Legfrissebb cikkünkben a következőkről fogunk írni:
Megújuló erőforrások fajtái:
-Napenergia
-Szélenergia
-Vízi energia
– Geotermikus energia
A napenergia a legfontosabb és legegyszerűbben kiaknázható megújuló energiaforrásunk.
– Mindenki számára elérhető
– A föld szinte bármelyik pontján létezik
– Korlátlan mennyiségben áll rendelkezésünkre
– Költségmentesen hozzáférhető
Magyarország területén a napsütéses órák száma régiónként eltérő, 1900-2400 óra között változik.
A napsütéses órák száma érezhetően emelkedik, így még gazdaságosabbá téve a kialakított napelemes rendszereket.
A legjobb hatásfok elérésének szempontjából Magyarországon az ideális tájolás a déli, 25-35 fokos dőléssel.
A napelem modulok felépítése és működése:
A napelem modul olyan fotovoltaikus elem ami a Nap sugárzását alakítja át elektromos árammá. A modulok anyaga félvezető elem. A fotovoltaikus hatás alapvetően egy fizikai folyamat. Amikor a napsugárzás fotonjai áthaladnak a napelem modulon azok egy része visszaverődik, egy része elnyelődik és egy része áthalad rajta. A foton energiája a félvezető atomjának szabad elektronjait felszabadítja úgy, hogy azok elhagyjak nyugalmi helyzetüket, így azok munkára foghatók.
A napelem modulok fajtái:
Monokristályos : A szilíciumot elektromos mezőben henger alakúra húzzák és a szilícium kristály egy tömbben szilárdul meg, ezért lesz mono (egy) kristályos.
Tulajdonságai:
- – Szórt fényben is kedvezőbb a működése
- – Az árnyékra fokozottan érzékeny
- – Hatásfoka 14-17 %
Polikristályos : A cellákat négyzet alakú formára öntik, így a szilícium több kristályban szilárdul meg, ezért lesz poli (több) kristályos.
Tulajdonságai : – A szórt fényt jobb hatásfokkal tudja hasznosítani mint a monokristályos modul
- Az árnyékra fokozottan érzékeny
- Hatásfoka 12-17 %
Vékonyfilm réteg : A réteget egységesen vékonyan, szinte film vastagságban vonják be egy szilícium réteggel
Tulajdonságai:
- – A hőmérséklet változására kevésbé érzékeny
- – Az árnyékra ez a típus a legkevésbé érzékeny
- – Hatásfoka 7-11 %
A napelemes rendszerek kialakításának fajtái
Sziget üzemű rendszer (off-grid):
Hálózati visszatápláló rendszer (on-grid):
Illetve vegyes üzemű rendszer (bimodal):
Hálózati visszatápláló rendszer elemei elvi felépítése, működése:
- Napelem panel
- Egyenáramú oldal energiatovábbítás és túlfeszültségvédelem
- Inverter
- Váltóáramú oldali energiatovábbítás és túlfeszültségvédelem, zárlati áram védelem, szakaszoló kapcsoló
- Áramszolgáltatói fogyasztásmérő óra, csatlakozás
A hálózati visszatápláló rendszer a legjobban elterjedt fotovoltaikus rendszer kialakítás.
A helyben előállított, de fel nem használt elektromos áramot visszatáplálja az elektromos hálózatba.
Az előállított, de a két elszámolási időszak között fel nem használt áram mennyiségét az áramszolgáltató visszavásárolja. Amennyiben az aktuális elektromos áram igényünket nem fedezi a rendszerünk termelése, úgy a hiányzó mennyiséget az elektromos hálózatból vételezzük.
Az elektromos áram előállításának mértékét befolyásoló tényezők:
– A napfény mennyiségétől. Magyarországon az egy m2-re eső napsugárzás mértéke átlagosan 1400 -1500 kWh/m2 energia. Ezt befolyásolja a légköri gyengülés mértéke az időjárási viszonyok.
– Milyen szögben éri a napelem modult a napsugárzás. Ezt befolyásolja a panelek tájolása, dőlésszöge, napszakok és évszakok változása, a nyap járása az égen.
Tájolás és dőlésszög:
A napelem modulok a felületükre merőlegesen érkező napsugarakat tudják a legjobb hatásfokkal hasznosítani. Így a legtöbb a besugárzás és a legkevesebb a visszaverődés mértéke. Mivel Magyarország a Föld északi féltekén fekszik, ezért a Nap sugárzása legjobban déli irányból éri. A napelemek tájolását Azmutnak vagy Azmut-szögnek nevezik.
A napelem dőlésszöget minden esetben a vízszinteshez kell mérni. A dőlésszög a fény beérkezési szögének meghatározásához szükséges, ezért a modul tényleges dőlésszögének meghatározásánál nem a felülethez képesti relatív szöge, hanem az abszolút dőlésszöge számít.
A nap járása az égbolton minden évszakban más pályán van. A téli évszakban a legalacsonyabb ez a pálya, így ilyenkor éri a legkisebb szögben a napsugárzás a napelem paneleket.
A tájolás és a dőlésszög hatás a napelemes rendszerek teljesítményére a korong diagramon lehet ábrázolni.
Mivel a napelem rendszer elhelyezése a rögzítésére alkalmazott felület paramétereitől függ, ezért előre ki kell tudni számolni, hogy mennyit fog tudni termelni a rendszer az adott felülethez rögzítve.
Az az ideális Azmut-fokhoz történő 10° eltérés kb. 5 % hatásfok csökkenéssel jár. Lehet olyan rögzítő rendszert kiépíteni, ami egy vagy két tengelyben képes követni a Nap mozgását az évszakoknak illetve napszakoknak megfelelően, de ez a bonyolultabb rögzítő rendszer plusz költségekkel jár, ezért mérlegelni kell, hogy megtérül-e a kiépítése. Magyarország elhelyezkedése miatt a 25-35°-os dőlésű rendszer a legjobb hatásfokú, de a 15-50°-os dőlés mellett is el lehet érni a > 95%-os hatásfokot. A dőlésszögben történő 10°-os eltérés kb. 1,5%-os hatásfok csökkenéssel jár.
Forrás:
Megújuló energiatermelő rendszerek
Napelemes erőművek
Magyar Mérnöki Kamara
Elektrotechnikai Tagozat
Mészáros Lajos
Schottner Károly