Mire figyeljünk a napelem rendszer tervezésénél és kivitelezésénél?
A legtisztább és legígéretesebb megújuló energiaforrás a napenergia!
A napelem kiválasztás főbb szempontjai
Napelem típusok
Napelemes rendszer típusai
A napelem és napkollektor közti különbség
A Solaredge inverterek előnyei
A BISOL prémium minőségű, könnyűszerelésű napelemének angol nyelvű szerelési útmutatója COP referenciával (p 14)
Mire figyeljünk a napelem rendszer tervezésénél és kivitelezésénél?
A napelemek jó elhelyezése a tetőn különös fontossággal bír, mert egy rosszul elhelyezett napelem mező nem fogja hozni a tőle elvárt teljesítményt.
A napelemek elhelyezésénél ügyelni kell az árnyékolásra. Fák, kémény és egyéb árnyékoló tényezők rontják a napelem mezőnk teljesítményét és így növelik a rendszerünk megtérülési idejét is. Általában úgy lehet kalkulálni, hogy egy 2,5 kW napelemes rendszer 10 db modulból áll, aminek minimum 17-18 m2 tetőfelületre van szüksége ferde tető esetén. Lapos tető esetén 30 m2 körüli tetőfelületre van szükség.
Az inverterek elhelyezése szintén nagyon fontos része a napelemes rendszernek. Optimális elhelyezése az inverternek az, ha maximum 25-30 C fokos helységbe helyezzük el, lehetőleg minél közelebb a villanyórához vagy a biztosíték szekrényhez, ahol az áramszolgáltató hálózatához tudunk csatlakozni, illetve a napelem mezőhöz is minél közelebb legyünk, mert így a DC oldali vezeték hossza is rövidebb.
A túlfeszültség védelemre is oda kell figyelnünk a DC és AC oldalon egyaránt, mivel ez megvédi az inverterünket a nem kívánt elektromos behatásokkal szemben.
A szolár vezetékeknek UV és időjárás állónak kell lenniük, mivel ezek a napelemekkel és a tartószerkezettel együtt szintén ki vannak téve az időjárásnak, átlagosan 20-30 évig.
A napelem rendszer csatlakozási dokumentációjának elkészítését csak az áramszolgáltatónál tervezői jogosultsággal rendelkező villamosmérnök végezheti. Az engedélyezésnek áramszolgáltatótól függően 1,5-3 hónap átfutási ideje van.
A legtisztább és legígéretesebb megújuló energiaforrás a napenergia!
Kimeríthetetlen energiaforrás;
Energiatakarékos:
Csökkenthető általa az energiahordozók-importja
Kiválthatja közüzemi függésünket.
Kiszámítható általa az áramtermelés
Környezetbarát: nincs CO2 károsanyag kibocsátás, sem más káros környezeti következmény;
Az egyik legjobb hosszútávú befektetés mind anyagi, mind környezetvédelmi okból egyaránt;
Élettartamuk több évtized: akár 25-30 év;
Minimális a működtetési, karbantartási és szervizelési költsége: a folyamatos ráfordítás költségei elenyészők a manapság 3,5-4-szeresére növekedett hagyományos villamos energia-, földgáz-, pébégáz-, távhőenergiák fogyasztói árához képest;
Környezettudatosabbá tesz;
A szélsőséges időjárást jól tűrik;
Nem használt háztetőkön, parlagokon, mezőkön is elhelyezhető;
Bárhol előállítható: napelemes rendszerrel megoldható a villamos hálózattól távol eső területek gazdaságos energiaellátása is;
Hőszivattyúval kombinálva akár teljesen lenullázhatjuk áram- és gázszámlánkat, kiválthatjuk függésünket az áram- és gázszolgáltatóktól!
Napelem kiválasztás főbb szempontjai
Első körben azt kell eldönteni, hogy a teljes éves energiafogyasztást szeretnénk-e lefedni, és ehhez mekkora terület áll rendelkezésünkre. Ha ezt tudjuk, meg kell határozni, hogy mekkora teljesítményű rendszerre van szükségünk.
Mekkora teljesítményű rendszerre van szükségünk az éves fogyasztásunk lefedésére?
Ma Magyarországon átlagosan egy 1 kW-os rendszerrel 1100 kWh áramot tudunk termelni. Ezért ahhoz, hogy megtudjuk, milyen teljesítményű, azaz hány kW-os rendszerre van szükségünk, az éves fogyasztásunkat el kell osztani 1100-zal (azaz, ha pl. éves szinten 3000 kWh a fogyasztás, akkor 2,7 kW-os rendszer tudná fedezni a teljes fogyasztást – 3000/1100=2,7.)
Mennyi napelemre van szükségünk?
A rendelkezésünkre álló terület határozza meg, hogy mennyi napelemet tudunk elhelyezni. A szükséges terület nagysága a napelemek hatásfokától függ. A magasabb hatásfokú napelem kisebb területen is képes ugyanakkora teljesítményre, mint az alacsonyabb hatásfokú napelem. Ennek megfelelő ’kimérését’, kiválasztását egyeztessük a kivitelezővel a döntés előtt.
Napelemek hatásfoka: ez a szám azt mutatja meg, hogy 1m2-re érkező besugárzást milyen hatékonysággal tud a napelemünk hasznosítani. Százalékosan fejezi ki, hogy a napelem mennyi napenergiát alakít át elektromos energiává. A nagyobb %-os hatásfok nem egyenlő a nagyobb teljesítménnyel.
Garancia: A napelem kiválasztásánál fontos szempont a gyártó/forgalmazó által vállalt garancia tartama is.
Kétféle garanciát különböztetünk meg:
termékgarancia: általánosan 10 év a gyártási garancia a napelem szerkezeti anyagokra
teljesítménygarancia: 10 év használat után általában 90%, 25 év után 80%.
Az általunk forgalmazott napelem panelek többségének termékgaranciája: 12 év, teljesítménygaranciája 25-30 év utánra is 80%!
Napelem típusok
Polikristályos napelem:
Több cellából felépülő napelem, amelynél minden cellát – nevéből adódóan – több kristály alkot. Ár-érték arányban a legjobb napelem típus, mert bár hatásfoka kisebb a monokristályos napelemnél:15-17%, de olcsóbb az előállítási költsége, ára kedvezőbb, valamint a tájolásra és dőlésszögre is kevésbé érzékeny, így a napelemes rendszerek telepítésekor szélesebb felhasználási lehetőséget nyújt. Élettartama 25 év körüli.
Monokristályos napelem:
A monokristályos napelem több cellából épül fel, és minden cella egy kristályszerkezetet alkot. Több szilícium réteg összehegesztésével készül. A legjobb hatásfokú napelem, hatásfoka 18-21% . A közvetlen napfényt jobban hasznosítja, mint a szórt fényt, ezért a tájolásra és dőlésszögre érzékenyebb, a napelemes rendszerek tervezésekor erre oda kell figyelni. Élettartama 30 év körüli.
Amorf napelem:
Teljes felületét egyetlen fekete árnyalatú amorf kristály alkotja. Általában valamilyen hordozóra, például vékony acéllemezre vagy üvegre viszik fel a félvezetőt néhány mikron vastagságú rétegben, ily módon lehet hajlékony vagy átlátszó napelemeket is készíteni, ami nagyban növeli a felhasználás lehetőségeit. Olcsó az előállítása, a mono- illetve polikristályos napelemekhez képest kevésbé érzékeny a melegedésre, és a szórt fényt jobban hasznosítja. Hátránya ugyanakkor, hogy nagy felületre van belőle szükség, mivel hatásfoka a leggyengébb: 4-6 % között mozog. Az élettartama pedig rövidebb a mono-, illetve polikristályos napelemekhez viszonyítva: 10 év körüli.
Napelemes rendszer típusai
Hálózatba tápláló napelemes rendszer
Fő részei: napelem, tartó szerkezet, szolár kábel, áramszolgáltatói engedéllyel rendelkező inverter. Működési elve: A hálózatba tápláló napelem rendszernél nem használunk akkumulátorokat, hanem a megtermelt plusz, fel nem használt energiát visszatápláljuk az áramszolgáltató elektromos hálózatába AD-VESZ mérőórán keresztül. Ezért csak azokat az inverter típusokat fogadja el az áramszolgáltató, amiket engedélyezett, mivel az invertereknek ebben az esetben sok műszaki és biztonsági előírásnak, szabványnak kell megfelelnie. Például ha az áramszolgáltató hálózatából elmegy az áram, áramkimaradás van, akkor a hálózatba tápláló napelem rendszer inverterének is azonnal le kell kapcsolódni az elektromos hálózatról. (A szigetüzemű napelem rendszerrel lehet csak azt elérni, hogy az áramkimaradás ideje alatt is legyen elektromos energiánk az épületünkben, hálózatba tápláló napelem rendszerrel ezt nem lehet biztosítani.) A hálózatba tápláló napelem rendszer csatlakozási dokumentációjának elkészítését csak az áramszolgáltatónál tervezői jogosultsággal rendelkező villamosmérnök végezheti. Az engedélyezés átfutási ideje: áramszolgáltatótól függően 1,5-3 hónap. Áramszolgáltatók által engedélyezett inverterek listája az alábbi linkeken találhatóak: EDF DÉMÁSZ inverterek listája ELMŰ ÉMÁSZ inverterek listája EON inverterek listája
Szigetüzemű napelemes rendszer
Fő részei: napelem, tartó szerkezet, szolár kábel, töltés szabályzó, akkumulátor, inverter (opcionális). Működési elve: Szigetüzemű napelem rendszer esetén nem csatlakozunk a villamosenergia hálózatra, rendszerünk 'önállóan' működik: a megtermelt energiát vagy közvetlenül felhasználjuk vagy akkumulátorba töltjük későbbi felhasználás céljából, azaz nem tápláljuk a megtermelt energiát az áramszolgáltató hálózatába.
Ezeket a rendszereket olyan helyeken javasoljuk, ahol egyáltalán nincs áramszolgáltató - pl.: tanyák, hétvégi házak -, hisz ilyenkor olcsóbb egy szigetüzemű napelem kiépítése, mint az áramszolgáltatóval elvégeztetni a szükséges hálózatfejlesztést.
Költség, megtérülés: E rendszer költségei egységnyi hasznosított energiamennyiségre vonatkoztatva 50-70%-kal magasabbak, mint egy hálózatra tápláló rendszer esetén - ez az akkumulátor telep költségeinek és a tárolókapacitás korlátozott méretének eredménye -, ezért ha van a közelben áramszolgáltató, olcsóbb a hálózati kapcsolattal kiépített rendszer kialakítása, és beruházásunk is gyorsabban megtérül. Ugyanakkor - mivel csak annyi energiát tudunk felhasználni, amennyit a rendszerünk megtermel -, a szigetüzemű napelemes rendszer energiatudatosabb működést, fogyasztást eredményez.
Inverter alkalmazása: Inverterre akkor lehet szükség, ha nagyobb, váltakozó áramú (230 V, 50Hz) fogyasztót (is) el akarunk látni a szigetüzemű rendszerrel. A kisfeszültségű hálózat áramforrása a napelem töltsévezérlő lesz. Mindkét esetben - inverterrel vagy nélküle - párhuzamosan látja el e napelemes rendszer a fogyasztókat hol közvetlenül a napelemből, hol az akkumulátorból.
Hibrid napelemes rendszer
Hibrid napelemes rendszernek számítanak azok a rendszerek, amelyeknél a hálózatba tápláló napelemes rendszer előnyét ötvözzük a szigetüzemű napelemes rendszer előnyeivel. Ehhez speciális inverterekre van szükség, amelyek le tudják kezelni mindkét napelemes rendszer műszaki feltételeit. A hibrid rendszerek úgy működnek, hogy elsősorban az akkumulátor bankot töltik fel, illetve tartják szinten, és ezen felül a plusz energiát, amit nem használunk fel, azt visszatáplálják az áramszolgáltató hálózatába. Ennek a rendszernek a nagy előnye, hogy áramszolgáltatói áramszünet esetén is működőképes a napelem rendszerünk olyan teljesítmény mértékben, amilyen az inverter szigetüzemű működési tartománya. A hibrid napelemes rendszer működési ideje és teljesítménye függ a rendszerbe épített akkumulátor banktól, mivel ebben az esetben egy szigetüzemű napelemes rendszerként működik a hibrid rendszer. Amint megszűnik az áramszolgáltatónál az áramszünet, azonnal visszakapcsol a rendszer, és elkezdi visszatölteni az akkumulátort a töltési szintjéig, illetve visszatáplál a hálózatba, ha azt a fogyasztás mértéke megengedi.
A napelem és napkollektor közti különbség
Nagyon leegyszerűsítve a legfőbb különbség a két technológia
között az, hogy míg napelem segítségével a napsugárzás villamos energiává alakítható,
addig a napkollektor a napenergia felhasználásával közvetlenül állít elő
fűtésre, vízmelegítésre használható hőenergiát.
A napelemek a napkollektorokhoz képest télen jobb termelési eredményekkel rendelkeznek, ugyanis a hidegebb hőmérséklet nincs rájuk negatív befolyással.
A napkollektor alkalmazása
fűtéshez az épület megfelelő hőszigetelését feltételezi, és általában
csak tavasszal és ősszel, mint átmeneti, illetve télen, mint kisegítő fűtés használatos.
A Solaredge inverterek előnyei
Hogyan maximalizálható az egyes modulok teljesítménye a Solaredge inverterrel?
A BISOL EasyMount Structures napelem prospektusa
BISOL EasyMount Structures