Lapszámok

A világ napelemes piacának drasztikus növekedése jelenleg is tart. 2014-re a világ napelemes rendszereinek összteljesítménye elérte az 50 GW-ot. Jelen helyzet azt mutatja, hogy Európa súlya kis mértékben csökkent, Ázsia és Amerika viszont most lép a gyors növekedés szakaszába, a következő években ez a két terület lesz a legmeghatározóbb a napelemes piacban.

A napelemes rendszereknek három fő fajtája ismert. Az olyan helyeken, ahol kiépített villamos hálózat van, és megoldható a rendszer rácsatlakozatása, ott hálózatra visszatáplálós rendszereket telepítenek. Egy tanyán, ahol nincs hálózat és szükség lenne a villamos energiára, ott úgynevezett szigetüzemű napelemes rendszer kiépítése lehet a megoldás. A harmadik fajta a hibrid fotovoltaikus rendszer, amely az előbb említett rendszerek ötvözete.

A hibrid napelemes rendszerek legfőbb tulajdonsága, hogy több különböző típusú energiaforrást használnak, akár egyszerre is. Napelemes alkalmazásoknál ez az energiaforrás lehet egy szélkerék, dízel aggregátor, villamos hálózat. Felépítését tekintve egy hálózatra visszatáplálós rendszerre hasonlít, akkumulátorokkal kiegészítve, melynek lényege a következő. Hibrid rendszer használatával gyakorlatilag az év 365 napján el vagyunk látva villamos energiával, még áramszünet esetén is. Áramkimaradás esetén a napelemek által feltöltött akkumulátorokban tárolt villamos energiát használjuk fel.

A rendszer központi egysége az inverter, amelyben megtalálható az akkumulátortöltő és vezérlő, amely szabályozza az energiaáramlást a rendszerben és felügyeli az akkumulátorok töltöttségét. A napelemek teljesítményét, azaz a rendszer teljesítményt mindig a fogyasztáshoz kell méretezni, a helyi napsugárzási adatok figyelembevételével. Az áramkimaradások érdekében a moduloknak mindig elegendő teljesítményt kell szolgáltatniuk még a kevés napsütéses órák számával rendelkező hónapokban is, azaz télen. Az akkumulátort szintén megfelelően kell méretezni, hogy elegendő áramot szolgáltasson az inverternek. Az akkumulátor kapacitásának legalább akkorának kell lennie, mint az inverter névleges teljesítménye és az akkumulátor névleges feszültsége hányadosának az ötszöröse:

C_akku ≥ 5 · (P_inv. névl. / U_{akku névl.})

Egy megfelelően méretezett rendszernek az alábbiakban részletezett működési fázisai lehetnek. A példát egy lehetséges hibrid üzemű inverteren keresztül mutatom be, a rendszert az 1. ábra szemlélteti.

1. ábra

A rendszer működését kezdjük egy kora reggeli időponttól. Hajnali 4 órakor, amikor a nap még nem süt, azaz nincs termelés napelemes oldalról, fogyasztás viszont van. Az akkumulátor jelenlegi kapacitása 70%, ami lehetővé teszi, hogy a fogyasztást az akkumulátorok kapacitása fedezze.

Az idő múlásával elegendő lesz a beérkező fénymennyiség ahhoz, hogy a napelemek megkezdjék a termelést. 6 órakor a napelemek által megtermelt energia a fogyasztásra fordítódik, mivel azonban a fogyasztás még mindig nagyobb, mint a fotovoltaikus panelek által megtermelt energia mennyisége, az akkumulátorok besegítenek, hogy elegendő árammal lássák el a fogyasztót. Eközben az akkumulátorok szépen lassan merülnek le.

További részletek lapunk 2015/5-ös számának nyomtatott változatában található, illetve a teljes cikk pdf-formátumban is rendelkezésre áll (regisztráltaknak havonta egy alkalommal, előfizetőknek korlátlanul).