Jelen tanulmány tartalma nem feltétlenül tükrözi az Európai Unió hivatalos álláspontját.
TARTALOMJEGYZÉK 1
2
3
4
GEOTERMIKUS HŐHASZOSÍTÁS LEHETŐSÉGEI ............................................. 4 1.1
Direkt hévíz‐hasznosítási javaslat ............................................................................... 4
1.2
Hőszivattyús hasznosítási javaslat ............................................................................... 8
1.3
Elektromos áram hasznosítási lehetőségei ................................................................ 10
1.4
Egyéb geotermikus hasznosítási javaslat................................................................... 11
MEGVALÓSÍTÁSI KÖLTSÉGEK............................................................................... 13 2.1
Előkészítő fázis + ellenőrzés ..................................................................................... 13
2.2
Termelő mű ............................................................................................................... 14
2.3
Visszasajtoló mű........................................................................................................ 14
2.4
Távvezeték hálózat .................................................................................................... 14
2.5
Egyéb költségek......................................................................................................... 15
2.6
Üzemeltetési költség Kalkuláció ............................................................................... 15
2.7
A geotermikus rendszer bevételének meghatározása ................................................ 16
2.8
A geotermikus rendszer megtérülése......................................................................... 16
APELEM MEGVALÓSÍTHATÓSÁGI TAULMÁY .......................................... 18 3.1
Áttekintés................................................................................................................... 18
3.2
Napenergia hasznosítása............................................................................................ 20
3.3
Napelem működése és felépítése ............................................................................... 25
3.4
Mennyi energia állítható elő? .................................................................................... 26
3.5
Napelemek alapvető típusai és hatásfoka .................................................................. 27
3.6
Napelemek szerelése ................................................................................................. 29
3.7
Napelemek teljesítménye........................................................................................... 29
3.8
Napelem árak ............................................................................................................. 30
3.9
Hálózatra kapcsolt rendszer ....................................................................................... 30
3.10
Napelemes rendszertervezés, méretezés .................................................................... 31
3.11
Előnyök és hátrányok ................................................................................................ 32
MEGTÉRÜLÉS SZÁMÍTÁSÁAK MÓDSZERTAA ............................................. 33 4.1
Belső megtérülési ráta ............................................................................................... 33 1|Old al
4.2
Jelenérték módszer .................................................................................................... 34
4.3
A közgazdaságtanban általánosan elfogadott számítási modell ................................ 35
4.4
Megtérülési számítások Magyarország esetében ....................................................... 39
4.4.1
5 kW-os kapacitás esetén a megtérülés számítása Magyarországon ............................. 39
4.4.2
50 kW-os kapacitás esetén a megtérülés számítása Magyarországon ........................... 41
4.4.3
1 MW-os kapacitás esetén a megtérülés számítása Magyarországon ........................... 42 4.5
Megtérülési számítások Románia esetében ............................................................... 43
4.5.1
5 kW-os kapacitás esetén a megtérülés számítása Romániában .................................... 44
4.5.2
50 kW-os kapacitás esetén a megtérülés számítása Romániában .................................. 45
4.5.3
1 MW-os kapacitás esetén a megtérülés számítása Romániában .................................. 46
2|Old al
Vizsgálat tárgyát képezte az érintett megyék geotermikus, napenergia és biomassza szempontú elemzése, melynek keretében felmérésre kerültek a hasznosítható potenciálok. Bár mindhárom megújuló energiaforrással rendelkezik Szabolcs-Szatmár-Bereg és Satu Mare megye is, ezek hasznosítási lehetősége és a hasznosíthatóság megvalósíthatósága eltérő mértékű. A kutatások elsődleges célja a térség geotermikus energiaforrások elemzése volt, a kutatások feltárták, hogy egy ilyen típusú beruházás meghaladja egy átlagos település pénzügyi lehetőségeit. A nagyon pontos számítások elvégzése csak a konkrét hely és térség ismeretében lehetséges, mivel a kőzetviszonyok és a felvevőpiac nagyban befolyásolja a kiépítendő infrastruktúra költségét. A biomassza hasznosításának lehetőségei még gyerekcipőben járnak, ezért az önkormányzatok és intézmények számára könnyebben elérhető napenergia-hasznosítás került még bővebb elemzésre.
3|Old al
1
GEOTERMIKUS HŐHASZOSÍTÁS LEHETŐSÉGEI
1.1 Direkt hévíz‐‐hasznosítási javaslat
A termálvizek energetikai hasznosításának módja a közvetlen (direkt) hőhasznosítás. A földhő közvetlen hasznosítása igen sokrétű, amiből néhány különösen jellemzőt az alábbiakban ismertetünk.
A kommunális fűtés lakások és közintézmények fűtését jelenti. Leggyakoribb megoldási módja az, hogy távfűtési rendszerek hőtermelő egységeiben (kazánházakban, fűtőművekben) a fűtési visszatérő víz fölmelegítését végzi a termálvíz egy központi hőcserélőn keresztül. A csúcs igényeket általában segédenergiával elégítik ki.
A fűtéshez hasonlóan lehet használati melegvizet előállítani hőcserélő segítségével a hálózati ivóvízből. Megfelelő tervezés esetén a „HMV‐készítés” igen jó hatásfokkal képes a termálvizet lehűteni. Ehhez a fogyasztási csúcsok kiegyenlítését, és a cirkulációs hőveszteség pótlási módját kell jól megválasztani. Minőségétől függően a termálvíz akár közvetlenül is felhasználható használati melegvízként. Ebben az esetben a víz kezeléséről is gondoskodni kell, pl. gáztalanítani, vastalanítani stb.
Magyarországon a növényházak, fóliasátrak fűtése a legelterjedtebb hasznosítási mód. Gyakori, hogy a termálvíz energiáját először hőcserélővel csökkentik, majd utána vegetációs vagy talajfűtést alakítanak ki. A növényházak és fóliasátrak fűtésével a termálvíz energiája általában nagyobb hőlépcsővel hasznosul, mint a kommunális fűtésnél.
Alkalmazott gyakorlat Magyarországon is a terményszárítás, azaz a különböző gabonafélék, a napraforgó és a kukorica nedvességtartalmának csökkentése szárítótoronnyal, de létezik az alacsonyabb hőmérsékletet igénylő paprikaszárítás és gyümölcsaszalás is.
Végül, de nem utolsó sorban, a balneológiai hasznosítást kell említeni. A termálvíz jelentős része ugyanis az a gyógy‐ és termálfürdőkben hasznosul.
4|Old al
A leghatékonyabb hévíz hasznosítási rendszer a komplex, többlépcsős hasznosítású kaszkád rendszer. Ez alatt az előző hasznosítási módokat több hőfoklépcsőben magába foglaló rendszereket értjük, melyek az egységnyi mennyiségű termálvízből a legnagyobb hőmennyiséget hasznosítják.
Hévíz hasznosításra legalkalmasabbak a pannóniai komplex vízadói. Ezek legmélyebben a már említett Csenger – Nyíregyháza – Nyírbátor – Tiszavasvári –Szatmár vonal mentén, illetve Érdmindszent közelében találhatók, így ezekben a térségekben van leginkább lehetőség az energetikai és balneológiai hasznosításra.
Egy potenciális geotermikus rendszert vázolunk fel Csenger példáján, mely a többi helyszínre is általánosítható, ahol legalább 1,5‐2 MW‐os hőpiac van.
Csenger térsége a Túr–Kraszna közötti részen elterülő Szamos völgye legkeletibb része magyar oldalról, román oldalról pedig Románia Nyugati síkságának északi része. A terület mélyszerkezeti viszonyairól, magyar fúrásokból, nagyon kevés adatunk van. A közelben egyedül a Csengersima‐1 kút található, melyben a felső pannóniai határ ‐987,45 mBf‐ben van. Ez a kút szénhidrogén kutató fúrásnak mélyült, az alsó pannóniai képződmények határát ‐1245 mBf mélységben érte, egyes adatok szerint talpmélysége meghaladta a 2000 m‐t ! Dokumentációja nem hozzáférhető.
A romániai adatok szerencsére sokkal részletesebbek, ugyanis kutakkal jobban feltárt a határ túloldala. Ezek alapján a pannon termál komplex vastagsága 700‐1500 m, leszámítva a 100 méter kvarter átlagvastagságot, heterogén kőzettani összetételű, porózus vízadók és az azokat elválasztó félig vagy vízrekesztő képződmények alkotják. A vízadó rétegek száma 5‐30 között váltakozik, melyeknek összvastagsága elérheti a 120 métert is.
Ezen képződmények lazán cementáltak, porozitásuk 25 % körüli, áteresztő képességük olykor meghaladja az 500 mD‐t. Az átlagos összsótartalom 3,5 – 4 (g/l), a gáztartalom egyes kutakban elérheti a 0,5 Nm3/m3 értéket, melynek háromnegyede metán.
Meg kell jegyezni, hogy román oldalon a nagyobb települési mélységű kutakban a sótartalom a magyar területeken mért adatok másfél‐kétszerese. 5|Old al
Csenger térségében romániai adatokra támaszkodva jellemezhetjük a hévíztároló összletet. A hévíztermelésre használt rétegek regionálisan 900‐1600 méter között helyezkednek el a felszíntől számítva Szatmár térségében. A pannon komplex (alsó‐felső pannóniai) szemcsés homok‐homokkő vízadó‐rétegei a vizsgált csengeri helyszínen 900‐1200 m mélységközben várhatók.
A becsült maximális talphőmérséklet 60‐65 °C, így a kútból szivattyúzással 420 l/ perc, 55‐60 °C–os, 2‐4 g/l nátrium kloridos‐hidrokarbonátos vizet lehet nyerni (600 m3/nap) optimális esetben.
Tanulmányozva a környező romániai hévízkutak vízföldtani‐geofizikai adatait a létesítendő termelő kutat az alábbi műszaki tartalommal célszerű megépíteni: • Az első 60 méter jó vízleadó negyedidőszaki formációkat egy 13 3/8 colos acél béléscsővel el kell izolálni, cementezve a saruig. • A következő béléscső 9 5/8 colos acél, 0‐900 méter között, cementezve. Ezzel szigeteljük a felső pannóniai jó vízadó, de még hidegebb rétegeit. • A kitermelő akasztott béléscső 7 colos 870‐1200 méter között, kavicságyba helyezve. (legalább 7 col szükséges, mert alacsony hozamra, max. 600 m3/nap lehet számítani). • Johnson típusú szűrők a megnyitott 900‐1300 méter között minimum 100 méter összvastagságú pannon komplex rétegeknél. (Ha magasabb hőmérséklet a cél, lehet mélyebben kezdeni a szűrőzést, de akkor kisebb lesz a hozam.)
A mára már kapható nagy hatásfokú hőcserélők mellett nem célszerű a fűtési rendszerben direkt termálvizet keringtetni az esetleges kiválások megakadályozása céljából, hanem a termálvíz hőenergiáját gáztalanító tartály beiktatását követően szivattyúk segítségével kell a felhasználási helyre juttatni, ott lemezes hőcserélőkön kell a hőt levenni 15‐20 fokos hőlépcsővel. A még mindig 40 °C‐os hőmérsékletű vizet alacsony hőfokú fűtési rendszerbe (fal vagy padlófűtés) célszerű bevezetni, de lehetőség van balneológiai hasznosításra is. A visszamaradó 15‐20 °C ‐os víz még kiválóan alkalmas hőszivattyús hasznosításra. (Erről a hasznosítási módról a következőkben részletesen szólunk.) A lehűlt, nem balneológiai hasznosítású termálvizet nyelőkút segítségével szükséges visszasajtolni a homok rétegekbe.
6|Old al
Létesítéskor a termelőkutat célszerű először megfúrni, annak tapasztalata alapján (rétegsor, hozam, vízkémia, stb.) kerülhet sor a visszasajtoló kút optimális szűrőzési mélységének a meghatározására. 1100 m‐es mélységet elérve célszerű kereső fúrással 150‐200 m‐t tovább fúrni a homokrétegek meglétének kiderítésére.
A visszasajtoló kutat, amennyiben ugyanazt a mélységet szűrőzi, célszerű legalább 1500 m távolságra fúrni a termelő kúttól. A visszasajtoló mű puffer tárolóinak belső kiképzése lehetőséget nyújt az egyébként zárt rendszerben esetlegesen képződő kiválások, kicsapódó lebegő anyagok szűrés előtti ülepítésére is. A tároló vízszintje vezérli a visszasajtoló szivattyúk üzemét. A szivattyúk is változó fordulattal működnek, hiszen a homokkőbe való vízvisszasajtolás még inkább érzékeny a lengés‐ és dinamikamentes üzemmódra.
A homokváz esetleges szerkezeti bomlása, sérülése a porózus járatok eltömődéséhez, ezáltal a visszasajtolási nyomás emelkedéséhez vezethet. Ugyanezen szempont miatt a mű élettartamára tekintettel is fontos a fluidum megfelelő szűrése, ezért a visszasajtoló szivattyúk egy 20 µ‐os filteren keresztül nyomják a vizet a visszasajtoló kút 900‐1100 m között szűrőzött mélységi rétegeibe.
Egy ehhez hasonló kb. 2 MW‐os komplett rendszer megépítése 600‐800 millió Ft‐ba kerül, mérettől függően, megtérülésük 12‐15 év, ugyanakkor a szolgáltatott energia önköltsége kevesebb, mint fele a gázzal szolgáltatott hőenergiának. A költségek 50‐55 %‐át a kútfúrási költségek teszik ki. A többi a hőközpont kialakítás és távvezeték fektetés költsége, illetve a tervezés‐engedélyeztetés díjtételei.
A román oldalon mind hőpiac, mind geotermikus adottságok tekintetében kimagaslik Szatmár városa, ahol a leghatékonyabban lehetne egy legalább 3 lépcsős geotermikus kaszkád rendszert kiépíteni és üzemeltetni. Itt 65‐70 °C‐os maximális kifolyó hőmérséklet várható a pannóniai komplex képződményekből.
Említésre méltó még Nagykároly térsége, melynek közelében – a településtől kb. 8‐10 km-re, akár 100 °C körüli kifolyó hőmérséklet is elérhető, így a vizsgált terület legjobb geotermikus adottságú térségében fekszik! Mivel a távhő szállítása max. 6‐8 km távolságban gazdaságos, ezért külön vizsgálni kell hogyan helyezhetők el a kutak a hőpiachoz képest! A 7|Old al
hasznosításhoz elengedhetetlen a korszerűtlen távhő rendszer átalakítása, alacsonyabb előremenő hőmérséklettel. Továbbá az épületek energetikai korszerűsítése, mert legolcsóbb energia a fel nem használt energia! Ez természetesen a magyarországi projektekre is igaz.
Fürdőhasznosítás szempontjából elsősorban a meglévő, helyi jelentőségű fürdők Fehérgyarmat, Vásárosnamény, Kisvárda, Nyíregyháza, Nagykáló, Tiszavasvári – fejlesztését javasoljuk, kiegészítve Csengerrel és Mátészalkával, részben a geotermikus adottságokat, részben a várható látogatók számát figyelembe véve. Román oldalon Szatmárnémeti és Érdmindszent különösen alkalmas fürdő létesítésre. A fürdő létesítés költsége nagyságrendileg eltérő attól függően, hogy milyen szolgáltatásokat kínál, és mekkora vendégforgalommal tervezik üzemeltetni. Meg kell ugyanakkor jegyezni, hogy nagy létszámú, több százezres forgalmat lebonyolító fürdők építése nagy kockázatot rejt magában. Ezek a beruházások már több milliárd forint befektetést igényelnek és csak komplex hasznosítás: fürdő – wellness – gyógyászat – szálloda szimbiózisára épülő turizmus képes nyereségesen üzemeltetni. Az ilyen létesítményeket az önkormányzatok ritkán képesek egyedül gazdaságosan üzemeltetni, célszerű szakmai befektetőt bevonni a projektbe. A vizsgált térség egy vagy két ilyen komplex létesítményt tud eltartani, figyelembe véve Hajdúszoboszló közelségét. Ilyen vezető szerepre Nyíregyházának és Szatmárnémetinek van legnagyobb esélye.
1.2 Hőszivattyús hasznosítási javaslat
A 30 °C‐nál alacsonyabb hőmérsékletű felszín alatti víz (vagy akár a lehűlt termálvíz) hőjét hőszivattyú alkalmazásával tudjuk hasznosítani.
A hőszivattyú egy nagy teljesítményű klímagép, amely az alacsonyabb hőmérsékletű közegben felvett hőt – elektromos áram felhasználásával – magasabb hőmérsékletű közegben adja le. A hőszivattyút elsősorban lakások, közösségi épületek fűtésére, háztartási melegvíz előállítására és (fordított üzemmódban) az épületek hűtésére használják.
A hőszivattyú hatékonyságát egy olyan viszonyszámmal jellemezhetjük (jósági fok) amely megmutatja, hogy a hasznosított energia (azaz a kitermelt földhő és a felhasznált elektromos energia összege) hányszorosa a felhasznált elektromos energiának. Az elérhető jósági fok az 8|Old al
alacsonyabb hőmérsékletű közeg eredeti hőmérsékletétől függ; minél melegebb az, annál hatékonyabb a szivattyú működése. 100–150 méteres kutakat használva elérhető a jósági fok 4–5‐ös értéke.
Fentiek alapján a földhő hőszivattyús hasznosítása, a tanulmányozott területen szinte bárhol elképzelhető. Különösen hasznos elfolyó termálvizek esetén, ekkor ugyanis a jósági foka 5 fölé is mehet. Elterjedésének más, olcsóbb megújuló energia jelenléte szabhat határt, ilyenkor költség haszon elemzések segítségével célszerű eldönteni melyik beruházás éri meg.
Mivel a hőszivattyú primer oldali hőteljesítményét az áramló felszín alatti vizek akár 30%‐kal is növelhetik, az átlagnál nagyobb szivárgási tényezőjű területeken hatékonyabb az üzemeltetésük. A hőszivattyúkat gyakran együtt telepítik napkollektorokkal, újabban napelemekkel. Méretük a családi‐házas 6‐12 kW teljesítménytől a több MW‐ig terjed. Az új rendszerek ‐ támogatás nélkül ‐ általában 8‐10 év alatt térülnek meg. A megtérülést javítja, ha hűtésre is használják, ilyenkor célszerű passzív hűtést alkalmazni. Napjainkban az áramszolgáltatók kedvezményes tarifával támogatják a hősszivattyúk elterjedését. Egy családi‐házas komplett rendszer hozzávetőleg 4‐6 millió Ft‐ba kerül, mérettől függően. A korszerűen szigetelt családi házak esetén elegendő egy db 100‐120 m‐es szonda fúrása, melynek bekerülési költsége 0,5 – 1 millió Ft, kőzettípustól és kivitelezőtől függően (az ár szerepel a komplett árban).
Több szondából álló, 30 kW‐ot meghaladó hőszivattyús rendszerek telepítése során előnyös, ha a beruházásnál a rendszer működésének vizsgálatára, beépítésre kerül egy monitoring hálózat. Ez általában több pontban és mélységben folyamatosan rögzített hőmérsékletmérést jelent. Bár hazánkban ilyen hőmérséklet‐regisztráló berendezések telepítése nem általános, várható hogy számuk a közeljövőben ugrásszerűen növekedni fog.
Ennek oka, a mérőberendezések hőmérséklet adatsora alapján az üzemeltetés optimalizálható, így a minimális többletkiadás gyorsan megtérül. Ugyanis: − a hőmérséklet adatsorokra támaszkodva számítható, hogy milyen tömegáram esetén működik leghatékonyabban a rendszer, így a hőszivattyú takarékosabban, a fűtési igényhez jobban alkalmazkodva használható, − vizsgálható hogy hosszútávon milyen hatással van a létesítmény a környezetére, 9|Old al
− optimalizálható a nyári és téli időszak kiegyenlítő hatása, ami növeli a fenntarthatóságot, − lehetőség
nyílik
olyan
tudományos
kutatások
mérési
eredményekkel
való
alátámasztása, amely a jövőben elősegítheti a telepítésének költséghatékonyabbá válását.
Mindezek alapján javasoljuk, a megvalósulandó beruházáshoz monitoring hálózat létesítését, több pontban a cementpalástba, és a szondák közé is.
1.3 Elektromos áram hasznosítási lehetőségei
Villamos energiatermeléshez közepes, vagy magas entalpiájú termálvíz szükséges. A geotermikus energia hőmérsékletszintjétől, illetve a geotermikus fluidum minőségétől függően alapvetően két megoldás létezik arra, hogy földhőből villamos energiát állítsunk elő.
Közvetlen villamos‐energia termelés során a földből feltörő termálvíz gőzét vezetik rá a turbinára, amely lényegében megegyezik az erőműi turbinák – általában kisnyomású fokozatának – felépítésével. A gőzt a turbina előtt cseppmentesítik, illetve leválasztják az esetleges szilárd lebegő anyagokat. A turbina üzeme szempontjából az a legkedvezőbb, ha túlhevített állapotú gőz áll rendelkezésre, és az expanzió sem lép ki a túlhevített mezőből. Az esetek egy részénél azonban meg kell elégedni azzal, hogy a termálvíz egyszerre folyadék és gőz fázisban lép ki a termálkútból. Ilyenkor csak telített (nedves) gőzt nyerhetünk a két fázis szétválasztásával. Erre alkalmas geotermikus tárolóval a vizsgált terület nem rendelkezik.
A másik lehetőség a közvetett villamos‐energiatermelés, melynek lényege, hogy a termodinamikai körfolyamatot zárt rendszerben egy víznél alacsonyabb forráspontú munkaközeggel, hűtőfolyadékkal végeztetik el. A munkaközeg általában nagy molekulájú szerves szénhidrogén, ezért kapta ez az eljárás az Organic Rankine Cycle (ORC) nevet. A munkaközeget egy elpárologtatóban „melegítik föl” a termálvízzel, ami hasonló az erőműi kazánokban végbemenő állapotváltozással, csak alacsonyabb hőmérsékletszinten. A gőz állapotú munkaközeg ezután a turbinában leadja entalpiáját és a kondenzátorba jut. A hőelvonást követően a tápszivattyúval a körfolyamat újraindul.
10 | O l d a l
Mivel karbonátos képződmények az aljzati tárolókban nem ismertek, erre a hasznosítási módra sem találunk potenciálisan alkalmas helyszínt. Ugyanakkor meg kell jegyezni, hogy Érdmindszent közelében elvileg lehetséges homokkőből termelő geotermikus áramtermelő erőművet létesíteni, de ehhez legalább 120 °C‐os hőmérsékletre és minimum 3000 m3/nap hozamra van szükség a hulladékhő teljes hasznosítása mellett. Egy ilyen projekt megtérülése támogatás függő, amely jelenti mind a projekt, mind az elektromos áram átvételi árának támogatását. Valószínűsíthetően 5‐10 éven belül jut el a technológiai fejlődés oda, hogy érdemes legyen elgondolkodni a projekten.
Az erőműi technológiához képest lényegesen alacsonyabb entalpiával induló geotermikus áramtermelés termodinamikai hatásfoka is alacsonyabb, mint más hőerőművek esetében. Különösen igaz ez a segédközeges berendezésekre.
10‐12 % körüli körfolyamati hatásfok az általános, ami azt jelenti, hogy például – az egyéb veszteségeket figyelembe véve – 1 MW hasznos villamos teljesítményhez 6‐8 MW hőteljesítmény jelentkezik.
A javított hatékonyságú geotermikus áramtermelő rendszer kísérleti fázisban vannak, ezért ezekről külön nem szólunk.
1.4 Egyéb geotermikus hasznosítási javaslat
A hazánkban található több ezer meddő szénhidrogén kút – a tanulmányozott területen is több száz van – geotermikus energiatermeléssel való hasznosítása évek óta napirenden van, de előrelépés
nem
történt.
Ugyanakkor
a
meddő
szénhidrogén
kutak
hasznosítása
nemzetgazdasági érdek, mert az arra alkalmasak általában egy új kút fúrási költségének negyedért‐harmadáért átképezhetők termálkúttá. Ez esetenként 30‐50 millió Ft,‐ költséget jelent, szemben az új kút fúrását jelentő 250‐500 millió Ft‐tal.
Azonban ezen kutak műszaki állapota, hőpiactól való távolsága, valamint az a tény, hogy eredendően nem hévíztermelésre képezték ki, jelentősen korlátozza alkalmasságukat.
11 | O l d a l
Célszerű lenne a meddő szénhidrogén kút adatbázist az önkormányzatoknak tanulmányozni, mielőtt
geotermikus
projektépítésbe kezdenek! Állami
feladatként
néhány meddő
szénhidrogénkút bevonható lenne a mélységi geotermikus monitoring rendszerbe is, hogy a vízkészlet‐gazdálkodás megalapozottabbá váljon.
Célszerű lenne a monitoring rendszert a határ mindkét oldalára kiterjeszteni, hogy a határon átnyúló termálvíztest állapotának változásáról teljeskörű képet kapjunk. Egy 5 kútból álló termálvíz monitoring rendszer kiépítése 200 – 1.000, millió Ft‐ba kerülne, attól függően, hány meglévő kutat lehetne bevonni a rendszerbe.
12 | O l d a l
2
MEGVALÓSÍTÁSI KÖLTSÉGEK
A
geotermikus
energiát
hasznosító projektek
esetén
igen
eltérő
kivitelezési
és
eszközbeszerzési árkonstrukciók fordulnak elő. A nagymélységű kutak létesítése – a béléscsövek, fúrógépi tartozékok, technológiai segédanyagok beszerzési árának köszönhetően – jelentősen emelkedett, míg pl. a hőszivattyúk vonatkozásában előfordulhatnak – a választék növekedésével – ármérséklődések is. Mivel a hőszivattyús rendszerek rendkívül méretfüggőek, ezért egy direkt hévízhasznosítási projekten keresztül mutatjuk be a gazdaságossági számításokat. A korszerű termál rendszerben alkalmazásra kerülő összes – bemenő és kimenő oldali – hőés vízgépészeti szerelvény, távadós hő- és nyomásmérő műszerrel kerül ellátásra, a berendezések működésének és állapotának kontrollálása céljából. A rendszer működése alapvetően automatikus, telemechanikai távfelügyelete a kijelölt diszpécser központban történik. A hőfogyasztások elszámolásának alapját a fogyasztói hőközpontok átadási pontjában illesztett hőmennyiségmérők képezik. Az alábbi költségszámítások a területen elérhető 1400 m-es termelő visszasajtoló kútpárosból álló geotermikus rendszer nettó bekerülési költségét tartalmazza, mely 60 oC-os kifolyó hőmérséklettel és 40 m3/h vízhozammal számol, mintegy 19.000 GJ hasznosítható hőenergiával. Az ehhez várhatóan szükséges hőközponti átalakításokat is számításba vettük.
2.1 Előkészítő fázis + ellenőrzés -
Tervezés, engedélyeztetés, környezeti hatástanulmány, illetékkel
-
Műszaki ellenőrzés Összesen:
28.000 7.000 35.000
13 | O l d a l
2.2 Termelő mű -
1 db 1400 m talpmélységű termálkút (szabvány kútfej, 5 ½”-os szűrőzéssel, alábővített kaviccsal)
150.000
-
1 db forró vizes búvárszivattyú kútba telepítve, 1 db tartalék
-
1 db 100 m3-es hőszigetelt puffer tároló, gáztalanító rendszerrel
-
Továbbító szivattyúk
4.300
-
Helyszíni vízgépészeti és erősáramú szerelés, kiépítés
8.000
-
Vízgépház építés, hidegvíz bevezetés, terepmunkálatok, kerítés
9.200
9.500 14.000
Összesen:
195.000
2.3 Visszasajtoló mű -
1
db
1400
m
talpmélységű
visszasajtoló
termálkút,
(szabvány
(5 1/2”-os szűrőzéssel, alábővített kavicsolással
kútfej
165.000
-
1 db 50 m3-es puffer tároló
-
Visszasajtoló szivattyúcsoport
-
Helyszíni vízgépészeti és erősáramú szerelés, kiépítés
-
Vízgépház építés, hidegvíz bevezetés, terepmunkálatok, kerítés
10.000 3.500 12.000
Összesen:
9.500 200.000
2.4 Távvezeték hálózat -
3500
fm,
előszigetelt
üvegszálas
műanyag
elosztó
vezeték,
föld felszíne alá telepítve -
1600 fm KPE visszasajtoló vezeték, föld felszíne alá telepítve
-
5000 fm 10 eres réz adatátviteli jelzőkábel távvezeték mellé telepítve Összesen:
1
m-rel
a
140.000 20.000 5.500 200.000
14 | O l d a l
2.5 Egyéb költségek -
Hőközpontok kialakítása
-
Gyengeáramú vezérlőrendszer, beüzemelés
180.000 30.000
Összesen:
210.000
Mindösszesen:
840.000
2.6 Üzemeltetési költség Kalkuláció
A javasolt projekt működési költségkalkulációjának alapját a Dél-alföldi régióban üzemelő Geotermikus Közműrendszerek tényleges üzemi tapasztalatai képezik, figyelemmel az elvárható paraméterekre. Az összegek nettó ezer forintban kerültek meghatározásra.
-
Villamos energia
7.000
-
400 db szűrőbetét + karbantartási anyag
1.500
-
Termelőkút mérés és karbantartás éves díja
1.500
-
Visszasajtolókút mérés és karbantartás éves díja
4.500
-
Egyéb karbantartás
1.500
-
Személyi költségek, (szűrőcsere, felügyelet)
3.000
Összesen:
19.000
Az amortizációt átlagosan 10 évnek tekintjük, így értéke: 84.000 eFt A komplex termál kaszkád rendszer működtetési nettó önköltsége (amortizáció nélkül) 19.000 eFt, amely 1.000 Ft/GJ fajlagos bekerülési szűkített önköltséget jelent a termálenergia felhasználás (19.000 GJ/év) vonatkozásában
15 | O l d a l
2.7 A geotermikus rendszer bevételének meghatározása
A példában szereplő beruházás bevételeit gyakorlatilag a megvalósulásával elérhető, kiváltott (vagy helyettesített) földgáz díja és az elmaradó energiaadó szabja meg. A termál energia használata jelentősen csökkenti a kazánházi energiaveszteségeket (hiszen kimarad a kazánüzem!) is, és ezen hatásfok különbözet 15 %-on kerül figyelembe vételre a termál energia szolgáltatási díjak meghatározásánál, kvázi a projekt bevételei képzésénél. Ezek alapján a mintának alapul vett projekt a következő árbevételekkel számolhat.
− kiváltható földgáz (650.000 m3 után)
22.000 GJ,
− kiváltható hasznos energia egységára
3.000 Ft/GJ,
− felhasználható termálenergia
19.000 GJ,
− projekt árbevétele
57.000 eFt.
2.8 A geotermikus rendszer megtérülése
A tervezett projekt élettartama alapvetően 50-100 évre becsülhető, a beruházási költség töredékét képező gépek, berendezések avulási pótlását figyelembe vettük a megtérülés számításánál. Ezek alapján a tervezett projekt egyszerűsítet megtérülési mutatója alaphelyzetben 14-15 év körül adódik, azonban a támogatás elnyerésével, a saját forráshányad már alig több mint 7 év alatt megtérül. Az a tény, hogy a javasolt geotermikus energiát hasznosító projekt élettartama jelentősen meghaladja a hagyományos – pl.: fosszilis alapú - hőenergia szolgáltató rendszerek élet ciklusát, előre vetíti hosszútávon való gazdasági fenntarthatóságát.
Környezetet terhelő hatásokkal csupán a termálkutak telepítésének időszakában kell számolni. A fúróberendezés dízelmotorjai által kibocsátott légszennyező anyagok hatása kb. 1 db korszerű kamion üzemelésének felel meg. A kutak furása során keletkező hulladékok elkülönítetten gyűjtik, majd a megfelelő lerakóba szállítják. A kúttelepítes folyamatosan kb. 2 16 | O l d a l
hónapig három műszakban történik, melynek zajterhelését zajvedélmi fal építésével csökkentik. A geotermikus energia hasznosításával jelentős károsanyag csökkentés érhető el! A kiváltott földgáz káros emisszió tartalma: − szén-dioxid
1.200 t,
− szén-monoxid
495 kg,
− nitrogén-oxid
940 kg.
17 | O l d a l
3
APELEM MEGVALÓSÍTHATÓSÁGI TAULMÁY
Jelen
pályázat
energiaforrásokat
keretében felhasználó
elkészülő
megvalósíthatósági
erőművek
létjogosultságát
tanulmány hivatott
a
megújuló
alátámasztani.
A
napelemekkel foglalkozó részben eloszlatjuk azt a tévhitet, hogy nagyon hosszú távon térülnek meg a napelemes beruházások. Ezt a tévhitet főként a pénzügyi ismeretek hiánya és a nem
megfelelő
beruházás
megtérülési
számítások
alkalmazása
generálja.
A
megvalósíthatósági tanulmányban napelemekhez kapcsolódóan háromféle kapacitású napelemes beruházást mutatunk be és vizsgáljuk meg megtérülési idő tekintetében, figyelembe véve a helyi adottságokat (napsütéses órák száma), valamint az infláció és energiaárak változását is.
3.1 Áttekintés
A napelemek alkalmazásánál sokszor felmerül a kérdés, hogy az eszközök és a rendszer megtérülésére mennyi idő alatt lehet számítani. A kérdésre adott válasz, különböző esetek szerint változhat, de mindig egy arra az időpontra lehet megmondani, amikor a napelemes rendszer beruházása történik. Téves eredményre juthatunk akkor, ha nem veszünk figyelembe az aktuális rendszer felszerelésekor több körülményt, de általában kedvezőbb megtérüléssel számolhatunk, mint elsőre gondolnánk. A megtérülés számításánál az első kérdések között szerepel az, hogy van-e villamos energia ellátás és jelenleg mennyibe kerül a villamos energia az adott helyszínen. Amennyiben nincs kiépítve villamos hálózat, (tanyák, farmok, stb.) ott azzal kell összevetnünk a megtérülést, hogy mennyi kerülne odavezetni a hálózatot. Általában elmondható az, hogy egy családi ház teljes ellátása napelemekkel arányban áll azzal a költséggel, mint 1 km távolságból bevezetni a villamos hálózatot. Ebben az esetben már meg is kaptuk a választ a megtérülési idő kérdésére, mivel a napelemes rendszer megtérülése annak megépítése időpontjában már meg is történt azonnal. Más a helyzet akkor, ha rendelkezünk villamos ellátással. Ekkor az energia árának és a kiépítés költségének egy adott időben történő összevetése adhat kiindulási pontot a megtérülésre. Ekkor kapunk egy értéket években kifejezve, ami még mindig nem a végeredmény a megtérülés idejét illetően. Az energia ára ugyanis az elmúlt évtizedek statisztikájára alapozva fokozatosan emelkedő 18 | O l d a l
tendenciát mutat. Amikor tehát a napelemes rendszert telepítjük annak fix költsége áll szemben egy folyamatosan dráguló energiaárral, ami a napelemeink megtérülését gyorsítja. Feltételezhető tehát, hogy a villamos áram drágulása miatt a telepítéskor kiszámolt megtérülési idő jelentősen lerövidül. A következő szempont szerint azt feltételezhetjük, hogy az energia árak az inflációt meghaladó mértékben növekednek. Így ha hálózatra tápláló napelemes rendszer kiépítését választottuk, ezzel megtermelve a saját energiaigényünket, nem vagyunk kitéve az energia árak emelkedésének, de a beépített napelem és egyéb eszközök értéke nem csökken jelentősen, így megint más aspektusból értékelhetjük a megtérülést. Még mindig a relatíve kis napelemes rendszereket érintően a felépített rendszer élettartamát vizsgálva azt láthatjuk, hogy az akár 30-40 évig is kiszolgálja igényünket, ismét kedvezően értékelhetjük a megoldást. Ezek után a lehetséges pályázati források igénybevételével további éveket nyerhetünk a megtérülési számításhoz. Összefoglalva a családi kategóriáknak megfelelő napelemes áramellátó rendszerek megtérülését 6-7 évnél nem több idővel számolhatjuk, de ettől sokkal kedvezőbb értékek is kialakulhatnak. Egy ilyen megtérülési idővel számolható, de ennél lényegesen hosszabb ideig üzemelő beruházás nagyon kedvezőnek nevezhető. Egy az előzőnél nagyobb napelemes rendszer esetén, ami már a kiserőműnek nevezhető 50 kW teljesítmény beépítését eléri, más célú a beruházás, így a megtérülés is másképpen számolható. Ebben a kategóriában ugyanis az a cél, hogy a napelemek által termelt villamos energiát értékesítsük az áramszolgáltatóknak. Miután erre lehetőség van az átvételi kötelezettség értelmében a megtérülési idő attól függ, milyen megállapodás köthető az áram átvételéről. A kiépítés költségének vannak viszonylag állandó, a berendezések árából következő részei, valamint vannak változó költségek a kiválasztott helyszín lehetőségtől függően. Az áramtermelés bevételi oldalán is eltérések adódnak attól függően, hogy mennyi az adott földrajzi helyen jellemző napsütéses óraszám és milyen támogatottságot kaphatunk a befektetésünkhöz. Amikor kialakul a döntés és megépül a kiserőmű, elsősorban az lesz a fontos, hogy folyamatosan, üzemzavar nélkül termeljen a rendszer, ezzel árbevételt termelve. A nagyobb napelemes erőművek esetén is az előzőekhez hasonló helyzet szerint alakul a megtérülés, de további szempontok is fontosak lehetnek. Mivel itt még nagyobb a tőkeigény, jó, ha hosszú távon lehet alapozni a bevételeket jelentő átvételi árakra és olyan minőségű napelemes eszköz kerül beépítésre, amely garantálja a hosszú élettartamra vonatkozó minőségi
ár-érték
arányokat.
Mivel
a
napelemes
erőművek
már
befektetésként
értelmezhetőek, így ilyen esetekben általában ismert napelem gyártók termékeit szeretik választani. 19 | O l d a l
3.2 apenergia hasznosítása
A napenergia a legfontosabb kimeríthetetlen energiaforrásunk. Igaz ez még akkor is, ha a besugárzásnak csak egy része éri el a földet, és annak is csak egy töredéke hasznosítható a gyakorlatban. A Magyarország területére érkező napsugárzás elméletben az éves villamos energia felhasználásunk 2900-szorosát is fedezheti.
1. ábra A Földet érő sugárzás A napsugárzás értéke a légkör felső határán a Naptól való közepes távolságban, és a beesési irányra merőleges felületen mérve 1,36 kW/m2. Ezt az értéket napállandónak nevezzük. A napállandó, mint sugárzás egy részét a légkör visszaveri, egy részét pedig elnyeli. Így a Föld felszínén mérhető sugárzás értéke ideális esetben 1 kW/m2. A közvetlen sugárzás eltérítés nélkül éri el földet és melegíti a légkört. A szórt sugárzás az általános megvilágítást javítja, így árnyékban sincs egészen sötét. A földfelszínre érkező sugárzás jelentős részét a szárazföld, a tenger és a növényzet nyeli el. A földfelszínt érő napsugárzás erőssége (sugárzási intenzitás: I) nem mindenütt egyforma. Ez egyrészt a földrajzi szélességtől függ, mivel a különböző földrajzi szélességekben a napsugárzás beesési szöge eltérő. A sugárzás erőssége függ az évszaktól is, és hogy az adott terület felett derült-e vagy felhős az ég. Hazánk az északi félteke 470 szélességi kör magasságában helyezkedik el. Ezen a körön a nap magasságokat láthatjuk különböző évszakokban.
20 | O l d a l
2. ábra A napsugárzás beesési szöge A következő ábrán látható az egységnyi napelem-felületből nyerhető energia változása reggeltől estig, különböző időjárási viszonyok mellett.
3. ábra Egységnyi napelem-felületből nyerhető energia változása Mint azt láttuk a napsütés időtartama és annak erőssége az évszaktól, az időjárási viszonyoktól és földrajzi helyzettől függ. Közép Európában átlagosan 1800-2400 napos órával lehet számolni, hazánkra ez az érték 1900-2250 napos óra közé esik.
21 | O l d a l
4. ábra A napfénytartam átlagos évi összegének alakulása Magyarországon [óra]
5. ábra Éves átlagos napsütéses órák száma Romániában
22 | O l d a l
A napenergia-hasznosító berendezéseknél általában a közvetlen és a szórt (diffúz) sugárzás összegével, vagyis a teljes sugárzási intenzitással számolnak. Ennek átlagos értéke tiszta légkörben 1225 W/m2 lenne, ám a civilizációs szennyeződés miatt a légkör sugárzáscsökkentő tulajdonságát az úgynevezett homályossági tényezővel jellemezzük, mely megadja, hogy az adott helyen a légkör a sugárzás mekkora részét engedi át. Tapasztalati értékei attól függően, hogy ipari, szennyezet környezetben, vagy zavartalan természetben számolunk vele 0,3 és 0,8-as érték közé esnek.
6. ábra Teljes sugárzási intenzitás alakulása Magyarországon
23 | O l d a l
7. ábra Romániát érő közvetlen napsugárzás
8. ábra Romániát ért szórt napsugárzás
24 | O l d a l
3.3 apelem működése és felépítése
A napelemekhez kapcsolódó technológia folyamatosan változásban van. A cél, hogy minél olcsóbban és egyre nagyobb hatásfokkal aknázzuk ki ezt az erőforrást folyamatosan fejlődésben tartja a technológiát, és reményeink szerint a jövőben egyre olcsóbb, hatékonyabb és tartósabb napelemek állnak majd rendelkezésünkre. A napelemek működése nem a hétköznapokban megszokott egyszerű mechanikai kölcsönhatásokon alapul, ezek a szerkezetek gyakorlatilag láthatatlanul végzik munkájukat. Működésük
megértéséhez
a
felhasznált
anyagok
atomi
szintű
működését
kell
megvizsgálnunk. A folyamat mely során a közvetlen napsütés hatására a napelemben elektromos áram jön létre, a következőképpen néz ki:
• A napelemek kisebb cellákból állnak, melyek félvezető réteget tartalmaznak. A félvezető rétegek anyaga általában szilícium, amely a második leggyakrabban előforduló elem a Földön az oxigén után • Amikor a Napból érkező fény részecskéi - a fotonok - becsapódnak a napelem félvezető rétegeibe, energiájukat átadják a félvezető rétegeknek • A becsapódás energiájának hatására a félvezető rétegekben pozitív és negatív töltésű elektronok szabadulnak fel • A szabad negatív és pozitív töltésű részecskék erősen vonzzák egymást, de a napelem különleges kialakításának köszönhetően csak egy külső áramkörön keresztül tudnak egyesülni egymással. Ezen az külső áramkörön létrejövő feszültség különbség maga a megtermelt áram • Az egyes napelem cellák csak igen kicsi mennyiségű elektromos áramot termelnek, de a sok-sok cella együttese már jelentős mennyiség előállítására képes A napelem működése során termelt villamos energiát akkumulátorokban tárolhatjuk el, vagy egy ún. inverter segítségével juttathatjuk a villamoshálózatba, mely az egyenáramot a háztartási készülékek számára is felhasználható váltakozó árammá alakítja át.
25 | O l d a l
Tehát összefoglalva, a napelemek elektromos energiát állítanak elő a napsugárzás hatására. A termelt energiát közvetlenül visszatáplálhatjuk az elektromos hálózatba, ezt a szolgáltató visszavásárolja, vagy akkumulátorok segítségével eltárolhatjuk későbbi felhasználásra. A napelemek vékony szilícium lapkákból állnak, amelyeket különböző hordozófelületekre visznek fel, ezzel biztosítva az elemnek megfelelő merevséget, és sérülésmentességet. A szilícium lapkákba rétegesen meghatározott tulajdonságú atomokat diffundálnak, ezzel egy úgymond szennyezett félvezetőt kapunk. A szennyező atomok egy része elektron többlettel bír, másik részének elektron hiánya van a hordozó szilíciumhoz képest. Ha a fényt alkotó fotonok egy olyan atommal ütköznek aminek elektron többlete van, ezt kiütve elektron áramlás indul meg, azaz egyenáram fog folyni zárt hálózatban. A fény hatására a napelem pólusai között egyenfeszültség alakul ki. Tehát a napelem áramgenerátornak tekinthető.
9. ábra apelem működése
3.4 Mennyi energia állítható elő?
A megtermelt energia mennyisége számos tényezőtől függ: •
A kialakított napelemes rendszer méretétől, hiszen ez határozza meg, hogy mennyi napsugárzást tudunk munkára fogni
•
A napsütés intenzitásától, amely nagyban függ a napszaktól, de akár a légköri viszonyoktól is, például az aktuális páratartalomtól
•
Attól, hogy szórt vagy direkt fény éri e paneleket. Egyen panel típusok jobban, míg mások kevésbé hatékonyan hasznosítják a szórt fényt, például borús időben
•
A környezeti hőmérséklettől, mert a napelemek jelentős hőfokfüggőséggel rendelkeznek. Erős napsütés mellett hideg időben több áramot képesek termelni 26 | O l d a l
•
Az alkalmazott napelem típusától, mert a különböző típusok különböző hatékonysággal képesek átalakítani a napfényt elektromos árammá
•
A napelem felületének tisztaságától, tehát ha lehetőség van rá érdemes időnként megtisztítani őket a szennyeződésektől, portól
3.5 apelemek alapvető típusai és hatásfoka
A napelemek fejlődése igen gyors ütemben zajlik, ezért közvetlenül vásárlás előtt érdemes szakember véleményt kérni, vagy a piacon tájékozódni az éppen aktuálisan elérhető termékekről. A napelemeket a csúcsteljesítményük alapján hasonlítják össze. A csúcsteljesítmény megmutatja, hogy azonos körülmények között mennyi energiát képes termelni az adott napelem. Minél hatékonyabb egy elem, annál kisebb felület telepítésére van szükségünk, de a hatékonysággal együtt az elemek ára is növekszik, így a választás minden esetben az adott célok és hely függvényében kell meghozni. A kereskedelemben háromféle napelem típust találunk. Monokristályos, polikristályos és amorf szerkezetűeket. Ezek hatásfokukban, teljesítményükben valamint megjelenésükben különböznek. Könnyen felismerhetőek, ha tudjuk mire kell figyelnünk. A monokristályos napelem több cellából felépülő, cellánként homogén megjelenésű kékes árnyalatú kristályból épül fel. Azaz minden cella egy kristályszerkezetet alkot. A polykristályos elem hasonlóan több cellából felépülő, de cellánként inhomogén megjelenésű, kékes árnyalatú kristályokból épül fel. Azaz a cella nem egy, hanem több kristályból épül fel, ezért ránézésre olyan hatást kelt, mintha szilánkosra lenne törve. Az amorf szerkezet kinézetre homogén megjelenésű , de nem tagolt napelem mint az előző kettő, hanem teljes felületén egyetlen fekete árnyalatú amorf kristály alkotja. A leggyakrabban elérhető és felhasznált típusok a következők: •
Amorf (hajlékony) napelem o
A legelterjedtebb típusú napelem. Viszonylag olcsó, könnyen gyártható, de a hatékonysága csak 5-8% körül alakul. A többi típussal ellentétben jól hasznosítja a szórt fényt is, de élettartama viszonylag rövid, mindösszesen 10év körül alakul. 27 | O l d a l
•
Polikristályos napelem o
Hatékonysága valamivel 13-14% körül alakul és élettartama is hosszabb, mint az amorf napelemeké, körülbelül 25év.
10. ábra Polikristályos napelem •
Monokristályos napelem o
A monokristályos napelemek az elérhető leghatékonyabb típusok a piacon. Hatékonyságuk 16-18% körül alakul. Ezzel együtt ezek a legdrágábban megvásárolható napelemek mivel gyártásuk igen költséges és körülményes. Élettartamuk 30év körül alakul.
11. ábra Monokristályos napelem A napelemek számos területen használtak. Léteznek vékony néhány mm vastag nemesacél lapra laminált lépésálló és hajlékony típusok. Ezek általában mozgó járműveken használtak, teljesítményük nem haladja meg az 50 W-ot. Többségük merev és szilárd eloxált alumínium keretbe foglalt, így nagy akár 2 m2 felületet, azaz akár 250 W teljesítményt lehet kialakítani. Cellánként a hatásfok magasabb, elérheti a 20 % -ot is. A veszteséget a cellák összekötésénél, kivezetéseknél használt technikák okozzák. Egy új technológiát képvisel a Sanyo HIT, ebben 28 | O l d a l
a napcellában ötvözik a monokristályos és a vékonyfilm vagy amorf szerkezetet. Ennek a hatásfoka 18 % felett is lehet. Ha kevés hely áll rendelkezésünkre napelemek telepítésére, akkor a lehető legnagyobb hatásfokút érdemes rendelnünk a nagyobb teljesítmény érdekében. Amennyiben nagyon sok hely áll rendelkezésünkre, akkor választhatunk kisebb hatásfokú napelemeket, amiből ugyan többet kell beszerelni ugyanazért a teljesítményért, de olcsóbban is hozzájutunk.
3.6 apelemek szerelése
A napelemek általában alumínium keretekre vannak szerelve. De találkozhatunk más megoldásokkal is. Például tetőcserépre laminált, üvegfelületbe integrált vagy kerámialapra szerelt módozatok is ismertek. Az alumínium keretes napelemeket ahol az igény kívánja alumínium sínekre és tetőre vagy állványra rögzítik. A napelemek tájolása fontos szempont, a déli tájolás az ideális. A napkollektorokkal ellentétben a napelemek dőlésszöge min. 15 % kell legyen. A szerelőállványok 30° vagy 45°-os fix dőlésszöggel rendelhetők, de állítható állványok is kaphatók. A keretek, állványok rögzítő elemek anyaga eloxált alumínium, a tetőkampók, csavarok, anyák anyaga nemesacél.
3.7 apelemek teljesítménye
A napelemek teljesítménye típusonként és típuson belül gyártónként is eltérő lehet. A csúcsteljesítményt Wp-vel (Watt peak) jelölik. Ez a napelem maximális leadott teljesítménye. Ebből látható, hogy 1 kW beépített teljesítményhez 4-5 napelemre van szükségünk. Ez Magyarországon körülbelül 1200 kWh energiát termel évente. Ez természetesen tájolás és dőlésszög függő, ideális eset a déli tájolás 30°-os dőlésszöggel. Ha tehát ismerjük az éves villamos energia fogyasztásunkat akkor következtethetünk, körülbelül mennyi napelemre lesz szükségünk, hogy év végén az energiaszaldónk nullás legyen. A nagyobb energiakinyerés érdekében, hatásfoknövelésre napkövető rendszereket, állványokat alkalmaznak. Ez akár 1012%-os éves hatásfok javulást is jelenthet. A hatásfok hőmérsékletfüggő, nyáron a napelem felület magasabb hőmérséklete miatt a hatásfok kis mértékben csökken, téli hidegben jobb a 29 | O l d a l
hatásfok, de ekkor sajnos kevesebb fény éri a napelemeket. A hatásfok különbségek miatt nem kell aggódnunk, a gyári adatokat ezeket figyelembe véve adják meg.
3.8 apelem árak
A napelem árak a teljesítmény függvényében változnak, 50-180.000 Ft-ig terjedően találhatnak a kívánságunknak megfelelőt. Gyakran közölt adat az ár/teljesítmény mérőszám, ami azt mutatja meg, hogy mennyibe kerül 1 Wp teljesítmény. Ez általában 500-750 Ft/W között mozog. Mint általában minden terméknél, nagyobb mennyiségben, vagy csomagban kapható rendszerekhez kedvezményes áron juthatunk hozzá. Körülbelül úgy számolhatunk, hogy beépített kW-ként 950.000 Ft az anyagérték, azaz a napelemek, a szereléshez szükséges keretek, tetőkampók, inverter, vezetékek ára (szerelési költség nélkül).
3.9 Hálózatra kapcsolt rendszer
A napelem önmagában nem elegendő arra, hogy a termelt áram felhasználásra kerüljön. A napelemes rendszer egy komplett csomag, amely tartalmazza azokat a készülékeket, kábeleket, szerelő kereteket, melyekkel a működő hálózatunkhoz csatlakozhatunk. Kétféle rendszert különböztetünk meg, a hálózatra kapcsolt üzemre és a sziget üzemre alkalmas csomagot. A hálózatra kapcsolt rendszer tartalmazza a napelemeket, szükséges kábeleket, visszatápláló invertert, napelem szerelő kereteket. A sziget üzemű rendszer tartalmazza a napelemeket, a szerelő kereteket, kábeleket, szükséges akkumulátor telepet, töltés szabályzót, és szükség szerint az invertert. Hálózatra kapcsolt üzemről beszélünk, ha a napelemek által termelt energiát egy inverteren keresztül betápláljuk, vagy visszatápláljuk a hálózatba. A napelemeken és inverteren felül szükségünk van még egy ad-vesz mérőre, amivel mérni tudjuk, illetve a mért mennyiség alapján el tudjuk számolni a visszatáplált energia mennyiséget. Ezt a készüléket a helyi áramszolgáltatótól lehet beszerezni, és csak ő jogosult a beszerelésre. A hálózatra kapcsolást pontos előírások szerint lehet megvalósítani. Villamos tervezővel célszerű egy csatlakozási dokumentációt készíttetni, melyet az áramszolgáltatóval jóvá kell 30 | O l d a l
hagyatni. Ennek birtokában kell a rendszert felszerelni, az áramszolgáltatóval átvetetni, és ezt követően lehet a termelt energia mennyiség visszavásárlására szerződést kötni. Az ügymenet bonyolultnak tűnik, de a biztonság érdekében ezek fontos szempontok. A hálózatra termelt energiát a vételezett mennyiség erejéig az áramszolgáltató ugyanolyan áron veszi meg, mint amennyiért a hagyományos energiát adja. Amennyiben többet termel, mint amennyit vételez abban az esetben a többletet a vételezett ár 85 %-áért vásárolják vissza.
3.10 apelemes rendszertervezés, méretezés
Nagyon egyszerűen megközelítve a témát elmondható, hogy 7-8 m2 napelemmel 1 kW-os rendszer alakítható ki. Egy ilyen rendszer évente mintegy 1200 kWh energiát táplál vissza a hálózatba. Tehát ha ismert az éves elektromos energiafogyasztás, akkor egyszerűen kiszámítható milyen teljesítményű napelemes rendszer tudja a villanyszámlát lenullázni. A teljesítmény alapján meg lehet határozni a felület igényt illetve a rendszer bekerülési költségét. Mint általában minden terméknél, nagyobb mennyiségben, vagy csomagban kapható rendszerekhez kedvezményes áron juthatunk hozzá. Körülbelül úgy számolhatunk, hogy beépített kWh-ként nettó 950.000 Ft a bekerülési érték (szerelési költség nélkül). A tervezésnél figyelembe vesszük, hogy szigetüzemben, vagy hálózatra visszatáplálásra szeretné használni a rendszert, milyen típusú és teljesítményű készülékeket szeretne üzemeltetni róla. Mekkora az éves energiaszükséglete kWh-ban, milyen a tető tájolása, ha a tetőre szeretné a napelemeket szereltetni. Ebben az esetben a tető dőlésszögét is figyelembe kell venni. Magyarországon az ideális a déli fekvés 30°-os dőlésszög mellet. Ezekből az adatokból meghatározható a napelemek száma, majd a napelemek névleges áram-, feszültség adataiból kiválasztható a szükséges inverter, ha szükséges a töltésszabályzó és akkumulátor típusát és méretét.
31 | O l d a l
3.11 Előnyök és hátrányok
A napelem használata mellett szóló érvek a következők: •
alacsony fenntartási költség
•
működése során nem bocsájt ki szennyező anyagokat
•
a napsütés, mint energiaforrás mindenhol elérhető
A rendszer hátrányait az alábbiakban foglalhatjuk össze: •
magas gyártási és bekerülési költségek
•
rendkívül hosszú megtérülési idő
•
viszonylag alacsony hatékonyság
•
szennyező anyagok, melyeket az életciklus végén semlegesíteni kell
32 | O l d a l
4
MEGTÉRÜLÉS SZÁMÍTÁSÁAK MÓDSZERTAA
A megújuló energiahordozók felhasználását célzó beruházásoknál kulcs kérdés a MEGTÉRÜLÉS. Általánosságban elmondható, hogy ennek a számításánál nem számolunk, nem vesszük figyelembe a nehezen számszerűsíthető tényezőket, mint például: • a környezeti terhelés csökkenése • az élhetőbb környezet kialakítása • a CO2 termelődésének csökkenése • az energia-függetlenség legalább részleges elérése Sajnálatos módon azonban a jelenleg alkalmazott megtérülési számítások a jól mérhető paramétereket is rossz képlettel számítják ki, ezért kifejezetten durva hibát vétenek az eredményekben, és félretájékoztatják a beruházókat. Ez azért is fontos, mivel minden megtérülés számítás extrapoláción alapul, és mivel a jövőt csak becsüljük, legalább a múltat helyesen számoljuk ki.
4.1 Belső megtérülési ráta Belső megtérülési ráta (BMR) az alábbi képletek alapján számítható:
∑ (1 + r ) ∗ (É + M − B − P ) = 0 és BMR = r ∗100(%) n
1
i
i
i
i
i
i =1
• i = évek száma (i=1 a beruházás kezdetének éve) • n=m+z • m = a megvalósítás időtartama (év) • z = a figyelembe vett üzemévek száma (az egységes összehasonlíthatóság érdekében 15 év, vagy a várható élettartam, ha az rövidebb) • r = a keresett ráta • Éi = éves működési pénzáram • Bi = beruházási költség
33 | O l d a l
• Pi = pótló beruházás • Mi = maradványérték (a beruházás valós maradványértéke az n. évben, előző években Mi =0!) A számítás a projekt előkészítés évének költségszintjén történik. Ez a képlet nem számol inflációt, értékcsökkenést, a nem számolható költségeket, a projektelemek által generált működési költséget, az árbevétel változást. Ez a modell tehát definícióját tekintve nem foglalkozik sem az értékcsökkenéssel, sem az inflációval, sem a kiegészítő költségekkel. Ezzel a megújuló energiaforrásokból nyert energia több előnyös vonását nem veszi tekintetbe. Ilyen például: a visszatápláló napelemes rendszereknél a napelemek 25 éves teljesítmény garanciája és az inverterek 10 éves garancia ideje. Ez azt jelenti, hogy a megtérülési idő alatt nincs pótlólagos ráfordítás, mivel a rendszer nem tartalmaz mozgó alkatrészt, gyakorlatilag költség- és munkamentesen üzemel. De ennél komolyabb hibát jelent, hogy nem foglalkozik az infláció kérdésével sem.
4.2 Jelenérték módszer A másik leggyakrabban alkalmazott számítási mód - mely megegyezik az általánosan alkalmazott módszerrel -, az alábbi: n=
C0 , PV
ahol •
n = megtérülési idő (években)
•
C0 = a befektetés összege a befektetés idején
•
PV = az éves haszon jelenértéke
A PV tehát a minden évben keletkező energia megtakarítás pénzbeli értéke, visszaszámolva a kezdeti időszakra. Sajnos ez az egyszerű számítási modell csak bizonyos feltételek között ad helyes eredményt, mivel a megtakarítás értéke minden évben változik. Leegyszerűsítve, ha pl. a befektetés tőkeértéke C0 = 10 millió Ft, és az éves megtakarítás PV = 1 millió Ft, a megtérülés 10 év. 34 | O l d a l
De, ez így nem igaz, pedig ez az általánosan használt módszer. Ez könnyen belátható, mivel például az áramtermelő beruházás esetén azonos árammennyiség esetén is az áram ára változik, általában nő évenként és persze van egy infláció is. Tehát a számítást minden alkalommal nem a beruházás és megtakarítás jelen értéke, hanem a jövő értéke szerint kell elvégezni. Ez azt jelenti, hogy azt kell vizsgálni, hogy ha a pénzt nem befektetnénk, hanem pl. bankbetétbe tennénk, és a megtakarítás is az energia ára szerint változna, milyen megtérülési számot kapnánk.
4.3 A közgazdaságtanban általánosan elfogadott számítási modell n=
FC , FV
ahol •
FC = a befektetés jövő értéke (amennyi a befektetés pénzértéke a vizsgált idő végén)
•
FV = az éves haszon jövőértéke (amennyi hasznot a befektetés a vizsgált utolsó évben hoz)
FC = C0 ∗ (1+ r1 ) , n
ahol •
C0 = a befektetés értéke a befektetés idején
•
r1 = az infláció általános értéke
•
n = a kívánt év (pl. első, második, stb.)
FV = PV ∗ (1 + r2 ) n ,
ahol •
PV = a megtermelt energia jelen értéke
•
r2 = a megtermelt energia árának éves inflációja
•
n = a kívánt év
Bármely évre kiszámítható a megtérülés:
35 | O l d a l
n
FC C0 ∗ (1 + r1 ) n C 1 + r1 . n= = , egyszerűsítve: n = 0 ∗ n FV PV ∗ (1 + r2 ) PV 1 + r2
Amennyiben r1 = r2, vagyis az általános infláció megegyezik az energiaár emelkedésével, a FC C 0 1 + r1 képlet egyszerűsödik: n = = ∗ FV PV 1 + r2
n
C = 0 . Vagyis az általánosan alkalmazott PV
egyszerű megtérülési számítás helyes eredményt ad. Alapvetően megváltozik a helyzet, ha a megtakarított energia áremelkedése és az általános infláció nem azonos, vagyis r1 # r2 , az energia árak növekedése ugyanis jelentősen és hosszabb távon meghaladja az inflációt. Ez az alábbi adatokkal bizonyítható: Az energia árát általában az energiaforrások világpiaci árának, illetve annak változásával jellemezzük. Hazánkban a gáz és a villamos energia fogyasztói árát nem a bekerülési költsége, hanem döntően a politika - ezen felül a szociálpolitika - határozza meg. Az ebből számított értékek óhatatlanul hamis -nem gazdasági- eredményeket adnak, és erősen félretájékoztatnak. A villamos energia közüzemi hazai ára az alábbiak szerint változott (Ft/kWh értékben, ÁFA nélkül):
1. táblázat Villamos energia közüzemi magyarországi árának alakulása 2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
40,76
42,40
40,25
28,91
25,14
22,20
18,55
17,01
15,35
Ft
Ft
Ft
Ft
Ft
Ft
Ft
Ft
Ft
-3,96% 5,34%
39,22% 14,99% 13,24% 19,67% 9,05%
2001
14,61 Ft
10,81% 5,06%
Forrás: MEH (www.eh.gov.hu) Vagyis az átlagemelkedés évente 12,6% volt. A hazai infláció ezzel szemben az alábbiak szerint változott:
2. táblázat A magyarországi infláció alakulása 2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
4,90%
4,20%
6,10%
8,00%
3,90%
3,60%
6,80%
4,70%
5,30%
9,20%
36 | O l d a l
Látható, hogy messze nem azonosak egymással, de még a jegybanki alapkamat mértéke is alacsonyabb volt:
3. táblázat Magyarországi jegybanki alapkamat alakulása 2010
2009
2008
2007
5,50%
6,25%
10,00% 7,50%
2006
2005
2004
2003
2002
8,00%
6,00%
9,50%
12,50% 8,50%
2001 9,75%
Vagyis az energiaár emelkedése jelentősen meghaladta nemcsak az infláció mértékét, hanem a jegybanki alapkamat mértékét is. Ez nemcsak Magyarországon, hanem az egész világon így van. Az energiaár infláció tehát nem azonos az inflációval, annál magasabb. A képletet tehát nem n
C lehet egyszerűsíteni, mivel r1 # r2 , azaz marad az eredeti képlet: n = 0 PV
1 + r1 . ∗ 1 + r 2
A probléma ott van, hogy ez a képlet sajnos egyszerű matematikai módszerekkel nem oldható meg, mert az „n” fokú egyenletnek „n” megoldása van, tehát az eredményt csak iterációval kaphatjuk meg. A gyakorlati hazai számítások alapján megállapítható, hogy a reális megtérülési idő az egyszerű megtérüléssel számított értéknek mindössze 60-70%-a. Ez nemcsak a megújuló energiákra igaz, hanem minden energetikai beruházásra. A napenergiára hatványozottabban érvényes, mert ez esetben nagyon alacsony utólagos költség jelentkezik, a hálózatra visszatápláló típusúaknál semmi, tekintettel a napelemek 25 éves és az inverterek 10 éves garancia idejére. Vagyis, ha reálisan számolunk, az egyszerű megtérülési időnek csak 60-70%-a a reális megtérülés, mivel tekintetbe kell venni a jövőbeli energiaköltség megtakarítását is, mellyel a jelenlegi modellek nem számolnak. Ezt figyelembe véve, már versenyképesek a megújuló energia beruházások bármely mással szemben. A fenti megtérülés számítás kizárólag pénzügyi szempontból történt. Azonban a megújuló energiás rendszerek legfontosabb haszna az, hogy segítségével kevesebb hagyományos energiahordozót kell elhasználni. Ez pedig kevesebb károsanyag-kibocsátást eredményez. A tisztább, egészségesebb környezet, tágabb értelemben pedig az üvegházhatás megelőzése, a Föld jövőjének megóvása nehezen számszerűsíthető.
37 | O l d a l
A „hosszú megtérülési idő” pedig relatív, ugyanis a megújuló energiás rendszerek élettartama magas (25 év feletti) így a 7-12 év nem tekinthető hosszúnak. Másképpen fogalmazva, a rendszer a teljes élettartama alatt a beruházási költségén kívül, annak még minimum a kétszeresét megtermeli.
4. táblázat Magyarországi adatokat tartalmazó táblázat 10 éves
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
5,67%
4,90%
4,20%
6,10%
8,00%
3,90%
3,60%
6,80%
4,70%
5,30%
9,20%
8,38%
5,75%
6,25%
10,00% 7,50%
8,00%
6,00%
9,50%
12,50% 8,50%
9,75%
40,76
42,40
40,25
25,14
22,20
18,55
17,01
14,61
átlag infláció jegybanki alapkamat
2011
közüzemi áramdíj
42,08
28,91
15,35
ÁFA
Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh
nélkül energia infláció
11,67% 3,24%
lakossági
39,32
áramdíj
infláció
39,22% 14,99% 13,24% 19,67% 9,05%
10,81% 5,06%
39,45
36,01
22,29
37,05
34,05
28,32
29,50
27,13
20,52
19,57
Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh Ft/kWh
áfa nélkül energia
-3,96% 5,34%
7,49%
-0,33% 6,48%
2,89%
5,75%
20,23% -4,00% 8,73%
21,71% 8,62%
4,85%
Forrás: KSH (www.ksh.hu), MNB (www.mnb.hu), MEH (www.eh.gov.hu) Átlagos infláció r1 = 5,67% Átlagos energia infláció (áram) r2 = 11,67%, ill. r2 = 7,49% közüzemi, illetve lakossági áramdíj esetében. A napsugárzási adatokra vonatkozóan a legmegbízhatóbb független forrás az Európai Bizottság PVGIS projektje által készített kalkulátor: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php. Ez alapján meghatározva Nyíregyháza napsugárzási viszonyait figyelembe véve 1 kWp telepített Crystalline Silicon technológiájú fotovoltaikus 14%-os becsült rendszerveszteségű, 35˚-os dőlésszögben beállított rendszer esetében az éves átlagos áramtermelés 1050 kWh, míg az egy négyzetméterre eső éves globális sugárzás értéke 1370 kWh/m2. Ugyanezen paraméterek alapján az érték Szatmárnémeti esetében: 1060 kWh és 1380 kWh/m2.
38 | O l d a l
4.4 Megtérülési számítások Magyarország esetében 4.4.1 5 kW-os kapacitás esetén a megtérülés számítása Magyarországon Az előző adatok és az ismertetett számítási módszertanok alapján kiszámolhatjuk, hogy hány év alatt térül meg egy 5kW-os kapacitású napelemes rendszer. Ekkora kapacitást általában családi házak esetében szoktak alkalmazni. A szett tartalma: •
23db EGM-220-as napelem
12. ábra Eging EGM-220 polikristályos napelem •
1db SMA Sunny Boy 5000-as inverter
13. ábra SMA Sunny Boy 5000-as inverter
39 | O l d a l
•
1 szett szerelő keret ferde tetőre
•
1 pár Multi Kontakt adapter set
•
20m bekötő vezeték-csatlakozókkal
•
1 szett kiegészítő villamos szerelvény
A napelemekre a gyártó 5 év garanciát ad, továbbá 10 év 90%-os, és 25 év 80%-os teljesítménygaranciát vállal. Az inverterre 10 év a garancia. A többi eszközre 1 év. A szett ára 3.987.500 Ft. Az ár nem tartalmazza a szerelési, engedélyeztetési, projektmenedzsment díjakat, erre számítsunk 1.000.000 Ft-tal. Így a bekerülési érték, C0 = 3.987.500 Ft + 1.000.000 Ft = 4.987.500 Ft. A beépített napelem teljesítmény 5,06 kWp. Az előzőekben ismertetett napsugárzási adatokat felhasználva kiszámolhatjuk, hogy a megvalósítás területén évente körülbelül mennyi áram állítható elő. A rendszerre 80%-os teljesítménygaranciával számolva 25. év végre a rendszer garantált teljesítménye 4,2504 kWp lesz. Az éves csökkent értékekből számolva átlagosan az éves teljesítmény 4,7817 kWp. Ezt az összeget megszorozva az éves 1.050 kWh-s értékkel megkapjuk az éves áramtermelést, amely 4,7817 kWp * 1.050 kWh = 5.020,785 kWh. Tehát a jelenlegi lakossági árból kiindulva a megtakarítás lakosság esetén: PV = 5.020,785 kWh * 39,34 Ft/kWh = 197.518 Ft Egyszerű megtérülés: nE =
C0 4.987.500 Ft = = 25,25 év PV 197.518 Ft
Reális megtérülés: n
C nR = 0 PV
n
1 + r1 4.987.500 Ft 1 + 0,0567 = ∗ ∗ = 25,25 ∗ 0,98306 n = 18,43 év 197.518 Ft 1 + 0,0749 1 + r2
Ezen megtérülési idő támogatás nélküli beruházásra lett megállapítva, a jelenlegi magyarországi pályázati rendszerekkel jelentősen lehet csökkenteni a megtérülési időn, ugyanis vissza nem térítendő támogatásokkal próbálja az állam növelni a megújuló energia felhasználására irányuló beruházások számát.
40 | O l d a l
4.4.2 50 kW-os kapacitás esetén a megtérülés számítása Magyarországon Az előzőekben ismertetett adatok és számítási módszertan alapján egy 50kW-os kapacitású rendszer megtérülési idejének számítása. Ezen modell kiszámítására a Kyocera cég napelemes rendszerét és árait vettük alapul. A szett tartalma:
•
240 db Kyocera KD 210 napelem – nettó egységár: 485 EUR
14. ábra Kyocera KD 210 napelem •
1 db tartószerkezet ferde tetőre – nettó egységár: 12.000 EUR
•
6 db SMA hálózatba visszatáplálós inverter, Sunny Mini Central 9000 TL – nettó egységár: 2.600 EUR
15. ábra Sunny Mini Central 9000 TL •
18 db Solar kábel szett 4mm+MC3 – nettó egységár 80 EUR
41 | O l d a l
A szett ára: 240 db * 485 EUR + 1 db * 12.000 EUR + 6 db * 2.600 EUR + 18 db * 80 EUR = 145.440 EUR ≈ 42.177.600 Ft (290 Ft-os EUR árfolyammal számolva.) . Az ár nem tartalmazza a szerelési, engedélyeztetési, projektmenedzsment díjakat, melyekre számoljunk a szett árának 10 százalékával, ami így 4.217.000 Ft. Tehát a beruházás bekerülési értéke 42.177.600 Ft + 4.217.000 Ft = 46.394.600 Ft. A rendszerre 80%-os teljesítménygaranciával számolva 25. év végre a rendszer garantált teljesítménye 40,32 kWp lesz. Az éves csökkent értékekből számolva átlagosan az éves teljesítmény 45,36 kWp. Ezt az összeget megszorozva az éves 1.050 kWh-s értékkel megkapjuk az éves áramtermelést, amely 45,36 kWp * 1.050 kWh = 47.628 kWh. Tehát a jelenlegi közüzemi árból (mivel ez a méret már nem igazán lakossági fogyasztásra jellemző) kiindulva a megtakarítás: PV = 47.628 kWh * 42,08 Ft/kWh = 2.004.186 Ft Egyszerű megtérülés: n E =
C0 46.394.600 Ft = = 23,14 év PV 2.004.186 Ft
Reális megtérülés:
C 1 + r1 n R = 0 ∗ PV 1 + r2
n
n
46.394.600 Ft 1 + 0,0567 = ∗ = 23,14 ∗ 0,94627 n = 11,95 év 2.004.186 Ft 1 + 0,1167
Tehát egy fent említett konfigurációjú 50 kW-os napelemes rendszer megtérülési ideje 11,95 év.
4.4.3 1 MW-os kapacitás esetén a megtérülés számítása Magyarországon Az előzőekben ismertetett adatok és számítási módszertan alapján egy 1MW-os kapacitású rendszer megtérülési idejének számítása. A szett tartalma:
•
6264 db HR175W monokristályos panel
•
174 db SMA SMC6000A inverter
•
174 db Szolár panel szerelőkeret
•
4 db Kommunikációs grapher
•
1 db Elektromos energiaméter 42 | O l d a l
•
Elektromos és kommunikációs kábelszett
•
174 db FJB (Field Junction Box) szolár modulokhoz
•
58 db AC áramelosztó doboz 18KVA/380V
A szett ára 2.850.120 EUR ≈ 826.534.800 Ft (290 Ft-os EUR árfolyammal számolva. Az ár nem tartalmazza a szerelési, engedélyeztetési, projektmenedzsment díjakat, melyekre számoljunk a szett árának 10 százalékával, ami így 82.653.000 Ft. Tehát a beruházás bekerülési értéke 826.534.800 Ft + 82.653.000 Ft = 909.187.800 Ft. A beépített napelem teljesítmény 1,0926 MWp. Az előzőekben ismertetett napsugárzási adatokat felhasználva kiszámolhatjuk, hogy a megvalósítás területén évente körülbelül mennyi áram állítható elő. A rendszerre 80%-os teljesítménygaranciával számolva 25. év végre a rendszer garantált teljesítménye 874,08 kWp lesz. Az éves csökkent értékekből számolva átlagosan az éves teljesítmény 983,34 kWp. Ezt az összeget megszorozva az éves 1.050 kWh-s értékkel megkapjuk az éves áramtermelést, amely 983,34 kWp * 1.050 kWh = 1.032.507 kWh. Tehát a jelenlegi közüzemi árból (mivel ez a méret már nem igazán lakossági fogyasztásra jellemző) kiindulva a megtakarítás: PV = 1.032.507 kWh * 42,08 Ft/kWh = 43.447.894 Ft Egyszerű megtérülés: n E =
C 0 909.187.800 Ft = = 20,92 év PV 43.447.894 Ft
Reális megtérülés:
C 1 + r1 n R = 0 ∗ PV 1 + r2
n
n
46.394.600 Ft 1 + 0,0567 = ∗ = 20,92 ∗ 0,94627 n = 11,24 év 2.004.186 Ft 1 + 0,1167
Tehát így ilyen nagy kapacitású napelemes erőmű megtérülési ideje 11,24 év mindenféle állami támogatás nélkül.
4.5 Megtérülési számítások Románia esetében Sajnos, mint a pályázat megírásánál a román rész megvalósíthatósági tanulmányának tekintetében is információhiányban szenvedtünk, így a megtérülési adatok esetében az idei román villamos energia árak voltak azok az adatok, melyeket a számításunkba be tudtunk vonni, valamint az átlagos inflációs adatokat és az átlagos jegybanki alapkamatot. 43 | O l d a l
5. táblázat Romániai adatokat tartalmazó táblázat átlag infláció
12,41%
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
6,10% 5,58% 7,84% 4,84% 6,60% 9,00%
2004
2003
2002
2001
11,86% 15,38% 22,51% 34,43%
jegybanki alapkamat 11,04% 6,25% 6,45% 9,06% 9,75% 7,41% 8,56% 11,27% 19,83% 12,50% 19,27%
Elektromos energia ára (kWh) 2011 jan. 03-tól az Electrica Rt.-nél
•
2-3 kWh/nap: 0,53 RON/kWh = 0,121807 EUR (1 EUR = 4,35007 RON)
•
3 kWh/nap fölött: 1,044 RON/kWh = 0,239996 EUR (1 EUR = 4,35007 RON)
Tehát Romániában az átlagos infláció r1 = 12,47%, viszont az átlagos energia infláció (áram) esetében, mint az előzőekben említettük, nem találtunk releváns információkat, így adatok hiányában az r2 értékét r2=15%-nak vettük, abból kiindulva, hogy a magyar inflációtól az energiárak inflációja magasabb volt. A szettek tekintetében ugyanazokat a berendezéseket vizsgáltuk meg, mint Magyarország esetében, így adódhat összehasonlítási alapunk a megtérülés tekintetében.
4.5.1 5 kW-os kapacitás esetén a megtérülés számítása Romániában Ebben az esetben az áram árának a 2-3 kWh/nap árát vettük, mivel körülbelül ekkora kapacitású rendszer esetében egy ilyen áramfogyasztás vehető átlagosnak, aminek fényében el lehet végezni a megtérülési számítást. A szett ára 13.750 EUR. Az ár nem tartalmazza a szerelési, engedélyeztetési, projektmenedzsment díjakat, erre számítsunk 3.448 EUR-ral. Így a bekerülési érték, C0 = 13.750 EUR EUR + 3.448 EUR = 17.198 EUR. A beépített napelem teljesítmény 5,06 kWp. Az előzőekben ismertetett napsugárzási adatokat felhasználva kiszámolhatjuk, hogy a megvalósítás területén évente körülbelül mennyi áram állítható elő. A rendszerre 80%-os teljesítménygaranciával számolva 25. év végre a rendszer garantált teljesítménye 4,2504 kWp lesz. Az éves csökkent értékekből számolva átlagosan az éves teljesítmény 4,7817 kWp. Ezt az összeget megszorozva az éves 1.060 kWh-s értékkel megkapjuk az éves áramtermelést, amely 4,7817 kWp * 1.060 kWh = 5.068,602 kWh. Tehát a jelenlegi lakossági árból kiindulva a megtakarítás lakosság esetén: 44 | O l d a l
PV = 5.068,602 kWh * 0,121807 EUR/kWh = 617,39 EUR ≈ 179.043 Ft Egyszerű megtérülés: n E =
C 0 17.198 EUR = = 27,85 év PV 617,39 EUR
Reális megtérülés: n
C 1 + r1 n R = 0 ∗ PV 1 + r2
n
17.198 EUR 1 + 0,1241 = ∗ = 27,85 ∗ 0,97747 n = 18,33 év 617,39 EUR 1 + 0,15
4.5.2 50 kW-os kapacitás esetén a megtérülés számítása Romániában Ebben az esetben már a magasabb áramárral számoltunk, mivel egy ekkora erőmű esetében a fogyasztás is sokkal magasabbnak kell lennie. A szett ára: 240 db * 485 EUR + 1 db * 12.000 EUR + 6 db * 2.600 EUR + 18 db * 80 EUR = 145.440 EUR. Az ár nem tartalmazza a szerelési, engedélyeztetési, projektmenedzsment díjakat, melyekre számoljunk a szett árának 10 százalékával, ami így 14.544 EUR. Tehát a beruházás bekerülési értéke 145.440 EUR + 14.544 EUR = 159.984 EUR. A rendszerre 80%-os teljesítménygaranciával számolva 25. év végre a rendszer garantált teljesítménye 40,32 kWp lesz. Az éves csökkent értékekből számolva átlagosan az éves teljesítmény 45,36 kWp. Ezt az összeget megszorozva az éves 1.060 kWh-s értékkel megkapjuk az éves áramtermelést, amely 45,36 kWp * 1.060 kWh = 48.081 kWh. Tehát a jelenlegi közüzemi árból (mivel ez a méret már nem igazán lakossági fogyasztásra jellemző) kiindulva a megtakarítás: PV = 48.081 kWh * 0,239996 EUR/kWh = 11.539 EUR ≈ 3.346.381 Ft Egyszerű megtérülés: n E =
C0 159.984 EUR = = 13,86 év PV 11.539 EUR
Reális megtérülés: C 1 + r1 n R = 0 ∗ PV 1 + r2
n
159.984 EUR = 11.539 EUR
n
1 + 0,1241 ∗ = 13,86 ∗ 0,97747 n = 10,8 év 1 + 0,15
45 | O l d a l
4.5.3 1 MW-os kapacitás esetén a megtérülés számítása Romániában A szett ára 2.850.120 EUR. Az ár nem tartalmazza a szerelési, engedélyeztetési, projektmenedzsment díjakat, melyekre számoljunk a szett árának 10 százalékával, ami így 285.012 EUR. Tehát a beruházás bekerülési értéke 2.850.120 EUR + 285.012 EUR = 3.137.132 EUR. A beépített napelem teljesítmény 1,0926 MWp. Az előzőekben ismertetett napsugárzási adatokat felhasználva kiszámolhatjuk, hogy a megvalósítás területén évente körülbelül mennyi áram állítható elő. A rendszerre 80%-os teljesítménygaranciával számolva 25. év végre a rendszer garantált teljesítménye 874,08 kWp lesz. Az éves csökkent értékekből számolva átlagosan az éves teljesítmény 983,34 kWp. Ezt az összeget megszorozva az éves 1.060 kWh-s értékkel megkapjuk az éves áramtermelést, amely 983,34 kWp * 1.060 kWh = 1.042.340 kWh. Tehát a jelenlegi közüzemi árból (mivel ez a méret már nem igazán lakossági fogyasztásra jellemző) kiindulva a megtakarítás: PV = 1.042.340 kWh * 0,239996 EUR/kWh = 250.157 EUR = 72.545.654 Ft. Egyszerű megtérülés: n E =
C0 3.137.132 EUR = = 12,54 év PV 250.157 EUR
Reális megtérülés: C 1 + r1 n R = 0 ∗ PV 1 + r2
n
n
3.137.132 EUR 1 + 0,1241 = ∗ = 12,54 ∗ 0,97747 n = 9,98 év 250.157 EUR 1 + 0 , 15
46 | O l d a l
