Napelemes villamosenergia termelő rendszerek tervezése és kivitelezése


GYIK

Az alábbi oldalon számos olyan kérdésre kap választ, amik ismerete hasznos lehet ahhoz, hogy Ön megalapozott döntést hozzon egy napelemes rendszer beüzemelése előtt. Amennyiben további információkra van szüksége vagy kellő ismeretekkel rendelkezik a személyes egyeztetéshez, keressen bennünket elérhetőségeink egyikén.

Fókusz-téma: Az áramkereskedő milyen áron veszi át a megtermelt energiát?

Mivel erőművünk a belső fogyasztói hálózatra csatlakozik, a termelt energia itt el is fogyasztható. Amennyiben a termelés pillanatnyilag több mint szükségletünk, visszatápláljuk a hálózatba. Az energia elszámolása az elszámolási időszakon belül megmért fogyasztás és visszatermelés különbözete alapján történik, ez a szaldós elszámolás.

• Elszámolási időszakon belül, a fogyasztás nagyságáig, a villamos energia elszámolása a szaldóképzés alapján 100%-os áron történik.

• Amennyiben a villamos energiatermelés a fogyasztott villamos energiát meghaladja, a többlet az évi átlagos teljes (rendszerhasználati díjjal növelt) villamos energiaár 85%-án kerül elszámolásra és számla ellenében kifizetésre.

Lakossági fogyasztóként napszakos tarifabontás nélkül szolgáltatják az energiát, a termelés során is egységes tarifával kell számolni; a vezérelt fogyasztás (bojler, villanykályha) nem vesz részt az egyenleg-képzésben.



Hazánk milyen benapozási adottságokkal rendelkezik?

A napsütéses órák száma kb. 1900 - 2200 óra/év, amely kedvezőbb, mint a szomszédos Ausztriában. A napsugárzás által a vízszintes felületre vonatkoztatott energia mennyisége éves szinten 1200 - 1300 kWh/m2 érték.



Mennyi energiát termel évente egy-egy napelemes rendszer?

A napelemes rendszer által termelt energia mennyisége több tényező függvénye, melyek közül a legfontosabbak:


• a cellák fajtája /mono-, polikristályos, amorf, stb./,
• a panelek belső felépítése, árnyéktűrése és hőfoktényezője,
• a rendszer topológiája és vezetékezése,
• az inverter működésmódja, technológiája, hatásfoka,
• a panelek tájolása, dőlésszöge,
• árnyék hatások, környezeti hőmérséklet,
• és természetesen a beeső napfény intenzitása és időtartama.

A fentieket figyelembe véve egy 1000Wp névleges teljesítményű rendszer kb. 1100-1150 kWh villamos energiát termel egy év alatt. Ez az érték az átlagosnál jobb benapozású helyeken és az eszközöket valamint az elhelyezést (hűtés) jól megválasztva - azaz gondos tervezéssel - 5-10%-kal növelhető. Konkrétumokat kollégáink tudnak mondani a helyszíni konzultációt követően.



Mennyi idő alatt térül meg a beruházás?

A műszaki részleteken túl - panel- és inverter-választás - a megtérülés elsősorban a finanszírozási konstrukciótól függ. Egy-egy kedvező pályázati lehetőséget kihasználva az általunk készített tervek szerint megépített rendszer akár 4-6 év alatt is megtermelheti a befektetett összeget. A megtérülési kalkulációkban az eszközök öregedése is szerepel, azonban a villamos energia árának jövőbeni változását prognosztizáljuk, továbbá figyelmen kívül hagyjuk azt a tendenciát, miszerint a napsütéses órák száma évről évre növekszik, így hozzávetőleges értéket kapunk.

A döntés meghozatala előtt azt is érdemes szem előtt tartanunk, hogy a mono- vagy polikristályos cellákból felépített erőmű - hosszú élettartama miatt - mindenképpen megtermeli a beruházási költséget, majd további "évtizedeken" át termeli az energiát.

A naperőművek esetén is igaz az az általános költség-elv, hogy az összteljesítmény növekedésével a fajlagos - egységnyi kW-ra vetített - beruházási összeg csökken.



Mi a várható tendencia a napenergia hazai felhasználását illetően?

A napenergia környezetbarát energiaforrás, amely gyakorlatilag korlátlanul rendelkezésre áll. Az EU követelményrendszere is befolyásolja a megújuló energiaforrások elterjedését. A 2001-ben elfogadott irányelv szerint 2010-re Magyarországon - a gazdasági teljesítőképesség alapján - 6-7%-os megújulókból termelt villamos energia arányt kell-kellett elérni.

A távolabbi cél, hogy 2020-ig 13%-os megújuló energia-termelési arányt kell produkálni hazánknak. Ezzel nem sokkal maradunk el Szlovákiától, Lengyelországtól és Csehországtól, ugyanakkor Románia a 24 százalékos vállalásával kiemelkedik a térségben.



Ki lehet háztartási méretű kiserőmű (HMKE) beruházó?

A háztartási méretű kiserőműnél az erőmű nagysága és a hálózatra csatlakozás módja van szabályozva, tehát ilyen termelői kapacitást magánemberek és társaságok is létrehozhatnak.

Egy házi naperőmű jellemzően a háztartási méretű kiserőmű (HMKE) besorolásba esik a VET szerint, azaz

• teljesítménye nem haladja meg az 50kVA-t, (egy átlagos háztartás éves villamos fogyasztásának megfelelő energiamennyiséget 2-3 kVA-es napelemes rendszer megtermeli),
• a felhasználó kisfeszültségű (230/400V) hálózatához csatlakozik,
• és teljesítménye nem haladja meg a fogyasztóként rendelkezésre álló értéket, (ez két lépcsős eljárással kiküszöbölhető: először teljesítménybővítést igényelünk, majd erőművet létesítünk).


Mi történik akkor, ha a tervezett rendszer 50kVA-nál nagyobb teljesítményű?

Ez esetben is csatlakozhat áramszolgáltatója hálózatához, de amit termel, érdemes elfogyasztani, ugyanis a többlet termelést szolgáltatója nem köteles átvenni. Tanácsos a hálózati engedélyessel és az áramkereskedővel egyaránt egyeztetni - írásos állásfoglalást kérni - a beruházás tervezési fázisában.



Milyen élettartama van a napelemeknek?

A mono- és polikristályos napelemek élettartama várhatóan több, mint 30 év. Ezt a várakozást az is alátámasztja, hogy a nevesebb gyártók 25 év teljesítmény-garanciát adnak az egyes eszközökre, amiben azt vállalják, hogy az eszköz a névleges teljesítményének még legalább 80%-át biztosítja ekkor.

A vékonyréteg technológiával készült panelek élettartama a fentieknél rövidebb (a tényleges érték nagyban technológia-függő), ezzel együtt áruk is alacsonyabb.

A kristályos modulok öregedése fizikailag alátámasztott természetes folyamat, ami független a panel-gyártótól.



Milyen elszámolási időszakot érdemes választani?

A jogszabály a felek megállapodása alapján havi, negyedéves, vagy éves elszámolási időszakot tesz lehetővé. Mivel elszámolási időszakon belül szaldóelszámolást kell alkalmazni, érdemes az egy éves elszámolási időszakot választani. A helyben el nem fogyasztott termelt villamos energia mérés után bekerül a villamos energia rendszerbe, ahonnan az elszámolási időszakon belül bármikor visszavehető. Éves szinten a fogyasztáshoz illesztett termelői kapacitás termelt/fogyasztott energiái kiegyenlítődhetnek.



Többlet termelés esetén milyen adózási kérdések merülnek fel?

Elszámolási időszakban a fogyasztást meghaladó termelés esetén, a többlet villamos energia a közcélú villamos energiarendszerbe kerül. A többlet energia elszámolása a termelő által kibocsátott számla alapján történik. A termelőnek a bevételre vonatkozóan adó fizetési kötelezettségei képződnek.



Milyen technológiával készült napelemet válasszak?

A piacon nagy tömegben három féle technológiával készült napelem terjedt el: monokristályos, polikristályos és vékonyréteg (amorf) szilícium. Általánosságban elmondható, hogy az előbbi kettő hatásfoka és élettartama is jobb az utóbbinál, míg utóbbi olcsóbb és a környezeti hatásokra kevésbé érzékeny.

Amennyiben optimális elhelyezést tud biztosítani a paneleknek és hosszú távra tervez, azaz megtérülő beruházást szeretne, javasoljuk, hogy mono-, vagy polikristályos napelemeket tervezzen rendszere elemeként. Ezek az eszközök többszörös élettartammal rendelkeznek, viszont ez az árukban ilyen arányban nem tükröződik.



Milyen elven működő napelemes rendszerek léteznek?

Alapvetően kétféle működési módú rendszert különböztetünk meg:

Szigetüzemű, melynek jellemzői:
• Elemei: napelem(ek), töltésszabályozó, akkumulátor(ok), helyi fogyasztók és a vezetékrendszer.
• A villamos energia a napelem modulokban generálódik és a szolár akkumulátorokban tárolódik. A fogyasztók ellátása töltésszabályzón keresztül 12 vagy 24V egyenfeszültséggel történik, ill. amennyiben szükséges a töltésszabályzót inverter helyettesíti, ez esetben 230V váltakozóáramú fogyasztók is elláthatók.
• Előnye, hogy villamos hálózattal nem rendelkező területeken (tanya, nyaraló, erdészház, stb.) is biztosítja az energiát.

Hálózatra visszatápláló (más néven: szinkron üzemű), melynek jellemzői:
• Elemei: napelem(ek), inverter, helyi fogyasztók, szaldós mérőóra és a vezetékrendszer.
• A napelemek által szolgáltatott energiát 230V váltakozófeszültséggé alakítjuk, így látva el a házon belüli fogyasztók energiaigényét. Amikor nincs fogyasztás a napelemek közvetlenül a hálózatra táplálnak vissza, ekkor „fordítva” forog a villanyóra. Ha viszont a napelemek nem termelnek áramot, a szükséges energia a megszokott módon a villamos hálózatból kapjuk (pl. este, borús időben).
• Előnye, hogy nem függünk a villamos-energia árától, sőt, abból hasznunk is származik.



Mi az optimális elhelyezése a napelemeknek?

A mi szélességi foktartományunkban az optimális dőlésszög kb. 30-35 fok a vízszinteshez képest, déli tájolás mellett. Könnyen belátható, hogy nincs egy konkrét szög, mivel a nap pályája télen laposabb a nyárihoz képest, rendszerünket pedig egész éves termelésre méretezzük.
A legjobb megoldás a napkövető mechanizmussal kombinált rendszer, ennek a haszna azonban nem biztos, hogy fedezi a jelentős költségtöbbletet.
A napelem fizikailag egy károsanyag-, szag- és hangkibocsátás mentes eszköz, így nem zavarja a környezetében élőket, csupán esztétikai értelemben lehet kifogásolható.



Milyen engedélyek kellenek a napelemes beruházáshoz?

A napelemek fizikailag építési engedély nélkül telepíthetőek. Az áramszolgáltató (elosztói engedélyes) hálózatához való csatlakozás egy igénybejelentő-lap kitöltésével kezdeményezhető, aminek befogadása után a szolgáltató meghatározza a csatlakozás műszaki feltételeit, valamint azt, hogy milyen tartalmú és részletességű csatlakozási dokumentáció elkészítése szükséges.
Fentiek az 50VA alatti teljesítményű, háztartási méretű kiserőművekre vonatkoznak.



Mennyibe kerül a hálózatra csatlakozás?

A csatlakozásnak nincs költsége, ha a rendelkezésre álló teljesítményig épül be a termelőkapacitás. Ekkor hálózat megerősítésre, fejlesztésre nincs szükség, így csatlakozási díj fizetési kötelezettség nem keletkezik. A meglévő mérőberendezés kétirányú mérőre való cseréje 3x16A csatlakozási teljesítményig az áramszolgáltató kötelezettsége, fölötte a szerződő felet terheli. (Ezt a korlátozást az EDF DÉMÁSZ és az E-On feloldotta, a mérőcsere 3x16A fölött is ingyenes.)



Egy- vagy háromfázisú csatlakozású legyen az erőmű?

Egyfázisú fogyasztói csatlakozás esetén max. 5 kVA-es termelő berendezés csatlakoztatható, akkor is, ha a rendelkezésre álló teljesítmény lehetőséget adna nagyobb csatlakozási teljesítményre.
Háromfázisú fogyasztói csatlakozás esetén a termelő berendezés, egyfázisú (max. 5 kVA), vagy háromfázisú csatlakozása (maximum a rendelkezésre álló teljesítményig, de max. 50 kVA) is megvalósítható. Ebben az esetben egyfázisú termelő berendezés hálózatvizsgálat nélkül 2,5 kVA-ig csatlakoztatható. 2,5 és 5 kVA közötti névleges teljesítőképességű termelőegységek egyfázisú csatlakoztatását az elosztói engedélyes a hálózati paraméterek figyelembevételével, az igénybejelentésre adott műszaki-gazdasági tájékoztatóban írt feltételekkel engedélyezheti.



Miért 1050 - 1150 kWh a tényleges éves termelés 1000Wp-ra nézve, annak ellenére, hogy egyes szakmabeliek 1300-1400 kWh-t említenek?

Erre a kérdésre egy összetett válasz adható: ha az éves napsugárzást, árnyékmentes felületet és a panelek hatásfokát nézzük, akkor valóban a nagyobb értéket kapjuk eredményül, mint éves hozam. Azonban egy napelemes rendszer számos komponensből áll, amik mind veszteséget is okoznak.

A teljesség igénye nélkül néhány jellemző veszteségforrás:
• panelek gyártási tűrése, azaz eltérés az elvi hatásfoktól,
• modulok felületi szennyezettsége,
• modulok hőmérséklete,
• saját vagy külső árnyékolás,
• veszteségek a házi vezetékrendszerben,
• inverter munkapont-beállítási tökéletlenség,
• inverter egyéb veszteségei,
• transzformátor vesztesége - ha van a rendszerben.

Szakszerű tervezéssel a fenti hatások némelyike kiküszöbölhető vagy minimálisra szorítható, azonban azt is megállapíthatjuk, hogy ennek ellenkezője szintén igaz.



Hogyan befolyásolja a tájolás a hozamot?

Ha a rendelkezésre álló felületünk eltér a déli iránytól, az alábbi módon alakul a rendszerből nyert teljesítmény (30 fokos dőlésszög mellett, hazai szélességi foktartományban, polikristályos napelemmel):


eltérés szöge:hozam együttható:
1
10°0,99
20°0,98
30°0,97
40°0,96
50°0,94
60°0,91
70°0,88
80°0,85
90°0,81

Az adatokból kitűnik, hogy nem déli tájolású tető esetén sem kell elvetnünk a naperőmű ötletét, mert az irányszög csak kisebb mértékben befolyásolja a hozamot.



Érdemes-e forgató berendezést (tracker) alkalmaznunk a hozam növelésére?

Alkalmazhatunk egy- vagy két tengely mentén forgatható, a nap aktuális állását követő eszközöket a napelemek hozamának növelésére. Ezek a megoldások mindig automatikusak, számos megvalósítási módjuk létezik. Előnyük, hogy az egy tengelyessel (függőleges forgástengely) max. 20%-kal több hozamot lehet elérni, míg a napfény beesési szögének követésével max. 35% plusz prognosztizálható.

A forgató berendezés léte számos hátránnyal is jár:
• karbantartás igényes, számos mozgó alkatrésszel,
• költséges a megvalósítása,
• érzékeny a természeti hatásokra (szél, eső),
• saját vagy külső árnyékolás,
• energiát igényel az üzemeltetése.

Fentieket és az egyre olcsóbb panelárakat figyelembe véve elmondható, hogy Magyarországon a jelenlegi átvételi támogatás (pontosabban annak hiánya) mellett nem érdemes forgató berendezést telepítenünk, mert nem vagy csak sokára térül meg.



Mik az áramszolgáltatói engedélyezési eljárás lépései?

Hazánkban jellemzően a háztartási méretű kiserőmű (HMKE) besorolás alá eső (<50kVA, kisfeszültségű hálózatra csatlakozik) napelemes erőművek engedélyeztetése és telepítése történik.

A HMKE létesítésének menete vázlatosan:
1. Igénybejelentés termelő által (ki, hol, mekkora teljesítményt, milyen eszközökkel)
2. Előzetes tájékoztató levél elosztói engedélyestől (hálózat-topológia leírása és vizsgálat eredménye)
3. Csatlakozási tervdokumentáció termelő tervezője által (benne részletesen leírva a hely, az erőmű eszközei, a védelmi berendezések és beállítási értékek, a tulajdoni viszony és határ, termelői és forgalmazói nyilatkozatok, közüzemi szerződés másolata, stb.)
4. Terv véleményezése (esetleges hiánypótlási igény)
5. Jóváhagyás
6. Létesítés
7. Mérőcsere (szaldós elszámolásúra), beüzemelési ellenőrző mérések lefolytatása
8. Szerződéskötések a termelt energia átvételére

A folyamat az igénybejelentéstől a mérőfelszerelésig 6-8 hét alatt zajlik le.



Milyen karbantartási tevékenységek szükségesek egy napelemes rendszer üzemeltetéséhez?

Hazánkban évtizedes üzemidővel rendelkező PV naperőművet elvétve találni, azonban az európai tapasztalatok alapján az alábbi üzemeltetési tevékenységeket kell elvégeznünk:

• Modulok felületének rendszeres tisztítása a ráülepedett por és egyéb szennyeződések eltávolítása érdekében.
• Villamos csatlakozási pontok évenkénti felülvizsgálata.
• Inverter néhány évenkénti belső tisztítása, mozgó alkatrészek (hűtőventilátorok) üzemének ellenőrzése.
• Védelmi berendezések funkcionális ellenőrzése.



Általában mekkora garancia érvényes egy-egy rendszerelemre, a teljes erőműre?

A napelemes rendszer - méretétől függetlenül - az alábbi részegységekből épül fel:

• Napelem modulok
• Inverter(ek)
• Villamos szerelvények (vezetékhálózat, megszakító és leválasztó eszközök, védelmi berendezések)
• Mechanikai szerelvények (rögzítő és opcionálisan forgató eszközök)

A modulokra jellemzően kétféle garancia vonatkozik: általános termékgarancia, mely 5-10 között változik gyártótól függően; és ún. teljesítmény-garancia, mely megmondja, hogy n én eltelte után a modul névleges teljesítményének hány százalékát adja le. Tipikus értékek: 20 év után 90%, 25 év után 80%.
Az inverter a következő kritikus elem, melyre 5-7 és a garancia a hazánkban engedélyezett eszközök esetén. Számos mozgó alkatrészt és aktív áramköri elemet tartalmaz, így meghibásodási valószínűsége nagyobb, mint a moduloknak.
A villamos és mechanikai szerelvényekre és a kivitelezésre rendszerint az erőmű telepítője vállal garanciát, ami cégenként eltérő.