Napelem

A napelemes áramtermelés, mint megújuló energia, hazánkban is egyre népszerűbb befektetési forma. Sokakban él még az az elképzelés, hogy a napenergia egy drága, sőt szinte alig megtérülő befektetés. Ez ma már nem így van! Egyre több háztetőn láthatunk napelemeket, és ez a következő években még inkább így lesz. A növekvő tendencia magánszemélyek esetén az egyre csökkenő rendszer áraknak köszönhető (2008-as gazdasági válság óta az árak gyakorlatilag 50%-kal csökkentek), míg céges ügyfeleknél ezen felül az évente elérhető pályázati lehetőségek is hozzájárulnak a beruházások növekedéséhez. Nyugat-Európában, azon belül is Németországban, gyakorlatilag már régóta reneszánszát éli a napenergia felhasználása. Ennek oka nemcsak az Unió felé vállalt kötelezettségek, hanem a megbízható és kiforrott technológia: a gyártók nagyon magas minőségi követelményeknek tesznek eleget, és így például a modulokra 25 éves termelés garanciát tudnak vállalni (tapasztalat szerint 35-40 éves élettartam mellett).

A hosszú távú biztonságot továbbá az is garantálja, hogy az áramszolgáltatóknak törvényi kötelezettségük van a napelem termelte zöld energia átvételére.
De mindenekelőtt ismerkedjünk meg a technológiával.

Felépítés, működés
Alapvetően két fajta rendszert különböztetünk meg: szigetüzemű és hálózatra visszatápláló rendszerek.

Előbbi közvetlenül nincs összekötve a villamos hálózattal: „szigetszerűen” működik, innen az elnevezés is. Teljes függetlenséget biztosít az áramszolgáltatóktól, viszont ára miatt szinte kizárólag ott alkalmazzák, ahol nincs és nagyon drága lenne kiépíteni a villamos hálózatot (pl. mezőgazdasági telepek, tanyák). A termelt energiát vagy azonnal elhasználjuk vagy akkumulátorokban tároljuk és később ezt az eltárolt energiát használjuk. Nagyjából dupla bekerülési költséggel és az akkumulátorok 5-7 évenkénti cseréjével számolhatunk. Tanyafejlesztési pályázat keretében 100 %-os támogatást nyerhetünk, ha az épületünkben nincs bevezetve a villany.

A másik kategória a hálózatra visszatápláló rendszerek. Itt az akkumulátor szerepét kvázi a villamos közműhálózat tölti be: az oda-vissza mérő óra rögzíti a megtermelt, de helyben fel nem használt és így a hálózatra betáplált energiát. Emellett rögzíti, hogy mennyit fogyasztunk a hálózatról, amikor napelemünk nem termel (kora reggel és naplemente után). Jól méretezett rendszer esetén éves szaldóban ez a két érték nagyjából egyenlő, és így közel nullás áramszámla az eredmény. A jelenlegi átvételi árak mellett nem éri meg többet termelni, mint az éves fogyasztásunk. Az éves fogyasztás mértékéig a termelt áram gyakorlatilag „kiüti” a fogyasztást (mintha 45 Ft/kWh áron vennék meg tőlünk), viszont az éves fogyasztásunk feletti termelés esetén csak huszonpár Ft/kWh az átvételi ár.

Most nézzük meg egy egyszerű ábrán, hogyan is épül fel egy hálózatra visszatápláló napelemes rendszer!

2) A termelt egyenáramot az inverter alakítja át a villamos hálózattal szinkron váltóárammá (230 V, 50 Hz).
3) Egy kapcsolódobozon keresztül csatlakozunk a ház villamos hálózatához (ez a főelosztó is lehet). Itt kapnak helyet a villám- és túlfeszültség védelmek, leválasztó eszközök. Nem előírás a mérőóránál való csatlakozás, gyakorlatilag az épület bármely pontján lehet, ahol megfelelő keresztmetszetű vezeték fut a falban a napelemek által termelt áram felvételéhez.
4) A szolgáltató ad-vesz mérésre képes órára cseréli régebbi mérőóránkat. DÉMÁSZ területen az eddigi tapasztalt szerint díjtalanul.

A panelokkal kapcsolatban a 10 év termékgarancia mellett fontos még a 25-30 év termelés garancia. Ez azt jelenti, hogy a gyártók garantálják, hogy a kiindulási csúcsteljesítmény legalább 80 %-át ennyi év után is képes lesz leadni a napelem.
Típusok:
– vékonyfilm technológia: rövidebb élettartam jellemzi, kisebb a hatásfoka, ezért háztartásoknál ritkán alkalmazzák. Gyártástechnológia: üveglapokra gőzölt szilícium, majd ezen a felületen alakítják ki a vezető szálakat, kivezetéseket. Speciális helyeken jól funkcionál (pl. üvegborítású irodaházakon).

– Mono- és polikristályos technológia: szilícium tömbökből vékony szeleteket vágnak (gyakorlatilag ezek a korábban tárgyalt cellák), majd speciális eljárások után ezeket a szeleteket kötik össze és laminálják. A mono- és polikristályos fajták közt nagyjából csak a szilícium tömb előállításában van különbség. Monokristályosnál nagyon magas hőmérsékleten olvasztják meg az anyagot, majd olyan rudat készítenek, amely egyetlen (mono) kristályként szilárdul meg, de henger alakú. A panelon való minél helytakarékosabb elhelyezhetőség miatt a kör alakú szeletek széleit levágják. Az így kapott nyolcszög alakú cellák és a cellák közti fehér részek miatt egyértelműen felismerhetők a monokristályos napelemek (ilyen látható az ábrán is).

A polikristályos cellákat olyan szilícium tömbből vágják ki, amelyet előzőleg kisebb hőmérsékleten olvasztottak meg, több (poli) kristály alakul ki a szilárdulási folyamat során és nem henger alakú. A kisebb hőmérséklet miatt ennek a típusnak olcsóbb az előállítási költsége.

Kereskedelmi forgalomban e két fajta terjedt el leginkább. Termelési értékekben ,várható hozamokban a mi éghajlatunkon gyakorlatilag nincs számottevő különbség. Egy sivatagos régióban a monokristályos panel jobban termel. Tehát ne dőljünk be, ha egy kereskedő a jobb hatásfokra hivatkozva akar nekünk drágábban monokristályos panelt eladni.

Inverter
Feladata a termelt áram átalakítása, a hálózati szinkronozás és villamos védelmi működések, valamint az optimális munkapont beállítása. Utóbbi azt jelenti, hogy e funkciónak köszönhetően az aktuális környezeti feltételek (napsugárzás, hőmérséklet, feszültég értékek, ..) mellett mindig a lehető legtöbbet tudja termeli rendszerünk. Ezt egy bonyolult mikroprocesszoros technika valósítja meg. Ilyen szempontból létezik 1 és 2 munkapontos inverter. Ha a szükséges napelem mennyiséget csak úgy tudjuk elhelyezni, hogy a nyugati és a keleti tetőre is raknunk kell, akkor vagy 2 db 1 munkapontos invertert veszünk, vagy 1 db 2 munkapontosat. Gyártói ajánlás, hogy egy stringen belül minden napelem közel azonos irányultsággal és dőlési szöggel álljon, mivel a feszültség értékek így alakulnak ki optimálisan. Ellenkező esetben az inverter élettartama csökken, valamint a várható hozamokat sem érjük el. Sajnos gyakran találkozni ettől eltérő megoldásokkal.. Az „ide kettő, oda három napelem” elhelyezés nem hozzáértés tükröz, vagy csak eladni akarják a rendszer. Erre figyeljünk oda.

Az invertert elhelyezni pormentes, de a minimális hanghatások miatt nem közvetlenül a lakott térben érdemes. Például a kamra vagy garázs ideális választás, de IP védettsége miatt kültérben is lehet.

Tartószerkezet
Itt annyit érdemes említeni, hogy anyagában rozsdamentes megoldást válasszunk, hiszen legalább 30-40 évet kell kibírnia. Mi csak ilyen termékekkel dolgozunk, a német minőséget tartjuk megbízhatónak.

Engedélyeztetés, tervezés
Az áramszolgáltatók műszaki és gazdasági feltételekhez kötik a hálózatra visszatápláló napelemes rendszerek installálását. Mivel törvényi előírás kötelezi őket a termelt energia átvételére, így ezek a feltételek szabványos eszközök és kivitelezés esetén könnyen teljesíthetők. Sajnos az engedélyeztetési folyamat időtartama 2-3 hónap is lehet, ami nincs összhangban az 1-2 napos (családi házas) kivitelezés időtartamával.

Az előírások közt szerepel, hogy csak olyan inverter alkalmazható, amelyet az adott szolgáltató elfogad. Ezeket a listákat megtalálhatjuk a szolgáltató honlapján. Egyre több gyártó terméke kerül elfogadásra, viszont nem javasoljuk, hogy pár százalék árkülönbözetért egy kevésbé ismert, és főleg távol-keleti terméket válasszunk. Míg napelem modul gyártásban vannak piacvezető termékeik, addig a magasabb technológiai szintet képviselő, bonyolultabb inverter gyártásában -véleményünk szerint- még nem biztos, hogy akkora tapasztalattal rendelkeznek. Érdemes piacvezető német vagy osztrák típust választani.

Szót kell még ejtenünk a felelős villamos tervezésről is. Nagyon kedvezményes vagy ingyenes tervezési ajánlat esetén bátran kérjük el az ajánlattevőtől a méretezési számításokat. Sok olyan dolog van, amit a tervezőnek szem előtt kell tartania és a nagy értékű berendezések hosszú távú élettartama, valamint az akár 1000 V egyenfeszültség miatt az életvédelem is fontos szempontok.

Emellett másik nagyon fontos dolog a kivitelezés. A Merkbau Kft. cégcsoport tagjaként lehetőségünk van nem betanított emberekkel dolgoztatni, hanem sokéves tapasztalattal rendelkező ácsaink és asztalosaink végzik a tetőn való szerelési munkákat.

Árak, megtérülés
Magyarosrszágon, illetve a dél-alföldi régióban 1 kW-nyi napelemes rendszer (4 db 250 Wp, 1,6x1m-es napelemet tartalmaz) 1100-1200 kWh energiát termel évente. A jelenlegi energia árakkal ez 50-55.000 Ft-ot jelent. Fenti számokkal elosztva a saját éves fogyasztásunkat, magunknak is ki tudjuk számolni, hogy nagyjából mekkora rendszerre van otthon szükségünk.

Ha úgy döntünk, hogy beruházunk, akkor rendszermérettől függően 9-13 év alatt termeli vissza a befektetést és ezután tiszta hasznot hoz a háztartás számára. Átszámítva ez 6-8 %-os éves hozamot jelent. Tehát az első hallásra soknak tűnő időtartam összehasonlítva a klasszikus befektetési formákkal már nem is olyan rossz. Sőt! Mindezeket figyelembe véve a napelemes „befektetés” egy jó alternatíva és akár a lakáskassza is felhasználható ilyen célra.