Napelem, napelem rendszerek

Napelem rendszerek olyan eszközök, amelyek a fénysugárzási energiát, elsősorban napenergiát, közvetlenül villamos energiává alakítják, melynek alapja, hogy a fény elnyelődésekor a solarmodul mozgásképes töltött részecskéket generál és egyenáramot termel. Ez az egyenáram azután tárolható akkumulátorokban és átalakítható a háztartások számára felhasználható 220 V-os váltóárammá is, közvetlenül felhasználható a fogyasztók számára és visszatáplálható az elektromos hálózatba és így értékesíthetővé válik. A napelem segítségével oldják meg már 1958 óta az űreszközök üzemeltetését. Mára a földi elektromos áram előállításra is alkalmazzák, pl. parkolójegy automatáknál, számológépekben, zajvédő falaknál és szabad tető felületeken stb.

A napenergia a legfontosabb energiaforrásunk. Nem csak azért, mert környezetkímélő, hanem azért is mert az egész világon létezik, kimeríthetetlen és főleg ingyen van.

A jövőben a napenergia fogja biztosítani az áramellátásunkat. Ezért fontos, hogy olyan napelemeket / üzemeket telepítsünk melyek minél hosszabb élettartalmúak. Ez nem csak a CO2 lábnyomot minimalizálja, hanem gazdaságilag is előnyös.

Ezért nagyon fontos, hogy magas minőségű napelemek legyenek felhasználva. Ez a gazdaságosabb út!!! Tehát, az olcsó napelem sokszor drága! … és a drágább napelem sokszor olcsóbb!

Egy másik lényeges gondolat, hogy egy európai termék esetén a garanciális eseteket sokkal gyorsabban lehet bonyolítani, és a legfontosabb az, hogy a beruházásra befektetett pénz Európában marad. Ez a pénz megint visszakerül az európai pénz körfoyamatába és ismét találkozunk vele pl. napelem támogatás formájában.

A Zenerg Kft.  a Greenetik Kft.  kereskedelmi partnere, amely magas minőségű napelem modulokat importál Ausztriából, hálózati betápláláshoz, ill. un. sziget üzemmód megoldásokhoz. Ausztriában már nagy hagyománya van a napelem rendszerek alkalmazásának.

Osztrák és német napelem gyártó partnereink Európában több ezer referencia berendezéssel és évtizedes tapasztalattal rendelkezik.

A Zenerg Kft. széleskörű szolgáltatásokat ajánl partnereinek a napelem rendszer engedélyeztetéstől, a hiteleztetésen és támogatási pályázatok elkészítésén keresztül a kulcsrakész átadásig.

A napelemek fajtái

Alapanyag szerint többféle napelemet különböztetünk meg:

• Egykristályos szilícium (Si) napelem: drágák, de hatékonyak. A legkorszerűbb panelek hatásfoka 18%, laboratóriumi körülmények között 25% (az elméleti határ 31%)
• Polikristályos Si napelem
• Amorf szilícium napelem: olcsóbbak
• Fém–félvezető–fémszerkezetek: festékanyagokkal érzékenyített félvezető-oxidok. A hatásfokuk kevesebb, mint 10%. Példa: kadmium-tellurid és a réz-indium-tellurid napelem
• Adalékolt amorf félvezető napelem
• Szerves anyagokból (polimerekből) készült napelem: olcsók, de hatásfokuk csak 2-5%

Polikristáyos PVT napelem	Monokristáyos PVT napelem

A napelem gyakorlati hasznosítása

A napenergia fotovillamos hasznosításának a fogyasztóknál két alapvető típusa van:

• Szigetüzemű napelem rendszer
• Hálózatra kapcsolt napelem rendszer

Szigetüzemű napelem rendszer

Áramtermelés "szigetüzemű" rendszerrel: A szigetüzemű napelem rendszerek önmagukban, önállóan működnek. A szigetüzemű rendszereknél csak annyi energiánk van, amennyit megtermeltünk magunknak, ésmeg kell oldani a napsütés nélküli idő áramellátását is. Ez megoldható egyéb más áramtermelő technológiákkal is (pl. szélkerékkel kombinált rendszerek), de a legegyszerűbb egy megfelelően megválasztott akkumulátorban tárolni az energiát a későbbi felhasználásig. Cégünk napelemes rendszereink kiegészítésére széles választékban kínál szélturbinákat is.

Ott célszerű használni szigetüzemű napelem, ahol nagyon költséges vagy nem megoldható a villamos energia hálózatra való rácsatlakozás kiépítése, például tanyák, erdészházak, nehezen megközelíthető helyek esetében Egyre jobban terjed az alkalmazása a napelemes közvilágítás kiépítésénél is, ahol a későbbi üzemeltetési költségeket is meg lehet spórolni.

A szigetüzemű napelem berendezések olyan hálózatra kapcsolás nélküli berendezések, amelyek ezekből a fő komponensből állnak:

• napelemek
• akkumulátortöltő elektronika
• energiatároló: A napelemekkel termelt, fel nem használt áramot szolár-akkumulátorokban tároljuk.
• szabályozó - illetve irányítórendszer
• inverter (ha váltakozó feszültségű fogyasztókat használunk)

Az energiát a napelem termeli, ami az akkumulátortöltő elektronikán keresztül az akkumulátorokban tárolódik a későbbi felhasználásig. Amennyiben csak 12 vagy 24V egyenfeszültséggel működő fogyasztókat akarunk árammal ellátni, nincs szükség inverterre, ilyenkor egy jobb töltésvezérlő elektronika elirányítja a rendszerünket, védve a fogyasztókat, önmagát és az akkumulátorokat a káros terhelésektől, üzemállapotoktól.
Általánosságban a 230V-os váltakozó feszültséget használó berendezéseink üzemeltetéséhez azonban szükséges az inverter.

A szigetüzemű napelem rendszer hátránya, hogy 30-50%-al drágább lehet egy hasonló teljesítményű hálózatra visszatápláló napelemes rendszernél. Ennek az az oka, hogy drágák az akkumulátorok, és olyan más többletköltségek is felmerülnek, amik hálózatra visszatápláló rendszereknél nincsenek.

Méretezés

Rendszerünk kialakításánál a fogyasztásunkból kell kiindulni. A napelem rendszer méretezéséhez át kell gondolni, hogy minden nap használjuk -e a rendszert, vagy csak hétvégén, télen vagy csak nyáron. Ha minden nap fogyasztjuk az energiát, akkor minden nap meg kell termelni azt, ha viszont csak hétvégén használjuk, akkor a hét többi napján termelt energiát tartalékolhatjuk. Vegyük számba, hogy milyen és mekkora teljesítményű fogyasztóink vannak, és hogy általában melyik napszakban és mennyi ideig használjuk őket. Ezek alapján a legnagyobb fogyasztási periódussal számolva megkapjuk Wh-ban, hogy mennyi energiára van szükségünk (pl. 100Wh). Vannak táblázatok, amelyek megadják, hogy adott helyen, adott évszakban, adott napelem típussal, adott tájolású, dőlésszögű és teljesítményű napelemmel mennyi energia termelhető egy nap.

Az akkumulátorok méretezéséhez határozzuk meg, hogy hány nap tartalékkal akarunk rendelkezni, ha esetleg ezt a mennyiséget szeretnénk több olyan napon is felhasználni, mikor nem süt a Nap. Meg kell szoroznunk a várhatóan fogyasztott energiamennyiséget a tartalékolási napok számával. Ennyi energiát szeretnénk fogyasztani, de ehhez többet kell betáplálnunk, mert sajnos többféle veszteséggel kell számolnunk. Az akkumulátoroknak akkor lesz hosszú az élettartama, ha nem merítik le őket teljesen. Ezt legtöbbször figyelembe veszik az elektronikák is és csak adott %-ig engedik lemerülni az akkukat. Az akkumulátortelepet ennek megfelelően túl kell méretezni. A fogyasztást Wh-ban kaptuk, az akkumulátorok kapacitását pedig megkaphatjuk úgy, hogy a telepet alkotó akkuk egyikének feszültségét összeszorozzuk az Ah-ban megadott kapacitásával. A kapott eredményt már csak össze kell szorozni a telepet alkotó akkumulátorok számával. Lett egy Wh-ás kapacitásunk, amit össze tudunk hasonlítani a fogyasztással

Az invertert az egy időpillanatban elképzelhető legnagyobb fogyasztásra kell méretezni. Ha minden olyan berendezés teljesítményét összeadjuk, amiket egyszerre működtethetünk, akkor megkapjuk az inverter minimális névleges teljesítményét.

Villamos energia termelés hálózatra kapcsolt napelem rendszerrel

A hálózatra kapcsolt rendszer az előállított áramot vagy helyben felhasználja, vagy betáplálja a hálózatba, amelyért a szolgáltató átvételi díjat fizet. Amennyiben adott pillanatban a rendszerünk nem termel elegendő áramot, a hálózatból veszi fel a hiányzó mennyiséget. Az energia tárolására nincs szükség.

A napelem egyenáramot állít elő, amit a hálózatba való betápláláshoz váltóárammá kell alakítani. Az egyenáram váltóárammá alakítását a váltóirányító, vagy más néven inverter végzi. Az invertert ma már sokszor egybe építik a szolár modulokkal, az így létrejött berendezést váltóáram – szolár moduloknak nevezik. A fel nem használt áram betáplálása a hálózatba kedvezőbb megoldás, mintha a felesleges áramot akkumulátorba vezetnék, ugyanis akkor kb. 30 %-os teljesítménycsökkenéssel kellene számolni. A visszatáplált energia mennyiségét mérik és időszakonként elszámolnak vele. Napközben, amikor jellemzően nem vagyunk otthon, a napelem rendszer betáplál a hálózatba, este pedig mikor otthon vagyunk és a legtöbb energiát használjuk, de már nem süt a nap, egyszerűen elfogyasztjuk a napközben napelem rendszerünk által megtermelt áramot, amit addig úgymond a közüzemi hálózatban tároltunk. Elszámoláskor mi a különbözetet fizetjük, amennyivel többet fogyasztottunk az általunk termelt energiamennyiségnél. A rendszerünk lehet egy- ill. három fázisú, a telepítési helynek és igényeknek megfelelően.

Egy hálózatra tápláló napelemes rendszer három fő részből áll:

• napelem
• inverter
• termelés-fogyasztás mérő

A napelem a napfényből egyenáramot termel, a napelem fajtájától és számától függő feszültséggel. Ez még nem alkalmas feltétlenül a háztartás villamos fogyasztói számára, sem a hálózatra való visszatáplálásra. Az inverter alakítja át az egyenáramot 230V-os, 50Hz-es váltakozó feszültséggé.  A rendszer üzembe helyezésekor az áramszolgáltató új villanyórátszerel fel, amely képes mérni mind a bejövő, mind a kimenő energia mennyiségét, tehát a visszatermelt és a fogyasztott energiát.

Hogyan táplál vissza a napelem rendszer a közüzemi hálózatra?

Egy hálózatra betápláló napelem rendszer teljesen automatikusan működik. Érdemes tudni, hogy amennyiben a hálózaton nincs áram, a belső áramtermelés is leáll, aminek biztonsági okai vannak. Hiszen ha valaki az elektromos rendszeren akar valamit szerelni, akkor lekapcsolja az adott hálózatrészt. Amennyiben a napelemes rendszer továbbra is áramot táplálna a rendszerbe, fenn állna az áramütés veszélye.
Lehetőség van azonban arra, hogy egy kapcsoló- és a rendszert vezérlő berendezés beépítésével, áramkimaradáskor is tovább üzemelhessen a rendszerünk, így növelve az energiaellátásunk biztonságát. A vezérlő áram kimaradáskor az áramszolgáltatók és a szabványok szerint elfogadható módon és biztonsággal leválasztja a rendszerünket a közüzemi hálózatról. Így nem veszélyeztetjük az azon esetleg dolgozókat.
Kellenek akkumulátorok, amik áthidalják a sötét órákat, mikor nincs napsütés. Akkumulátorból jóval kevesebb kell egy ilyen megoldásnál, mint egy a hálózattal együttműködni nem képes szigetüzemű rendszernél. Az akkumulátorok élettartama is sokkal hosszabb lesz, mivel folyton feltöltött állapotban vannak, ami a legjobb nekik. Csak a áram kimaradások alkalmával veszünk ki belőlük energiát, míg egy szigetüzemű napelem rendszernél minden nap.

A hálózatra csatlakozás feltételei, törvényes lehetőségei

2008-tól a villamos energiáról szóló 2007. évi LXXXVI törvény, valamint annak végrehajtásáról szóló 273/2007. (X.19.) Korm. rendelet alapján kisfeszültségű közcélú hálózatra csatlakozó fogyasztók (háztartások és vállalkozások is) 50 kVA-ig (45 kW) úgynevezett háztartási méretű kiserőművet létesíthetnek.
 
A háztartási méretű napelem kiserőmű

1. a felhasználó saját kisfeszültségű hálózatához csatlakozik
2. nem haladja meg a felhasználóként rendelkezésre álló teljesítményt
3. max. 50 kVA névleges teljesítőképességű (egy átlagos lakás éves fogyasztásának megfelelő energiamennyiséget 2-3 kVA-es napelem rendszer megtermeli.)

A napelem rendszerrel termelt villamos energiát a szolgáltató (Émász, E-ON, Elmü, EDF-Démász) köteles átvenni.A meglévő mérőberendezés kétirányú mérőre való cseréje 3x16A csatlakozási teljesítményig az áramszolgáltató kötelezettsége.

A hálózati csatlakozási ügyintézést (Igénybejelentés, csatlakozási dokumentáció, kapcsolattartás a szolgáltatóval) napelem rendszer vásárlása esetén biztosítjuk.

Elszámolás az áramszolgáltatóval

A jogszabály szerint elszámolási időszakonként a leolvasott termelt és fogyasztott energiamennyiségből egyszerű egyenleg számítással meghatározzák a fogyasztást, vagy a többlettermelést. Az egyenleg elszámolás alapján adódott fogyasztott energia mennyiséget kell csak kifizetni, illetve a többlettermelést 85%-os fogyasztói áron fizetik ki nekünk. A jogszabály havi, negyedéves, vagy éves elszámolási időszakot tesz lehetővé, melyek közül a fogyasztó választhat. Érdemes az egy éves időszakot választani.

Napelem árak - Europai vagy Ázsiai terméket választjak

A napelem több szempontból is speciális termék, így annak árát is több tényező befolyásolja. Mielőtt döntenénk a napelem beszerzéséről érdemes megvizsgálni ezeket a szempontokat, ugyanis első látásra és csak az ár tényezőt figyelembe véve komoly veszélybe sodródhatunk. Érdemes tudni, hogy a napelem egy olyan termék, aminek a gyártási árát alapvetően a nagy anyaghányad adja. Ez a hányad esetenként 80-90 %-ot is eléri. A maradék gyártási költség a kiválasztott technológiából eredő munka vagy automatizált gyártásnál a gépek költsége teszi ki.
A felhasznált alapanyagok minősége és a gyártás technológiája meghatározza a termék minőségét, élettartamát. A beépített alapanyagok minősége világpiaci árak szerint alakul, de megfelelő minőség mindenhol hasonló áron áll rendelkezésre.
Mindebből az is következik, hogy a hosszú élettartamra tervezett napelemek esetében a végtermékek árai hasonlóak attól függetlenül, hogy a világ mely részén gyártják azokat. Tehát a napelemnél a jó minőségű távol-keleti termékek hasonló áron szerezhetőek be, mint az európai napelemes termékek. Amennyiben jelentős eltérést mutat egy távol-keleti napelem termék ára az európaiétól, akkor már komoly aggodalmaink lehetnek a minőség szempontjából. Minimális eltérést az áraknál legfeljebb akkor lehet elérni a napelemek esetében, ha az adott gyártó kifejezetten nagy világpiaci részesedésű ismert vállalat, ami olyan nagy volumenben gyárt, hogy kissé mérsékeltebb árat képes adni. Az ilyen gyártókat ismeri a piac és itt elvárható a minőségi megfelelőség az első szempont.
Az európai napelem gyártók azért képesek hasonlóan jó termékárakat produkálni, mert a beépített alapanyagok számukra is könnyen, ugyanolyan áron hozzáférhetőek, de a végterméket az európai célpiacra olcsóbban és gyorsabban képesek eljuttatni. Míg egy nagyobb beszerzés esetén a távol-keleti országokból érkező napelem árát előre meg kell finanszírozni, de gyártó tengeri szállításra van kényszerülve, várhatóan a befektetett tőkénk akár 2-3 hónapig is utazik, mire hozzájutunk a termékhez. Ugyanez egy európai gyártó esetében akár folyamatos szállítás esetén kisebb lekötött tőkét igényel valamint a folyamatos szállítású napelem modulokkal már idejében kezdhetjük megvalósítani a projektet. További előnyben van az európai gyártó olyan szempontból is, hogy a termékgaranciát gyorsabban képes ellátni. Akkor ugyanis, ha bármilyen probléma adódik a termékkel, nem kell újabb hónapokig utaztatni a napelemet, hanem gyorsabban orvosolhatóak a gondok. Jogi értelemben is nagyobb biztonságot ad a földrajzilag közelebb lévő kapcsolat, mivel bármely vita könnyebben rendezhető a hasonló jogrenddel rendelkező szállítónál. Hosszú távon a szállítási költségek esetében várható bizonyos árszint emelkedés, valamint környezetvédelmi szempontból sem célszerű nagy távolságokra szállítani olyan termékeket, amelyek helyben is hasonló paraméterekkel állíthatóak elő. A fenti előnyök egyre több vásárló és gyártó számára is egyaránt kezdenek világossá válni, így a gyártási kedv is élénkülni látszik.

PVT,Schott és Solar Fabrik napelem rendszer a Zenerg Kft.-től

A termelési eljárással kapcsolatos intenzív kutatási munka és továbbfejlesztési tevékenység valamint a saját fejlesztésű gyártósornak köszönhetően a legújabb generációs  napelemekre kimagasló minőségi jellemzők és kiemelkedő hatásfok jellemzi.

A napelemek 13,75% feletti hatásfoka biztosítja a kimagaslóan magas energiatermelést (ez az érték európai napelem gyártók szintén a csúcsteljesítmény kategóriájába tartozik).

Azét hogy a  napelemek a legkeményebb klímaviszonyokat is kibírják, a cellák egy keményített üvegréteg és egy EVA-kiöntő gyanta  közé vannak beágyazva és a hátoldala is védőfóliával ellátott. A napelem modul egy egyszerűen szerelhető, stabil alumínium keretben van foglalva.

Kiváló osztrák és német napelem minőség:

• Nagyteljesítményű szolár cellák Európa vezető napelem gyártóitól
• Kismértékű eltérés a meghatározott és mérhető adatok közt +/- 3% (napelem modulra vonatkozóan)
• Robosztus alumínium profil vízelvezető furatokkal a fagyveszély ellen (napelem keret)
• 4 mm vastagságú Anti-reflektív edzett szolár üveg a legnagyobb szilárdságot garantálja a 5,4 kN/m²
• IP65 Tyco Solarlock Rendszer (minden napelem típusnál)
• Kiállja akár a 135 km/h erősségű szelet is (minden napelem típus)
• Jégverés biztos 28mm jég átmérőig (minden napelem típus)
• IEC 61215 tanúsított (Prüfinstitut Arsanal Research Wien)
• Bevizsgált biztonsági fokozat II 1000V (Prüfinstitut TGM Wien)/(minden napelem típus)
• 10 év teljesítmény garancia 90%, és 25 év teljesítmény garancia 80%-os (Pmin)/ (minden napelem típus)
• 5 évre meghosszabbított termékgarancia (minden napelem típus)

Ezzel a napelem termékel biztosítjuk az európai uniós és magyar gazdaság növekedését, és az ön személyes anyagi helyzetét!

Polikristályos PVT napelem (5kWp)

Inverter technológia

Az inverter a napelem generátor  „agya” és az egyenáram, hálózatnak megfelelő váltóárammá történő átalakításáról gondoskodik. Ez a legújabb generációs, magas komplexitású solar-inverter hozza létre a kapcsolatot az országos elektromos hálózattal. Mint ilyen egy sor kiemelkedően fontos feladatot lát el.

SMA - Inverter	FRONIUS - Inverter

A napenergia/ napelem hasznosításának előnyei

• a háztartás vagy üzem energiaköltségeinek csökkentése
• a fosszilis energiahordozókkal, ill. hasadóanyagokkal ellentétben korlátlanul rendelkezésre áll
• nem keletkezik finom por, mint pl. korom, üvegházhatású gázok, mint pl. CO2
• költségmegtakarítás, annak figyelembevételével, hogy a központilag élőállított energia elosztási költsége nagyságrendileg azonos az előállítás költségével
• nincs meg a veszélye az áramtermelők esetleges kartell-megállapodásának, ami a piaci árképzést a felhasználók számára kedvezőtlenül befolyásolhatja
• a krízishelyzetek és nemzetközi konfliktusok miatti függőség csökken