| A napelemes rendszerek tervezése és a napelemes rendszereknél figyelembe veendő szempontok a helyszín adottságaira alapozva |
 |
 |
 |
| Írta: Napelemcentrum |
| 2010 január 04., hétfő 20:25 |
|
Egy napelemes rendszer működésének sikere az átgondolt felméréssel és tervezéssel kezdődik. Más sajátosságai vannak az autonóm, szigetüzemű napelemes rendszereknek és más a hálózatra tápláló napelemes áramellátó rendszereknek. Először is a két rendszernél egyaránt fontos szempontokat vizsgáljuk meg: Mindkét esetben a legfontosabb eszközünk a napelem típusának, mennyiségének, elhelyezésének szempontjait kell vizsgálni. Az, hogy melyik napelem típust érdemes választani, nem kizárólag a napelem ára határozza meg. Ez elsősorban azt jelenti, hogy a jellemző napelem típusok közül mindegyik más célú felhasználásra készül. Az un. amorf szilícium napelemeket főleg épület integrált felhasználásra használják. Ezek a napelemek majd háromszor nagyobb felületről adnak ugyanakkora energiatermelést, mind a kristályos napelem típusok. Ebből az következik, hogy az amorf szilícium napelemet csak olyankor érdemes választani, ha kifejezetten nagy és olcsó felület áll rendelkezésre a beépítéshez. Ilyen lehet például egy déli irányra néző toronyépület oldalfala. A kristályos napelemek közül a leginkább közkedvelt a monokristályos napelem típus. Hazánkban is ez a leggyakrabban használt napelemes eszköz. Előnye, hogy viszonylag nagy hatásfokkal rendelkezik és e mellett hosszú az élettartama. A gyártók jellemzően 20-25 évben határozzák meg a teljesítménytartás garanciáját. Amikor kiválasztottunk egy napelem típust, érdemes azt is megvizsgálni ki gyártja az adott terméket. A napelemekről jó tudni, hogy a gyártásuk fő költségét az alapanyag teszi ki. Ebből következik, hogy a gyanúsan olcsó, így a piaci áraktól eltérő napelemek vonzó árelőnye mögött valami más ok lehet. Elsőre azt is gondolhatnánk, hogy az olcsó távol-keleti gyártási költségek okozhatnak eltérést, de ez nem valószínű, mivel a jó minőségű kínai napelemeket szinte ugyanannyiért szerezhetjük be, mint az európai gyártók termékeit. Abban az esetben, ha távol-keleti típust választunk, kissé körülményes a garanciális feltételek érvényesítése, mivel a földrajzi távolság, majd 3 hónapos szállítási időt vesz igénybe a tengeri hajóknak. A napelemes rendszerek megtervezésénél a helyszín megvizsgálása nagyon fontos. Szükségünk van olyan elhelyezési felületre, amely lehetőleg déli irányra néz, mert ebből az irányból várható a legnagyobb napenergia intenzitás. Az is fontos, hogy ez a hely árnyékhatásoktól mentes legyen, mert a napelemek nagy ellensége az árnyék. Fel kell mérni a napelemek elhelyezésének felületét is, mert ez fogja megadni a maximális beépítettség lehetőségét. Természetesen a napelemeket nem csak a háztetőre telepíthetjük, hanem állványrendszerre vagy napkövető berendezésre is. Mindegyik esetben úgy kell eljárni, hogy a környezet tereptárgyainak árnyékhatása a téli időszaki alacsonyabb napállásnál se jelentsen problémát. Amennyiben állványra helyezzük a napelemeket, úgy a talaj szintjétől való megemelésre is ügyeljünk, hogy a lecsúszó hó se akadályozza a napelem áramtermelését. A továbbiakban már kettéválik a hálózatcsatolt és a szigetüzemű napelemes rendszer tervezése és kialakítása. Nézzük először a hálózatra tápláló rendszer sajátosságait: Természetesen a hálózatra tápláló napelemes rendszer kialakítása csak ott lehetséges, hol be van vezetve a villamos hálózat. A napelem és az elhelyezés helyszínének kiválasztására a fent leírtak itt is irányadóak. Mivel ezeken a helyszíneken rendelkezésre állnak az áramfogyasztási adatok, így legegyszerűbb, ha a villanyszámla adataiból indulunk ki. A villanyszáláról leolvashatjuk a kWh (kilowattóra) adatot, amelyet az éves szintű adatra vetítve könnyen kiszámolhatunk, összeadhatunk. Így most megtudtuk, hogy a jelenlegi állapotnak megfelelően mennyi villamos energiára van szüksége az adott épületnek. Azt is meg tudjuk határozni, hogy a napelemek számára rendelkezésre álló hely mennyi napelem számára elegendő. Ennek ismeretében az éves napsütéses órák számával kalkulálva meghatározhatjuk az éves energiatermelés maximumát is. Amennyiben ez utóbbi eredménye nagyobb vagy egyenlő a felhasználás igényével, úgy akár a teljes energiaigény kiváltható a napelemes hálózatra tápláló rendszerrel. Mindezek után kiválaszthatjuk a megfelelő típusú és teljesítményű napelem modulokat és az ezekhez optimálisan illeszkedő invertert is. Az autonóm, szigetüzemű napelemes rendszereknél nem tudunk áramfogyasztási adatokra támaszkodni. Ennek hiányában fel kell jegyezni valamennyi villamos energiát használó berendezés jellemzőit. Ezeket a jellemzőket megtaláljuk a berendezések adattábláin. Mindezek mellett meg kell ismerjük a fogyasztási szokásokat is, hogy melyik berendezést milyen gyakorisággal, mennyi időn keresztül és milyen egyéb fogyasztókkal együtt szoktak használni. Ebből következtethetünk a maximális együttes kapacitás igényre, ami megfelelő teljesítményű eszközök, pl. a szigetüzemű inverter kiválasztásához is szükséges. A villamos fogyasztók teljesítménye és használatának ideje adja meg az energia igényt. Erre az adatra szükség lesz egyrészt azért, hogy a napelem mennyiséget, mint energiatermelő mennyiséget meghatározzuk, de a tárolandó energia mennyiségéhez is, ami pedig az akkumulátorok kapacitásának mennyisége szempontjából kiinduló adat. Amikor mindezen adatok rendelkezésre állnak, meg kell határozni azt a napelem mennyiséget, ami a szükséges energiát képes előállítani. A tervezésnél mindig a szűk keresztmetszetnek számító téli időszakra alapozzunk, mert ilyen a napenergia szempontjából ínséges időszakokban is szükséges a folyamatos energiaellátás. A téli időszakban előfordul, hogy több napon keresztül nincs tiszta napsütéses időszak, így az akkumulátorokban tárolt „tartalék” energiára kell támaszkodjunk. Ennek érdekében javasolt az akkumulátorok kapacitását kissé túlméretezni. Ez a túlméretezés akár 1-3 napi energiaigénynek megfelelő mértékű is lehet. Amikor pedig ismét kisüt a nap, akkor van szabad kapacitás az energia betárolására. Az ilyen mértékű akkumulátor túlméretezés a nyári félévben is jól jöhet, mert így a többlet napenergia folyamatosan feltöltött állapotban tartja a tárolót. Esetenként előfordul az is, hogy egy biztonsági áramellátó berendezés, pl. aggregátor is része a rendszernek, amely a legvégső esetben kisegítheti a napelemes rendszert és akár az akkumulátorokat is töltheti. Természetesen a szigetüzemű áramellátó rendszerek további megújuló energiaforrást hasznosító rendszer elemmel is bővíthetőek, például a szélgenerátorokkal Ismert még egy speciális öszvér rendszer is, ami a hálózatra tápláló rendszerek és a szigetüzemű napelemes rendszerek házasítása. Ilyen rendszerre általában ott jelentkezik igény, ahol a hálózat kimaradás esetén is fontos, hogy legyen áramellátás. Ezeknél az öszvér rendszereknél a hálózatra tápláló napelemes rendszer mellé egy konnektorból tölthető akkumulátor bank és egy az akkumulátorokról üzemelő szigetüzemű inverter is be van építve. Áramkimaradás esetén egy automata átkapcsoló állomás rövid időn belül átkapcsolja a fogyasztókat az akkumulátoros tároló egységre, így folyamatossá téve az ellátást. Amikor az áramszolgáltatás ismét helyreáll, a rendszer ismét a hálózatról folytatja az energiaellátást. |