Kisokos

Itt a napelem rendszerről, alkotóelemeiről illetve gyakrabban használt szakkifejezésekről talál ismertetőket, magyarázatokat.

Tartalom:

  1. A napelem előnyei
  2. Napkollektor
  3. Napelem
  4. Napelem fajták
  5. Napelemes rendszer típusok
  6. Napelem rögzítése
  7. Inverter
  8. Napelem megtérülés és hozamok
  9. PV napelem
  10. kW – kWp
  11. kWh
  12. É.V. jegyzőkönyv
  13. Villanyóra csere
  14. Éves energia igény
  15. “Most építkezünk – házat tervezünk.” Mit vegyünk figyelembe a tervezésnél?

1. A napelem előnyei:

  • A napelemes technológia energiaforrása ingyenes és belátható időn belül kifogyhatatlan: a Nap sugárzása.
  • Környezetkímélő: a napelemes rendszerek nem csak használatuk során környezetbarátok hanem a gyártásukhoz felhasznált energiát is képesek 3-6 éven belül visszatermelni. Így a 25 éves átlagos tervezett életkor alatt jóval több energiát termelnek meg mint ami az előállításukhoz szükséges.
  • Javítja a villamos hálózatok hatékonyságát: a napelemes rendszerek a hálózatokon javíthatják a hálózat stabilitását. Ahol nincs villamos hálózat és túl költséges a kiépítése, ott a napelemes rendszer akkumulátorokkal kiegészítve önálló áramforrásként alkalmazható.
  • Zöldebbé teszi környezetünket: tanulmányok szerint európában csak az épületekre telepíthető napelemek átal megtermelt energia (1400TWh) annyi lenne, ami fedezné az EU tagállamok 2020-ra várható áramfogyasztásának 40%-át. Mindezt a háztetőkön elhelyezve senkit se zavarva, zajmentesen, minimális karbantartással nyújtanának tiszta energiaforrást.
  • Mindenki számára elérhető, gazdaságilag és társadalmilag pozitív hatása van: Előállításukhoz használt alapanyagok bőségesen rendelkezésre állnak, az ipari termelésük évente óriási mértékben növekszik. Ezért napjainkra bárki számára elérhetővé váltak. Azokban az országokban, ahol kiemelten támogatják a rendszerek telepítését, ott több ezer munkahely jött létre a napelemek kapcsán.

– vissza a tartalomjegyzékhez –


2. Napkollektor

Talán a legszélesebb körben elterjed megújuló energiát használó eszköz. A működési alapelve nagyon egyszerű a napsugárzás infra sugarai melegítik fel a napkollektorban lévő hővezetőt (sok esetben vizet). Így használati meleg vizet vagy fűtésrásegítésre is használható meleg vizet nyerünk. Két fő típus különböztetünk meg a kereskedelmi forgalomban, a sík és a vákuumcsöves kollektort.
Tehát a napkollektornál napenergiából hőenergiát állítunk elő.

– vissza a tartalomjegyzékhez –


3. Napelem

Fotovoltaikus hatás során energiát előállító eszköz.
A fotovoltaikus hatás pedig annyit jelent, ahogy az a szóban is el van rejtve, hogy fényből generálódik elektromosság. Az energiát felhasználhatjuk, vagy tárolhatjuk, speciális esetben akár értékesíthetjük is.
Tehát a napelemnél napenergiából elektromos energiát állítunk elő.

– vissza a tartalomjegyzékhez –


4. Napelem fajták

A napelemek két fő csoportba sorolhatók technológiájuk szerint: vannak a kristályos, és az ún. vékonyrétegű technológiával készült napelemek. Mindkét csoporton belül több típus létezik.

  • A kristályos napelemeket soros kötésű, nagy tisztaságú szilícium cellák alkotják. Ez a legkiforrottabb technológia a napelem piacon, az ilyen típusú cellákat 1954 óta készítik tömeggyártásban. Két típus tartozik ide, a monokristályos és a polikristályos napelem.
    • Monokristályos napelem: A napelemet alkotó szilíciumot egy elektromos térben húzzák ki henger alakúra, aminek köszönhetően a szilícium egyetlen tömbben dermed meg. A henger alakú tömb éleit levágják a napelem modulon való jobb elhelyezhetőség érdekében, így a monokristályos napelem cellák nyolcszög alakúak lesznek.
    • Polikristályos napelem: A napelemet alkotó szilíciumot négyzet alapú tömbökbe öntik, a szilícium eközben több kristályban dermed meg. A négyzet alak révén könnyű megkülönböztetni a polikristályos napelem cellát a monokristályostól.
    • A mono- és polikristályos napelemek teljesítménye között csekély az eltérés, de általánosságban elmondható, hogy forró égöv alatt a monokristályos, míg északon a polikristályos napelem modulok teljesítenek hatékonyabban.

  • A vékonyrétegű napelemnél a félvezető réteget közvetlenül viszik fel a hordozó felületre, fizikai vagy kémiai lecsapatással. Így nagyon vékony, alig néhány mikron vastagságú lesz a félvezető réteg, amelybe a kedvezőbb Volt-Amper arányok beállítása érdekében lézerrel vágnak csíkokat.
    • aSi-µSi napelem: Az amorf szilícium (aSi) és mikromorf (µSi) szilícium alapú napelem az egyik legelterjedtebb technológia napjainkban. Itt is szilícium a félvezető réteg, mint a kristályos napelem esetén, azonban ennél a fajta napelemnél kémiai reakció révén, szilán gázból állítják elő.
    • CdTe napelem: A kadmium-tellurid  napelemeket nagy hőfokú porlasztással állítják elő.
    • CIGS, CIS napelemek: A réz-indium-gallium-diszelenid és a réz-indium-diszelenid technológiák a vékonyrétegű napelem gyártás legújabb családját képviselik, 2010 óta készülnek tömeggyártásban. Hatásfokuk jó, azonban előállítási költségeik egyelőre még magasak.
    • A felsoroltakon kívül más vékonyrétegű technológiák is léteznek, de ezek egyelőre rendkívül drágák, mivel ritka anyagokat igényelnek a gyártáshoz.

Napelem panel felépítése:

– vissza a tartalomjegyzékhez –


5. Napelemes rendszer típusok

  • Alapvetően két napelemes rendszer típust különböztetünk meg aszerint, hogy kapcsolódik-e a villamos hálózathoz:
    • Hálózatra kapcsolt napelemes rendszer
      •  korszerű megoldás
      • egész évi áramfogyasztást fedezheti
      • karbantartást nem igényel
      • időjárás függő áramtermelést a villamos hálózat segítségével kiegyensúlyozza
      • nyári többlet termelést átveszi az áramszolgáltató (törvényi kötelezettségük)
      • oda-vissza mérő órát az áramszolgáltató biztosítja
      • éves elszámolást kérve az áramszolgátatótól a nyári többletet télen visszavehetjük a hálózatból
      • napelemek által termelt egyenáram átalakítását 220V/50Hz-re és a hálózati visszatáplálást az inverter szabályozza
    • Szigetüzemű napelemes rendszer
      • teljesen független és önálló áramellátó rendszer
      • ajánlott, ha nincs villamos hálózat, vagy annak kiépítése nagyon drága lenne
      • akkumulátoros tárolással
      • karbantartást igényel
      • akkumulátorok élettartama véges, így 5-6 évente cserékkel számolni kell
      • hálózatra kapcsolt rendszer árának átlagosan kétszerese
      • télen csak napelemmel nem biztosítható 100%-os áramellátás (generátor kellhet)
      • a tárolt áramot 220V/50Hz-re visszaalakítja, amit standard elektromos berendezésekkel használhatunk

– vissza a tartalomjegyzékhez –


6. Napelem rögzítése

Napelemek telepítésénél nagyon fontos a rögzítés minősége, mivel 20-30 évre tartós, erős és az időjárásnak ellenálló rögzítéssel kell felrakni. Ezért csak hosszú távon is rozsdamentes rögzítést, alumínium és rozsdamentes acél rögzítési elemeket használunk tetőn.
Galvanizált vagy horganyzott vas kezelés és ellenőrzés nélkül 5-15 év után korrodálódik, így tetőre (ahol rendszeres ellenőrzésük nehezen biztosítható) az ilyen rögzítési megoldást nem javasoljuk.
A napelemeket rögzíthetjük ferdetetőre, lapostetőre vagy földre. A megfelelő (Magyarországon 30-40 fok közötti) dőlésszög kialakításához lapostetőn vagy földön alépítmény szükséges, így ezek költségesebb rögzítések. Ha van jó, dél-kelet és dél-nyugat közötti tájolású ferdetető, arra való rögzítés a gazdaságosabb megoldás.

 Napelem rögzítése cserepes tetőre Napelem rögzítése lapos tetőre Napelem rögzítése talajra

– vissza a tartalomjegyzékhez –


7. Inverter

Az eszköz a napelem rendszerek legfontosabb alkatrésze a napelem táblák után. A feladata az, hogy a napelem modulok által megtermelt egyenáramot az általános elektronikai eszközeink számára használható energiává alakítsa. Az inverterek között is egyre több típus található, fontos tulajdonságuk az átalakítási veszteség, és, hogy a magyar áramszolgáltatókkal elfogadtatható legyen a termék. Gyakran előfordul a szinuszos inverter megnevezés, ami ugyan ezt az eszközt jelenti.

A hálózati inverterek fő funkciói:

  • a napelemek által termelt egyenáramot váltóárammá alakítja,
  • a váltóáramot a villamos hálózat értékeihez szinkronizálja, védelmi funkciókat lát el,
  • megjeleníti a termelt áram mennyiségét, monitoring rendszerrel kiegészítve számítógépen is követhető részletes információkat ad az áramtermelésről.

Az inverterek méretezése

Kisebb rendszereket egyfázisú inverterekkel szokás szerelni (családi házaknál ez a jellemző), nagyobb rendszereket háromfázisú inverterekkel. Erőművi, több száz kilowattos rendszerek pedig akár konténernyi, középfeszültségre is kapcsolható inverterekkel és trafóval működnek.
Az inverterek méretezésénél a beépíteni kívánt napelemek összteljesítménye határozza meg. Javasolt a kiépített rendszerhez méretezett invertert használni, mert bár az inverterek széles tartományban tudnak dolgozni, jó hatásfokkal (ld. később) megfelelő méretezés mellett tudnak dolgozni.
Jó minőségű hálózati inverterek általában 2kW-nál indulnak. Ennél kisebb inverterek is léteznek, de általános szabályként elmondható, hogy minél kisebb az inverter, annál drágább az 1 Wattra jutó költsége.

Inverterek hatásfoka

Minden inverter adatlapján szerepel egy százalékban megadott hatásfok érték, általában a következő formában: inverter hatásfok
A hatásfok százalékban azt fejezi ki, hogy mekkora veszteséggel dolgozik az inverter, azaz a bejövő egyenáramból az átalakítás során mennyi vész el.
A fenti példában a maximális hatásfok az ideális körülmények (tökéletes besugárzás és hőmérséklet) esetén fennáló veszteségre utalnak (3% a példában). A második adat az Euro-hatásfok, ami pedig az Európában szokásos átlagos üzemelés és időjárás esetén meglévő veszteséget jelenti (3,7% ebben a példában).
A modern inverterek 95% feletti hatásfokkal dolgoznak, a legjobb inverterek 98%-osak ma a piacon.

Inverter technológiák

Két fő technológiával épülnek a ma kapható hálózati inverterek: transzformátorral és transzformátor nélkül.
A transzformátor nélküli inverterek általában magasabb hatásfokúak, újabb technológiának számítanak. Vékonyrétegű napelemekhez azonban általában korlátozottan használható.

Az inverterek élettartalma

Invertereket jellemzően 5 év garanciával kínálják a gyártók, várható élettartamuk 10-15 év. Ez azt is jelenti, hogy egy napelemes rendszernél és annak jellemzően tervezett 25 éves élettartama alatt egyszer számolni kell az inverter cseréjével.

– vissza a tartalomjegyzékhez –


8. Napelem megtérülés és hozamok

Hogy megtérülést számíthassunk, először is tudni kell, hogy mennyi megtermelt áramra számíthatunk napelemes rendszerünkből.
Leegyszerűsítve úgy számolhatunk, hogy déli irányba tájolt, 30-40 fok dőlésszögű 1 kW-os (1000 Watt összteljesítményű) napelemes rendszer átlagosan évente 1100 kWh áramra számíthatunk.
Azaz egy átlagos családi házra szerelt 2-3 kW-os rendszer 2200-3300 kWh-t tud megtermelni évente.
A fenti szám országos átlagnak mondható, természetesen van kisebb eltérés országos szinten is:
– Nyugat- vagy Észak-Magyarországon inkább 1050 kWh várható,
– Dél-Alföldön pedig 1150 kWh várható 1kW-os rendszertől.
Külső, független forrásként, illetve nem déli, vagy nem 30-40 fokos tető esetén történő számításhoz az Európai Unió egy kalkulátorát javasoljuk, ahol a helyszínnel és még számos paraméterrel kiszámíthatjuk a várható éves kWh áramtermelést: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php

– vissza a tartalomjegyzékhez –


9. PV napelem

Ez egy rövidítés a napelem már egyértelmű. A PV a fotovoltaikus kifejezés angol megfelelőjének a rövidítése.

– vissza a tartalomjegyzékhez –


10. kW

általánosan használt mértékegység az energia teljesítményének jelölésére 1 kW az 1000 W. Egy hajszárító 1800 W azaz 1.8 kW teljesítményű ez azt jelenti, hogy ha 1 órán keresztül folyamatosan használjuk akkor 1.8 kWh energiát fogyasztunk el. A napelem rendszerek esetében sokszor szóban 1-2-3 kW-os napelem rendszerről beszélünk viszont ez a kifejezés nem teljesen pontos, magyarázat a következő szócikkben.

10./A kWp egy újabb rövidítés a kilowatt peak azaz pillanatnyi csúcsteljesítményt jelent angolul. A napelem rendszerek esetében ez a pontos módja a napelem rendszer pillanatnyi teljesítményének kifejezésére. Fontos kiemelni, hogy ha vásárolunk egy 2 kWp méretű napelem rendszert az nem azt jelenti, hogy 2 db 100 W-os égőt és egy hajszárítót tudunk üzemeltetni vele.

– vissza a tartalomjegyzékhez –


11. kWh

A fenti mértékegységek után talán ez hangzik a legismerősebben. Hivatalosan az elvégzett munka mértékegysége, a köznyelvben az elektromos energia mértékegységeként használjuk a leggyakrabban. Sajnos a legtöbb családnak igen fontos ez a mértékegység, hiszen az áramszolgáltatóval történő elszámolás alapja a kWh. A napelem rendszerek kiválasztása során kiemelt figyelmet kell szentelni ennek az adatnak. Ugyanis nagyon fontos, hogy mennyi kWh energiát fogyasztunk jelenleg és, hogy a majdani napelem rendszer mennyi energiát fog megtermelni, természetesen minél jobban közelít egymáshoz ez a 2 szám annál alacsonyabb lesz a jövőbeni villanyszámla, ha pedig fedi egymást, akkor egyenesen nulla lesz a fizetendő összeg. De mit is jelent az 1 kWh ez azt jelenti, hogy egy 1kW teljesítményű fogyasztót 1 órán keresztül folyamatosan üzemeltetünk akkor 1 kWh energiát fogunk elhasználni.

– vissza a tartalomjegyzékhez –


12. É.V. jegyzőkönyv

Az engedélyezési folyamat során merülhet fel ez a kifejezés, az É.V. kifejezés az Érintés Védelmi szavakat rejti.

– vissza a tartalomjegyzékhez –


13. Villanyóra csere

Ezzel a lépéssel fejeződik be a napelem rendszer telepítése, viszont ez általában hónapokkal azután történik, meg hogy műszakilag átadtuk a napelem rendszert. A cserét az áramszolgáltató végzi el saját előírásai és időbeosztása alapján, így a telepítőnek nincsen ráhatása a csere időpontjára. A csere adminisztratív feladatait azonban minden esetben mi végezzük, a megrendelő csupán át kell, hogy adja a releváns információkat, kitölteni néhány papírt a személyes adatokkal, minden egyéb ügymenet rajtunk megy keresztül. A csere azaz az engedélyeztetési minden esetben megtörténik viszont szinte minden esetben, több hónapot vesz igénybe. A csere során minden esetben digitális eszköz kerül beépítésre, ha már ilyen óránk van lehetséges, hogy csak távolról frissítik a szoftverét és már indul is a visszatáplálás mérése.

– vissza a tartalomjegyzékhez –


14. Éves energia igény

A napelem rendszer árajánlatok begyűjtése során a legfontosabb adat, amit át kell adnunk az ajánlattevő cégnek. Hiszen ez alapján lehet a rendszert megtervezni, hogy a lehető legkisebb összegre csökkenthessük a villanyszámlánkat. Az információt az áramszolgáltató számláin találjuk meg a teljes évet pedig, vagy kikérhetjük központilag, vagy ha megvannak a korábbi számlák lefűzve, akkor csak összeadjuk. Az is elegendő, ha a végösszegeket adjuk össze abból gyorsan visszaosztható a tényleges energia mennyiség.

Amennyiben, további kifejezésesekkel találkozott, amiket nem tudott teljes magabiztossággal értelmezni, kérem ne habozzon, vegye fel velünk a kapcsolatot, hogy megfelelő választ tudjunk adni kérdéseire.

– vissza a tartalomjegyzékhez –


15. “Most építkezünk – házat tervezünk.” Mit vegyünk figyelembe a tervezésnél?

Elsősorban a tető tájolását, irányát és árnyékmentességét. Tájolásnál a dél-kelet és dél-nyugat közötti, 20-40 fokos dőlésszög az ideális napelemek részére – ilyen tető kialakítására érdemes törekedni. Árnyékmentesség pedig kiemelten fontos: akár 10%-os árnyékolás (és elég csak egy napelemen részlegesen is) az egész kör (8-14 napelem) teljesítményét visszaveti, akár 30-50%-ban is. Elég egy villanyoszlop árnyéka is, vagy egy kiugró tetőablak is jelentősen rontja a lehetőségeket.
Ha van jó tető, akkor még az inverter elhelyezését kell végiggondolni: általában garázsba, gépészeti vagy kazánhelységbe javasoljuk, esetleg gardrób vagy spájz lehet jó hely az inverternek, de lehet az előszobában vagy konyhában is. Nem javasolt: lakó vagy hálószoba (halkan zümmög az inverter), és zárt tetőtér sem, mert ott túlmelegedés miatt leállhat az inverter.
Ha ez is megvan, akkor villamossági kialakításnál érdemes egy jó vastag gégecsövet majd előkészíteni, falba vésni a déli tető és az inverter helysége között a napelem-inverter kábelekhez. Továbbá egy közepesen vastag gégecsövet az inverter-kapcsolószekrény (hétköznapiul biztosíték doboz) között az inverter bekötéshez. Fontos tehát, hogy az inverter nem a mérőhöz (nem a villanyórához) kapcsolódik majd, hanem oda lesz bekötve, ahol a többi kismegszakító (biztosíték) van. És természetesen a bejövő teljesítménynél is figyelni kell a méretezésre, azaz hogy legalább 1x25A vagy 3x16A kerüljön kiépítésre az áramszolgáltató részéről.
Ezen kívül más előkészítés nem szükséges, kivitelezést akkor lehet elkezdeni, ha kész a tető.

– vissza a tartalomjegyzékhez –