értéke általában a beruházás 0,5%-a. (Az ún. árdinamikus annuitás számításánál a kamat mellett a karbantartási költségek évi 4%-os növekedésével is kalkulálni kell.) Mindkét komponens időbeli alakulását a tőkésítés mellett az éves árdrágulás mértéke is emeli, ugyanakkor a napkollektoros rendszer bevételének, azaz a kiváltott hagyományos energiafelhasználás költségének tőkésítése mellett az évi energiaár emelkedését is figyelembe kell venni. Az összkiadás-megtakarítás így számított értékét a 6. táblázat tartalmazza. (A táblázatban pirossal szerepelnek azok az értékek, amikor az éves megtakarítás mértéke még nem éri el az összköltség értékét, azaz még az árváltozás figyelembe vételével sem válik gazdaságossá a földgáz illetve éjszakai áram kiváltása napkollektorral.) A gazdaságossági megítéléshez az élettartam függvényében ábrázolhatók a költségek és bevételek alakulása. A 5. ábráról látható, hogy nappali áram kiváltása esetén a 4m2-es rendszer esetében a megtérülési idő 12,5 év , 6 m2 –es rendszernél 14,5 év míg 2 m2-es rendszer esetében 18,5 év, azaz az alulméretezés illetve túlméretezés gazdaságtalan. További szempontok a megtérülés-számításhoz A megtérülés-számításnál egy fontos tényezőre érdemes még kitérni, nevezetesen a beruházási költség meghatározására. Az eddigi számítások egy konkrét, jelenleg korrektnek minősíthető árajánlatra épültek. A beruházási költség megítélését azonban két tényező jelentősen csökkentheti: pályázattal akár 50%-os állami támogatás is elérhető; a beépített napkollektoros rendszer feleslegessé tehet más (olcsóbb) gáz/villany hmvelőállító rendszer kiépítését illetve felújítását. A beruházási költséget mindkét lehetőség jelentősen csökkentheti, ami a megtérülési időket is jelentősen módosítja. A 6. ábráról leolvasható, hogy a megtérülési idők miként módosulnak a beruházási költség 25%-os illetve 50%-os csökkentése következtében.
5
A különböző szempontok figyelembe vétele jelentősen befolyásolja a napkollektoros rendszerek megtérülési idejének értékét. Mivel sem az alultervezés, sem a túlméretezés gazdaságilag nem indokolható, valamint jelentősebb költségmegtakarítás nappali áram kiváltása esetén várható, így a 7. táblázat csak a 4 m2-es napkollektorra foglalja össze a nappali áram kiváltására adódó megtérülési időket. Az évtizedes megtérülési idők következtében a napkollektoros rendszerek melletti érveléseket szinte mindig meg kell támogatni a környezetvédelmi szempontokkal, azaz ki kell hangsúlyozni, hogy egy megújuló energiát hasznosító beruházás esetén nem csak a számszerűsíthető hasznot kell mérlegelni.
Környezetvédelmi összehasonlítások A jelen feltételek melletti évtizedes megtérülési idő pénzügyi aspektusból megkérdőjelezi a napkollektoros megoldás alkalmazását a hmv-előállítására. A szakemberek további érveket hoznak fel e megoldási mód mellett. Az egyik legnyomósabb érv az, hogy e megújuló energiát hasznosító megoldás fosszilis energiahordozókat vált ki, amivel jelentősen csökkenthető a széndioxid- és egyéb károsanyag-kibocsátás. A károsanyag kibocsátás jellemezhető a foszilis energiahordozó égetése során keletkező széndioxid, nitrogénoxidok és kéndioxid éves menynyiségével. A 8. táblázat a 2; 4 és 6 m2-es kollektorfelülettel kiváltható károsanyag kibocsátás mértékéről ad információt. Látható, hogy az 50%-os túlméretezés még 15%-os megtakarítás-többletet sem jelent ebből a szempontból sem, valamint az is látható, hogy a megelőzés mértékét erősen befolyásolja az, hogy a napkollektor milyen fosszilis energiahordozót vált ki. A környezetvédelmi szempontok komplexebb megítéléséhez egy részleteiben is kidolgozott életciklus elemzésre lenne szükség.
Felhasznált irodalom Balázs-Kereszty-Zöld: Gyakorlati hőszükségletszámítások (BME Mérnöki Továbbképző Intézet 1985.) 2. Altuir (1994): A hmv szolgáltatás energiaveszteségei (Kutatási jelentés) 3. http://paraszthaz.blogspot.com/2008/09/kerti-szmedence-helyett.html 4. http://megujulo-energia.honlapjai.hu/napkollektor-rendszer 5. http://www.naplopo.hu/Cikkek/Hasznos%C3%ADthat%C3%B3%20energia/napkollektorokkal_h asznosithato_napsugarzas.html 6. MSZ-09-85.0004-86 A használati melegvíz csúcshőteljesítmény-igény meghatározása (Magyar Népköztársaság Ipari Ágazati Szabvány) 7. Szánthó Z. – Némethi B. (2005): Használati melegvíz igények meghatározása (Vízellátás, csatornázás 2005. 41-44.o.) 8. Szánthó Z.–Némethi B. (2007): Lakossági használati melegvíz-fogyasztók méretezési igényének meghatározása (Vízellátás, csatornázás 2007. 18-20.o.) 9. http://www.naplopo.hu/megterules.html 10. Varga P. (2010): Napkollektoros rendszerek gazdaságossági vizsgálata (http://www.naplopo.hu/Cikkek/Gazdasagossag/gazdasagossag.html) 11. Zsebik A. (2011): Mennyinek kell lenni a megtakarításnak? (Épületgépészet 2011/2.) 1.
6
beruházási költség üzemeltetési költség Előnyök Hátrányok
gáz villany A készülék- engedély-beszerelés típustól A villanykészülékek beruházási költsége többnyire függő minimumköltsége ~100 eFt, amit csak a harmada a gázkészülékekének, hiszen itt nem még a kémény-építés/bélelés hasonló nagyszükséges kémény, ami által könnyebben elhelyezheságrendű költsége tovább növelhet. (Kivétő a melegvízvételezési helyek közelében, ami üzeteles feltételek mellett alkalmazható kémeltetési szempontból is kedvezőbb. mény nélküli gázbojler is!) Élettartamként többnyire ~15 évvel lehet számolni! A melegvíz gázzal történő készítésének Villamos rendszernél a hatásfok közel 100%, amit árát a gázár mellett jelentősen befolyásolja persze ronthat a rendszer kialakítása, az ára viszont a teljes rendszer hatásfoka, aminek tipikus fajlagosan drága. (A villamosenergia termelés hatásértéke 60-70%, így a vezetékes földgázzal foka csak ~35%!) A villannyal előállított melegvízelőállított hmv-hőenergia eredő árát a to- hőenergia árát a továbbiakban nappali áram esetén vábbiakban ~22 Ft/kWh értékkel számol- 50 Ft/kWh, míg éjszakai áram esetén 31 Ft/kWh juk. értékkel számoljuk. A gáz- és villanyszámlában is megjelennek fogyasztástól független tételek, továbbá számolni kell a rendszeres vízkőtelenítések, kémény és készülék felülvizsgálatok költségével is, melyek éves értéke jelenleg néhány ezer forintra becsülhetők. 1. táblázat A gáz- és villany hmv-előállítás összehasonlítása átfolyó-rendszerű hmv-készülékek kisebb helyigényük miatt a melegvízvételi helyhez közelebb helyezhetők; nincs tárolási hőveszteség, és a bakteriális fertőződés lehetőségét minimalizálja
hmv-tárolók alkalmazása a hmv-igények nagyfokú ingadozása kisebb teljesítményigénnyel is kielégíthető; kombinált megoldások (pl. szolár-energia) is alkalmazható a hmv-igények kielégítésére nagyobb helyigényük miatt központi elhelyezést a hmv-igények nagyfokú ingadozása miatt kívánnak, így a melegvíz távolabbra vezetése és táronagy a teljesítményigény; lása jelentős hőveszteséget okozhat; a szolár energia így nem hasznosítható a a bakteriális fertőződés lehetősége fokozódik, ami hmv-igények kielégítésére ellen védekezni kell 2. táblázat Az átfolyó- és tárolós-rendszerű hmv-előállítás előnyei és hátrányai 1 panel 2m2 2 panel 4m2 3 panel 6m2 hasznosítható hmv igény energia [kWh] energia [kWh] energia [kWh] hónap/nap szolár-energia [kWh] [kWh/nap m2] kinyerhető kiváltott kinyerhető kiváltott kinyerhető kiváltott I. 31 0,50 268 31 31 62 62 93 93 II. 28 0,80 242 45 45 90 90 134 134 III. 31 1,50 268 93 93 186 186 279 268 IV. 30 2,00 259 120 120 240 240 360 259 V. 31 2,40 268 149 149 298 268 446 268 VI. 30 2,70 259 162 162 324 259 486 259 VII. 31 2,90 268 180 180 360 268 539 268 VIII. 31 2,90 268 180 180 360 268 539 268 IX. 30 2,50 268 150 150 300 268 450 268 X. 31 1,80 268 112 112 223 223 335 268 XI. 30 0,80 259 48 48 96 96 144 144 XII. 31 0,40 268 25 25 50 50 74 74 éves 365 3158 1294 1294 2587 2275 3881 2569 napkollektorral kiváltott energia41,0% 72,0% 81,3% hányad
3. táblázat A napkollektor mérete és a hasznosítható/hasznosuló szolár-energia
7
kiváltott energia típusa
nappali áram
éjszakai áram
gáz
fajlagos ára [Ft/kWh]
50
31
22
1 panel 2 panel 3 panel 1 panel 2 panel 3 panel 1 panel 2 panel 3 panel 2 m2 4 m2 6 m2 2 m2 4 m2 6 m2 2 m2 4 m2 6 m2
beruházási költség [ezer Ft] napkollektorral kiváltott éves energia mennyisége [kWh]
830
1117
1392
830
1117
1392
830
1117
1392
1 294
2 275
2 569
1 294
2 275
2 569
1 294
2 275
2 569
napkollektorral kiváltott éves 64 680 113 765 128 430 40 102 70 534 79 627 28 459 50 057 56 509 energia ára ("megtakarítás") [Ft] szükséges pótenergia éves menynyisége [kWh] szükséges pótenergia éves ára [Ft]
1 865
883
590
93 235 44 150
1 865
883
590
1 865
883
29 485 57 806 27 373 18 281 41 023 19 426 12 973
fajlagos szolár hődíj [Ft/kWh]
32,1 24,5 27,1 32,1 24,5 27,1 32,1 24,5 egyszerű megtérülés [év] 12,8 9,8 10,8 20,7 15,8 17,5 29,2 22,3 4. táblázat Az egyszerű megtérülési idő és a fajlagos szolár-hődíj
év
annuitással számolt költség [ezer Ft]
590
NAPPALI ÁRAM
ÉJSZAKAI ÁRAM
27,1 24,6
FÖLDGÁZ
kiváltásának annuitással számolt éves megtakarítása [ezer Ft] 1 panel 2 panel 3 panel 1 panel 2 panel 3 panel 1 panel 2 panel 3 panel 1 panel 2 panel 3 panel 2 m2 4 m2 6 m2 2 m2 4 m2 6 m2 2 m2 4 m2 6 m2 2 m2 4 m2 6 m2
0
830
1 117
1 392
830
1 117
1 392
830
1 117
1 392
830
1 117
1 392
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
88 85 82 80 78 77 75 74 72 71
118 114 111 108 105 103 101 99 97 96
147 143 138 135 131 128 126 124 121 119
65 65 65 65 65 65 65 65 65 65
114 114 114 114 114 114 114 114 114 114
128 128 128 128 128 128 128 128 128 128
40 40 40 40 40 40 40 40 40 40
71 71 71 71 71 71 71 71 71 71
80 80 80 80 80 80 80 80 80 80
28 28 28 28 28 28 28 28 28 28
50 50 50 50 50 50 50 50 50 50
57 57 57 57 57 57 57 57 57 57
. . .
5. táblázat A költség-bevétel alakulása annuitással
8
év
NAPPALI ÁRAM
(göngyölített) összköltség (kamattal) [ezer Ft]
ÉJSZAKAI ÁRAM
FÖLDGÁZ
kiváltásának árdinamikus annuitással számolt éves megtakarítása [ezer Ft]
1 panel 2 2 panel 4 3 panel 6 1 panel 2 panel 3 panel 1 panel 2 panel 3 panel 1 panel 2 panel 3 panel m2 m2 m2 2 m2 4 m2 6 m2 2 m2 4 m2 6 m2 2 m2 4 m2 6 m2 0 830 1 117 1 392 . . .
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
114 109 105 101 98 96 93 91 90 88 87 85 84 83
152 145 140 135 131 127 124 121 119 116 115 113 111 110
189 180 173 167 162 157 153 150 146 144 141 139 137 136
82 84 86 88 89 91 93 94 96 98 99 101 103 104
145 148 151 154 157 160 163 166 169 172 175 178 181 184
164 167 170 174 177 180 184 187 191 194 197 201 204 207
51 52 53 54 55 56 57 58 59 61 62 63 64 65
90 92 94 95 97 99 101 103 105 106 108 110 112 114
102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 122 124 126 128
40 41 43 44 45 46 48 49 50 52 53 54 56 57
6. táblázat A költség-bevétel alakulása árdinamikus annuitással
megtérülés-számítási módszer
megtérülési idő [év]
egyszerű
9,8
annuitással
17,5
árdinamikus annuitással
12,5
árdinamikus annuitással és 25%os támogatással árdinamikus annuitással és 50%os támogatással
9,2 5,8
7. táblázat Megtérülés-számítási módszer hatása a megtérülési időre (4 m2-es napkollektor és nappali áram) kiváltott eszköz kollektor- CO2 NOx SO2 és hatásfoka felület [t/év] [kg/év] [kg/év] 2 m2 0,33 0,44 0,05 földgáz [80%] 4 m2 0,57 0,77 0,08 6 m2 0,65 0,86 0,09 2 m2 1,2 0,77 0,52 villany [100%] 4 m2 2,1 1,37 0,91 6 m2 2,39 1,54 1,03
8. táblázat Károsanyag-kibocsátás kiváltása
9
71 73 75 77 79 81 84 86 88 91 93 95 98 100
80 82 85 87 89 92 95 97 100 102 105 108 111 113
1. ábra Egyszerű szolár vízmelegítők
2. ábra Hagyományos gázzal illetve villannyal kombinált napkollektoros rendszer
600
6 m2 4 m2 2 m2 hmv-igény
kWh/hónap
500 400 300 200 100 0 I.
II.
III.
IV.
V.
VI. VII. VIII: IX.
X.
XI. XII.
3. ábra A (hasznosítható) napsugárzás éves alakulása Magyarországon
10
6 000
Göngyölített költség és megtakarítás (4m2-es napkollektor)
ezer Ft
összköltség kamattal megtakarítás (nappali áram) megtakarítás (éjszakai áram) megtakarítás (földgáz
5 500 5 000 4 500 4 000 3 500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500
év
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
4. ábra Göngyölített költség-megtakarítás idősor a megtérülés számításhoz A költség-megtakarítás idősora árdinamikus annuitással, (nappali áram kiváltása)
ezer Ft/év 450
2 nm - összköltség annuitással 400
4 nm - összköltség annuitással
350
6 nm - összköltség anuitással 2 nm - megtakarítás annuitással
300
4 nm - megtakarítás annuitással
250
6 nm - megtakarítás annuitással
200 150 100 50 0 4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
5. ábra Árdinamikus annuitással számolt költség-megtakarítás idősor
11
év 20
450
ezer Ft/év
A támogatás hatása a költség-megtakarítás árdinamikus annuitására ( nappali áram kiváltása 4 m2-es napkollektorral) összköltség annuitással támogatás nélkül összköltség annuitással 25%-os támogatással összköltség anuitással 50%-os támogatással megtakarítás annuitással
400 350 300 250 200 150 100 50 0 4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
6. ábra A támogatás hatása a költség-megtakarítás idősorra
12
18
19
év 20
