A napenergia | a napelemek 1. rész
Az Európában nyaralva egyre több országban látjuk, hogy a házak jó részén már sok országban van napelem, amivel a családok kiválthatják a villanyszámlájukat. Sajnos ezen a téren Magyarország lemaradt, s nem csak a fejlettebb és gazdagabb nyugati szomszédokhoz képest, de már a környező országokhoz is – pl. Csehországban, Bulgáriában van kiemelt támogatás napelemekre, és most vezetik be Szlovákiában és Horvátországban is.
Itthon a támogatási rendszer hiánya miatt csak nagyon kevés telepítés történt (kb 370 kW a teljes telepített napelem állomány, Csehországban ennek kb ötvenszerese található). Így kicsit érhető is, hogy miért nem ismertek itthon a technológiák, és még „szakemberek” szájából is hallani lehet néha, hogy keverik a napkollektort (ami melegvizet állít elő) a napelemmel (ami áramot termel).
A következő, 3 részes sorozatban egy rövid alapozót adunk a napelemről és hasznosításáról:
- napelem áttekintés: mire jó (és mire nem jó) a napelem, alap működése, rövid története és fejlődése
- hazai meglévő felhasználás, lehetséges felhasználások: háztető, lapostető, BIPV, ipari méretek, napelem erőművek
- rendszertípusok, megtérülés, költségek, támogatások: itthon és máshol
Kezdjük hát nagyon egyszerűen összefoglalva a napelemek működésével és történetével.
A napelemek egy félvezető réteg (általában szilícium) segítségével a nap sugárzását alakítják elektromos árammá – méghozzá egyenárammá, amit a hagyományos ceruzaelemek is leadnak. Ezt egy átalakítóval, úgynevezett inverterrel szabályozzuk és alakítjuk át hagyományos 220V-os, 50Hz-es váltóárammá, és így csatlakoztatható a ház és lakás elektromos rendszeréhez (azaz a falban futó vezetékekhez), s utána már az áramot bármire használhatjuk a szokásos módon.
Nem így indult azonban a napelem fejlesztése, hanem valójában az önálló, úgynevezett sziget-rendszerű napelemes áramellátás igényéből: ha valahol nem volt elektromos hálózat, de pótolni kellett az akkumulátorból felhasznált villamos áramot. Az első felhasználás az űrtechnikában volt már a 1958-ban, majd főként olyan katonai létesítményeknél használtak napelemet, ahol fontos volt az áramellátás önálló megoldása. Az első technológiák a kristályos napelemek voltak, ami gyakorlatilag nagy tisztaságú szilícium, lapokra vágva és felületkezelve, majd sorba kötve és két lap (általában üveglap) közé „ragasztva”, laminálva – nagyon hasonlóan az autók szélvédőjéhez, ahol a felület erősségét és törésmentességét a két üveglap nagy hőfokon történő összeragasztása adja.
A nyolcvanas években jelent meg először a napelem polgári felhasználásban: egyrészt olyan területeken, ahol nem volt villamos hálózat (pl. kisebb ENSZ-projektek Afrikában, Ázsiában), illetve egy mindenki által ismert formában, a zsebszámológépek kis pótáramforrásaként. A számológépek napeleme már újabb fejlesztés volt, az úgynevezett vékonyrétegű napelem, ahol már a félvezető réteget nem tömbből vágják, hanem kémiai vagy fizikai lecsapatással közvetlenül az üvegre visznek fel – ennek vastagsága a hagyományos szilíciumos, kristályos napelem lapjainak ezrede. Azonban a napelemek magas előállítási ára miatt nem tudott versenyképes lenni a hagyományos (szén-, olaj- és atomerőművi) áram-előállítással, így továbbra is csak elvétve lehetett vele találkozni.
Az igazi áttörés a 90-es évek végén Japánban, de még inkább 2002 után Németországban történt: bevezettek egy támogatási rendszert, amivel a lakossági napelem telepítést gazdaságossá vált – tehették mindezt gazdasági erejük és a lakosság magas környezettudatossága miatt. A harmadik részben még részletesen foglalkozunk a megtérüléssel és gazdaságosság kérdésével, de fontos kiemelni, hogy a mai napig csak támogatással lehet gazdaságos a napelemes áramtermelés, ha csak szigorúan az áramárat és a rendszert vesszük alapul.
A német és japán támogatás azonban elindított két nagyon fontos folyamatot: az addig csak kistételű, gyakran laboratóriumi körülmények között fejlesztett és gyártott napelemgyártás gyors fejlődésnek indult technológiai fejlődésében, másrészt megindult egy valódi verseny és a tömegtermelés, amivel az addig rendkívül drága napelemek előállítási ára csökkeni kezdett.
Ma a világban már 17 gigawattnyi az éves termelési kapacitás, ami évente 10 Paks méretű új áramtermelési lehetőséget jelent – és ez évente duplázódott 2003 óta, és bár az idei és a jövő évben csak 50%-os termelésnövekedés várható a válság miatt, 2011-től nagyon valószínűleg újra jelentős növekedés várható a befektetési források várható újraindulásával.
A világpiacon a kristályos napelemek még mindig az összes eladott modul 80%-át jelentik, azonban a vékonyrétegű technológiák (ezen belül is főként az amorf-szilícium (aSi) és a kadmium-telluroid (CdTe) megoldásokkal) az elmúlt 3 évben döbbenetes, 300-400%-os fejlődést mutattak. Hogy mikor, hol, melyik technológiát érdemes használni, erről a következő részben lesz szó.
A napelemek tehát itt vannak, már nem űrtechnológia, s remélhetőleg hamarosan Magyarországon is mindenki jobban fogja őket ismerni – de hosszútávon biztosan így lesz. Mert a napelem az egyik legjobban megtérülő energiatermelés környezeti szempontból: a gyártás során felhasznált energiát 3-4 év alatt visszatermeli, miközben 20-25 év a legtöbb gyártó által garantál élettartam. S ami még fontosabb: lokálisan, akár a háztetőn is termelhetünk vele áramot anélkül, hogy ezzel károsítanánk környezetünket.
Hogy rövidtávon változzon az itthoni helyzet, ehhez egy jó támogatási rendszer kellene nálunk is: ahogy a japán és német példa (melyet azóta a világ 20-25 országában is átvettek) bizonyította, hogy egy kis kezdeti támogatás óriási lökést adhat ennek az új iparágnak, s ráadásul egy olyan iparágnak, ami segít megőrizni környezetünket is.
a sorozat további cikkei
- A napenergia | a napelemek 1. rész
- A napenergia | a napelemek 2. rész
- A napenergia | a napelemek 3. rész
(x)
Nagy Norbert,
Manitu Solar
www.manitusolar.hu
Ha kérdése van, kérem írjon nekem!
[poll id=”34″]
Hozzászólások (17): megnézem
Propeller
2009. szeptember 24. csütörtök 07:04
koos.hu – A napenergia | a napelemek 1. rész…
Az Európában nyaralva egyre több országban látjuk, hogy a házak jó részén már sok országban van napelem, amivel a családok […]…
Ger
2009. szeptember 24. csütörtök 08:29
Ez a fecske sem csinált nyarat: https://index.hu/tech/hirek/135475/
gramercy
2009. szeptember 24. csütörtök 08:55
amíg 100+ milliárdot költünk gázár támogatásra?
ha 20.000 ház épül évente, minden egyes házat lehetne 5 (öt!) millióval támogatni ebből a pénzből, mindegyik lehetne minimum energiatakarékos-passzív
charlie
2009. szeptember 24. csütörtök 12:07
230 V, nem 220
Szabóbácsi
2009. szeptember 24. csütörtök 12:08
Nincs ingyenebéd. Szeretnénk úgy élni mint a németek, de mostanra sajna a csehektől is kezdünk derekasan leszakadni. A támogatást szintén „mi” fizetjük előre befizetett adó formájában. Van egy fiskális szemlélet mely bünteti az ilyen megtakarításokat, ami által kevesebb elvárható adó folyik be a költségvetésbe. (az olaszoknál akarták a Priust különadóztatni, mert az elvártnál kevesebbet fogyasztott, ami által kevesebb extraadót fizet, tehát adót csal)
Az is segítség lenne ha a kiemelkedően környezetarát megoldások áfamentesek lennének. (a kiemelten károsítók meg jövedéki adóval terheltek -új, extranagy autók)
Remélem a közeljövőben a mindenféle buta szempontok helyett a környezetvédelem, környezetterhelés lesz a legfőbb kiindulási pont. Az biztos segítséget adna a napelemek, kollektorok elterjedésének.
Legutóbbi házam terve gyakorlatilag passzívház, mely akár függetlenné is válhatna ilyen módon.
gramercy
2009. szeptember 24. csütörtök 13:00
Valóban elég érdekes, hogy egy olyan pénzéhes állam mint a magyar még nem jött rá, hogy a „környezetvédelem” alapú (túl-)adóztatás a mostani biciklis-green hangulatban könnyebben csúszna le..
.
Na jó ez nem teljesen igaz, az autós társadalom laza 7-800 milliárdot tesz a büdzsébe….az útalap meg 100 milliárd..
Rós
2009. szeptember 24. csütörtök 13:11
Az állami támogatással megtérülő különben meg nem térülő kategória nekem abszurd.
gramercy
2009. szeptember 24. csütörtök 13:23
Egyrészt az állami támogatás csak a megtérülési időt rövidíti le, anélkül tfh. 15 év lenne azzal meg csak 7. TFH.
.
De nem az lényeg, hanem hogy gyorsítsuk az új iparág elterjedését, miközben csökkentjük a környezeti terhelést, a megtérülési idő után pedig mindenkinek több marad a zsebében.
.
Ezért kéne 1:1-ben a gázártámogatást passzívház-támogatásba átnyomni: ez az állami költségvetést sehogy sem érintené (0), viszont a magángazdaságban AZONNAL 200 milliárd plusszt teremtene.
Szabóbácsi
2009. szeptember 26. szombat 12:00
Nem mindenhol azonos a megtérülési hányadosa sem a napelemnek. „sajnos :-)” északkeleti, ősfás lejtőn lakom a fővárosban, amivel inkább a nyári villanyklímát spórolom meg, de lényegesen korlátozottabb a napfény hasznosíthatósága egy alföldi, vagy déli lejtős fekvéssel szemben.
Meggondolandó-e egy egyenáramú, kisfeszültségű hálózat kiépítése napelem esetén? Hogy közvetlenül lehessen hasznosítani pl. halogén világításra, meg tárolni akkuban.
Laci
2009. szeptember 26. szombat 21:02
Szabóbácsi:
Újabban kisfeszültségű, egyenáramú hálózatot építenek ki olyan nyaralókban-hétvégi házakban, ahol hálózat hiányában napelemmel oldják meg az energiaellátást. Sokféle háztartási eszközt lehet kapni 12V-os változatban is.
.
A kis feszültség+egyenáram együttes „természete” miatt csak házon belüli hálózatban érdemes gondolkodni. Ugyanis ha nagy teljesítményt kell szállítani, ez kisfeszültség esetén nagyon nagy áramokkal, nagy vezeték keresztmetszettel és nagy veszteségekkel jár együtt.
.
Halogén világítás energiatakarékosság szempontjából felejthető, kissé jobb a hatásfoka, mint a normál izzóé, de messze elmarad a kompakt fénycsövektől. Mivel a kompakt fénycső esetén magát a csövet egy inverteren (a foglalat és a cső közötti hengeres rész) keresztül táplálják, így maga a konstrukció nincs feszültséghez kötve: készíthető belőle 12V-os változat is. Készítenek is. Igaz egyelőre drágább és nehezebben beszerezhető, mint a hálózati, de hatásfoka miatt maga a fénycső hamar megtérül…
.
Viszont a teljes rendszer, ami csak világításhoz viszonylag olcsón megépíthető, az alacsony ár ellenére is csak nagyon hosszú idő alatt térülne meg. Ez az idő talán hosszabb, mint az eszközök élettartama…
De pl. egy olyan kisebb létesítménynél, ahol elérhető a közelben hálózat (vagy akár nincs hálózat), de világításon kívül másra nem kellene áram (pl. pince világítása a hétvégi telken), ott már most is érdemesebb napelemmel megoldani az áramellátást, mint hálózatról. Napi több órás világítás egy 20W fénycsővel egyszeri kb. 40.000Ft-ból megvalósítható, ennyiből nem telne ki a hálózatra csatlakozás sem…
Ugyanakkor egy 20W-os hálózati kompakt fénycsővel 35.000Ft-ból (-5000 a kb. 5 db. elhasznált fénycső ára), napi 4 órával számolva 27 évig lehetne világítani, természetesen hálózatról, mostani árakon számolva…
kepesj
2009. szeptember 28. hétfő 11:41
két érdekesség, amit az elmúlt két hétben szakmai konferencián hallottam és ide is csatlakozik valamiképpen:
– 29 éves, működőképes napelem táblát szereltek le valahol, ami nem is degradálódott érezhetően (nem csökkent sokat az áramtermelő képessége).
– egy román képviselő indítványt nyújtott be az európai parlamentben, hogy 2019-től csak aktív (nem passzív!!) tehát az energia szükségletét egy bizonyos időtávlatban megtermelő házakra lehessen építési engedélyt adni az Unióban. Hogy mi lesz az indítvánnyal, nem tudni, de ez csak 10 éves időtávlat! vajon milyen módon lehet a napenergián kívül elérni ezt?
végül a napelemek fejlődéséről egy link:
…A legújabb előrelépések tükrében elérhető közelségbe kerül a hálózati tarifa elérése, mondta Holger Krawinkel, a német Fogyasztóvédelmi Központok Országok Szövetsége energetikai szakértője. „A First Solar modulokkal átszámítva már 0,20-0,25 euró/kWh áron lehetne villamos energiát termelni” – véli a szakértő. A villamos energia ára Németországban jelenleg 0,20 euró…
https://www.bautrend.hu/index.php/szereles/1492-attoeres-koezeleg-az-amorf-szilicium-napelemeknel
gitche
2009. szeptember 29. kedd 21:30
Rós írja:
„Az állami támogatással megtérülő különben meg nem térülő kategória nekem abszurd.”
akkor mondok pár hasonló abszurdot, amit finanszíroz és támogat az állam, mert amúgy nem érné meg:
– óvodák fenntartása
– egészségügy
– rendőrség
– szelektív hulladékgyűjtés
ráadásul a zöld energiák nem lennének itt ma, és nem annyiért, ha nem támogatták volna korábban – ettől lett tömegtermelés. Van pár dolog, amire szerintem nem pénzkidobás egy kis kezdeti támogatás (és ahogy sokan megjegyzik, a gázártámogatás negyede is elég lenne itthon)
grin
2009. szeptember 29. kedd 21:50
Az állami óvodák a működőképesség határán, a környékünkön pl. 150-170%-os létszámmal üzemelnek.
Az egészségügy pár éven belül tönkremegy. Nem képletesen hanem gazdasági értelemben. Ugyanez a nyugdíjrendszerre 2013 körül.
A rendőrségből most vágtak vissza annyit, hogy ismét megszűnhetnek helyi őrsök, és a létszám csökken.
A szelektív gyűjtésről nem tudok negatívumot mondani azon túl, hogy gyakran több kárt okoz, mint kellene, és többe kerül, mint kellene. (De majd a Vekla :-))))
Amúgy pedig egyetértek, hogy támogatás kell, mert gyakori, hogy a környezetkímélő technológiák 5-10 évig nem érik el a kifizethető árszintet, és a támogatás kell a fellendüléshez. Gyakorlatilag minden környezetbarát technológia így kezdte.
koos.hu » A napenergia | a napelemek 2. rész
2009. október 8. csütörtök 09:57
[…] A napenergia | a napelemek 1. rész […]
koos.hu » A napenergia | a napelemek 3. rész
2009. október 8. csütörtök 10:02
[…] A napenergia | a napelemek 1. rész […]
Novák Árpád
2009. október 15. csütörtök 23:34
A háztartásunkból (meg a szomszédokét) a keletkezett hulladékokat szelektív gyűjtőbe hordom. A szerves komposztálható anyagokat elásom, hogy a környezetet, a szeméttelepet ne terheljem. Fűtenem kell, szénoxidokkal szennyezem a környezetet. A lapos tetőnket süti a nap. Nem vagyok benne biztos, hogy a bankba lévő pénzemért kapott (megadóztatott) kamat fedezi-e, értékének állandóságát. Annyi nincs, amennyi fedezné a környezetbarát beruházás költségeit. Szeretném tudni hogyan számolható ki, mennyit ér mostanság a piacon, egy háztartásból ki nem bocsájtott szénoxid quotája? Egy ilyen, vagy hasonló beruházás kapcsán, az így bejövő haszon, és az elmaradt környezet romboló hatás haszna kit illet meg?
Ezeket a költségeket nem kell fizetni az adónkból, a quota eladásából befolyt pénz az állam kasszájába landol, nem lenne igazságosabb adókedvezménnyel annak juttatni, aki ezt megfizette?
Figyelemmel kísérek minden lehetőséget, hogy az első adandó alkalommal megújoló energiával csökkentsem szükségleteimet. Üdvözlettel; egy környezet kímélő.