A napelem rendszerek felépítése, tervezése
Energiatermelő rendszerek típusai
– Háztartási méretű kiserőműnek (HMKE) nevezzük azokat a kisfeszültségű hálózatra csatlakozó kiserőműveket, melyek csatlakozási teljesítménye nem haladja meg az 50 kVA-t
– Kiserőműnek minősül az 50 kVA-nál nagyobb, de 500 kVA-nál kisebb teljesítményű erőmű
-Erőműnek minősül az 500 kVA-nál nagyobb, de 50 MW-nál kisebb teljesítményű erőmű
A villamos energiáról szóló 2007. évi LXXXVI törvény, valamint az annak végrehajtásáról szóló 273/2007. (X.19.) Korm. rendelet bevezette a Háztartási Méretű Kiserőmű (továbbiakban HMKE) fogalmát. HMKE-nek minősül az a villamosenergia-termelő berendezés, amelyre az alábbiak jellemzők:
-közcélú kisfeszültségű hálózathoz, illetve kisfeszültségű
magán- vagy összekötő vezeték hálózatra csatlakozik,
-erőművi névleges teljesítőképessége nem haladja meg a
felhasználó rendelkezésre álló teljesítményének mértékét,
– maximum 50 kVA erőművi névleges teljesítőképességű.
A HMKE elektromos hálózathoz való kötésének feltétele a területileg illetékes áramszolgáltató engedélye. Abban az esetben ha a HMKE nem kapcsolódik a hálózathoz, hanem azzal párhuzamosan sziget üzemben működik, úgy engedélyeztetésre nem, csak bejelentésre köteles az áramszolgáltató felé.
Az elektromos áram fogyasztásának mérése egy olyan fázisonkénti fogyasztásmérő berendezéssel valósul meg, ami lehetővé teszi a hálózatból vételezett és visszatáplált energia mennyiségét. Mivel a 3 fázisú rendszerekre köthető 1,2 illetve 3 fázisú inverter így a fázisonkénti mérőóra lehetővé teszi a 3-nál kevesebb fázisú inverter által visszatáplált elektromos energia mérését is.
Mivel az adott hónapokban nem biztos, hogy a visszatáplált energia teljes mennyiségét elhasználjuk, vagy a téli hónapokban többlet energiát vételezünk a hálózatból, így célszerű a havi elszámolás helyett az évi elszámolási időszakra való áttérés.
Ha az éves fogyasztásunk meghaladja a termelt/visszatáplált elektromos áram mértékét, akkor a kettő különbözetét fogjuk megfizetni.
Ha az éves fogyasztásunk megegyezik a termelt/visszatáplált elektromos áram mértékével, akkor a fogyasztásunk után nem kell fizetni, csak az éves időszakra vonatkozó nem forgalom arányos díjakat számítják fel.
Ha az éves fogyasztásunk kevesebb mint a termelt/visszatáplált elektromos áram mértéke, akkor az éves időszakra vonatkozó nem forgalom arányos díjakat számítják fel, de az általunk termelt áram mértékét az aktuális kormányrendeletben foglaltak szerint az áramszolgáltató az átlagos villamos energia termékárnak megfelelő összeget fizeti az összegre vonatkozó jövedelemadó levonása után.
Az elektromos fogyasztásmérő óra cseréje az áramszolgáltató feladata, amennyiben szabványos mérőhely van kialakítva a fogyasztásmérő helyen. A napelem rendszer méretétől függően (kb 4-6 KW- inverter gyártótól függően) szükség van az elektromos hálózat esetleges 3 fázisúra bővítésére. Ezek plusz költséget jelenthetnek a rendszer kiépítéséhez.
A napelemes rendszer hálózathoz való csatlakozási kérelmének dokumentációjának követelményei:
– Csatlakozási dokumentáció előlap. A termelő, a termelési hely és a termelő berendezés adatai
– Egyvonalas villamos rajz a tulajdoni határok megjelölésével
– A rendszer leírása
– A beépített elemek gyártmányainak feltüntetése, az elemek esetleges katalóguslapjaival
– Védelmi beállítási értékek
– Érintésvédelmi rendszerbe való illeszkedés bemutatása
– Túlfeszültség védelmi rendszer bemutatása
– Mérőhely, mérőeszköz kialakítása, fényképe
–Tulajdonosi nyilatkozat
A HMKE felépítése:
– Visszatápláló rendszer 1 vagy több fázissal
– Sziget üzemű rendszer
A legelterjedtebb rendszer a visszatápláló, mivel a sziget üzemű rendszer kialakítása és üzemeltetése költségesebb a tárolási kapacitás megoldása miatt.
A rendszer elemei, elvi felépítése a mellékelt ábrán látható.
A napelem rendszereket optimalizálni kell hozam, beruházási költség és karbantartási/üzemeltetési költség szerint. Ez alapján kell meghatározni a szükséges rendszer teljesítményét, inverterének teljesítményét, a napelem panelek számát.
A optimalizálást 2 irányból lehet végrehajtani.
Termelés optimalizált:
– A rendszer paramétereit az éves fogyasztási adatokhoz hangoljuk hozzá, így egy olyan rendszert tervezünk, ami alkalmas az éves energiaigény előállítására.
Méret optimalizált:
– A rendszer paramétereit az adott hely fizikai méretei határozzák meg, így egy olyan rendszert tervezünk ami kihasználja a rendelkezésünkre álló helyet és így a lehető legnagyobb teljesítményű lesz az erőművünk.
A termelés optimalizálás lépései:
– A fogyasztási hely energiaigényének, fogyasztási jellemzőinek a meghatározása a lehetőleg minél távolabbi időre visszamenőlegesen. A rendszert úgy kell méretezni, hogy annyi energiát termeljen egy év alatt, amit ezen időszakban fel is használnak.
– A hely fizikai paraméterei alapján a rendszer méretének megtervezése. A napelemes rendszerek hatásfokát befolyásoló tényezőket kell figyelembe venni. Tájolás, dőlés, tető típusa, környezeti tereptárgyak.
– A rendszer méretei alapján meg kell határozni az alkalmazni kívánt napelemek darabszámát.
– Az inverterek, a megfelelő számú stringek, munkapontok kiválasztása
– Egyen- és váltóáramú oldal méretezése, csatlakozási nyomvonal tervezése.
A méret optimalizálás lépései:
– Teljes mértékben a helyszín fizikai adottságaitól függő méretbeli tervezés
– A napelem panelek számának meghatározása
– A napelem rendszer termelési jellemzőinek meghatározása a tájolás, dőlés, tető típusa, környezeti tereptárgyak figyelembevételével.
– Az inverterek, a megfelelő számú stringek, munkapontok kiválasztása
– Egyen- és váltóáramú oldal méretezése, csatlakozási nyomvonal tervezése.
A tervezés részei azonosak a termelés optimalizálással, csak a kiindulási adatok itt a telepíthető napelem panelek maximális számából való kiindulás miatt van.
Forrás: Megújuló energiatermelő rendszerek
Napelemes erőművek
Magyar Mérnöki Kamara
Elektrotechnikai Tagozat
Mészáros Lajos
Schottner Károly