12.7. A napenergia fotovillamos hasznosítása

Átírás

1 12.7. A napenergia fotovillamos hasznosítása Alkalmazások A napelemek éves gyártási mennyisége és alkalmazásuk a világon az utóbbi időben drámaian megnövekedett ben a világon legyártott napelemek mennyisége 200 kwp volt ben elérte az 1460 MWp-et. 30 év alatt 7300 szorosára növekedett a piac ben a piac növekedésének mértéke 34% volt. Németországban 2005-ben 837 MWp napelemes berendezés üzembe helyezésével a növekedés 53% -os volt. A világon 2005-ben üzembehelyezett 1460 MWp napelemes berendezés megoszlása a /1. ábrán látható Japán 20% Egyesült Államok 7% Európa többi országai 6% Németország 57% A világ többi országai 10% /1. ábra. A világon 2005-ben üzembehelyezett 1460 MWp napelemes berendezés területi megoszlása Napelemek alkalmazási területei A napelemek alkalmazása rendkívül sokrétű. Ennek érzékeltetésére a teljesség igénye nélkül az alkalmazásokat az alábbiakban foglaljuk össze: 1/22

2 * Villamos hálózattól távolesö lakóházak, hétvégi házak, üdülök, turistaházak, tanyák, gazdasági épületek, létesítmények áramellátása. * Villamos hálózattól távolesö települések áramellátása. * Hírközlő berendezések áramellátása. - mikrohullámú átjátszóállomás - TV relé állomás - helyi telefonközpont - nyilvános telefonállomás - rádió telefonrendszer - mobil telefonrendszer - vezeték nélküli adó-vevő berendezés - autópálya segélykérő telefon * Vízszivattyúzás áramellátása. - ivó és használati vízellátás - öntözés (csepegtetéses, vízátemelős) - talajvíz eltávolítás, vízmentesítés, szigetelés * Csövezték aktív korrózióvédelmi áramforrása. -gázvezeték -olajvezeték -vízvezeték -egyéb földalatti, korrózióveszélynek kitett műtárgyak * Villamos hálózattal kapcsolatban lévő energiatermelő rendszerek. - erőművek, centralizált rendszerek (100 kwp felett) - helyi energiaellátó, decentralizált rendszerek (1 kwp - 1 MWp interaktív hálózati kapcsolat) * Közszükségleti cikkek áramforrása. - kalkulátorok - órák - játékok - dísztárgyak, működő, mobil művészeti alkotások - rádió, TV, egyéb kis elektronikus cikkek - kerti lámpák - házszámtábla világítás - kerti tájékoztató jelzés - autó akkumulátor kondicionáló - reklámcikk (kulcstartó, golyóstoll, óra, asztali mozgó és/vagy világító tárgyak stb.) - univerzális töltőberendezések * Biztonsági, vagyonvédelmi berendezések áramellátása. - kihelyezett műtárgyak védelme - hétvégi házak, turistaházak, tanyák védelme * Szellözö berendezések áramforrása. 2/22

3 - magárahagyott gépjárművek légcseréje (személygépkocsi, autóbusz utastere, munkagépek és teherszállító járművek vezetőfülkéje) - lakókocsik, mérökocsik, állomások légcseréje - keltetök, állatnevelők légcseréje - terményszárítók és aszalók * Szabad állattartásban vagy állatkertben alkalmazott villanypásztorok, villamos karámok áramforrása. * Halastavak levegőztető és etető berendezésének áramellátása. * Madár és vad riasztóberendezések áramellátása. * Hajózási utak, jelzések, bóják, kikötői jelzőfények áramforrása. * Vitorláshajók áramellátása. * Vitorlás repülök áramforrása. * Villamos autók áramforrása. - villamos versenyautók (évente világverseny Svájcban, Amerikában, Ausztráliában) - kis villamos autók elsősorban városi közlekedésre (karosszérián vagy a töltőállomáson elhelyezett napelemekkel) - villamos gyermek játékautók * Villamos segédmotoros kerékpárok áramforrása * Villamos hajtású repülőgép áramforrása. (Solar Challanger 3 kwp) * Villamos motorcsónakok és hajók áramforrása. * Camping kocsik, lakókocsik, mérökocsik áramellátása. * Vasúti jelzőberendezések, fénysorompók, távjelzők áramellátása. * Útjelző és iránymutató, tájékoztató táblák világításának, működésének áramellátása. * Szabadtéri, köztéri világítótestek áramellátása. * Barkács és kísérletező kittek, játékok áramforrása. * Mérőberendezések áramellátása. - meteorológiai mérő és távjelző berendezések - mezőgazdasági talajnedvesség, hömérséklet, csapadék stb. mérők és távjelzők - vízgazdálkodásban szintmérők és távjelzők - tárolók, tartályok állapotát, töltöttségi fokát mérő berendezések és távjelzők * Ivóvíz elállításához áramforrás. - klórozó berendezés - ozmotikus sótalanító berendezés 3/22

4 * Egyéb napenergiás berendezések működtetéséhez áramforrás. hőhasznosító napkollektorok hőszállító anyagának keringetése (levegő, folyadék), helyiség fűtésénél, használati melegvíz elöállításnál, uszoda vízmelegítésnél stb. * Helyiségek klimatizálására, légkondicionálására áramforrás. * Villamos áramtermelő dekoratív árnyékoló, burkoló hőtechnikai szempontból is funkcionális épülethomlokzat és tetőfelület. * Hidrogén előállítására áramforrás. - energiatárolás - technológiai alkalmazás - helyi hegesztöberendezés * Hütöberendezés áramforrása. - stabil hűtőszekrény - mobil hűtöláda (vakcinahűtés, teve, ló, szamárháton) * Mobil villamos áramellátó egységek. - országúti, sivatagi, távoli munkahelyeken üzembe helyezés, karbantartás, javítás, hibaelhárítás. - természeti katasztrófák esetén helyi villamosenergiaellátás * Fény és sugárzásérzékelés. - alkonykapcsoló - segédvillanólámpa - fénysorompó, infra fénysorompó - villamos ívérzékelő berendezés - infra távérzékelő - fénymérő - napsugárzás mérő - távfűtés szabályozás - tűzjelzö * Katonai berendezések áramellátása. - érzékelők, mérők, távjelzők - kommunikációs rendszerek (telefon, rádió, infrakommunikáció, video stb.) - egyéni felszerelés (kommunikációs, segélykérő stb.) Napelemes áramforrások felépítése A napelemes berendezések, áramforrások felépítését a /1 ábrán mutatjuk be. A napelemes áramforrások általában az alábbi főbb egységeket tartalmazzák: - egy vagy több napelem modult, - csatlakozó dobozt, - szabályozó elektronikát, - akkumulátort vagy akkumulátorokat, ha az energiát tárolni kell, 4/22

5 - áramátalakítót ha a fogyasztó váltakozó áramú Napelem modul(ok) Áramátalakító =/~ ~Fogyasztó Csatlakozó doboz =Fogyasztó Szabályozó elektronika Akkumulátor(ok) /1 ábra.. Napelemes áramforrások felépítése A napelemes áramforrásokat csoportosíthatjuk aszerint, hogy közüzemi villamos hálózattal kapcsolatban vannak, vagy autonóm módon villamos hálózattól függetlenül látják el a fogyasztókat villamos energiával. Az előbbit napelemes hálózatra dolgozó rendszereknek, az utóbbit, pedig autonóm áramforrásoknak nevezzük. De például a Solart-System Kft. által kifejlesztett kváziautonóm napelemes áramforrás a kettő kombinációja és folyamatos szünetmentes áramellátást a fogyasztóknak elsősorban napenergiából és csak másodsorban biztosítja villamos hálózatról. Ugyanakkor kellő tartalékot biztosít hálózatkimatradásra és képes a villamos hálózatra is táplálni. A napelemes autonóm áramellátásnál a /1 ábrán szereplő napelemek által termelt energia amennyiben azonnal felhasználásra kerül, úgy szabályozó elektronikán keresztül közvetlenül a fogyasztóhoz csatlakoztathatunk és ez esetben akkumulátorokat sem kell alkalmaznunk. A közvetlenül a villamos hálózatra dolgozó rendszerek sem igényelnek általában akkumulátorokat, mert a termelt villamos energia, amennyiben helyileg nem kerül felhasználásra, úgy az áramátalakítón keresztül közvetlenül a hálózatba táplálható. Amennyiben azonban a termelt villamos energia nem kerül azonnal felhasználásra, úgy a villamos energia tárolásáról gondoskodnunk kell és ez akkumulátorok alkalmazásával oldható meg. Az akkumulátorok megfelelő töltéséről és a napelemekről történő szükségszerű leválasztásáról a szabályozó elektronika gondoskodik. Az esetek többségében főleg kisebb napelemes áramforrásoknál a fogyasztók egyenfeszültségről működnek és ez esetben áramátalakítót nem kell alkalmaznunk. A napelemeket megfelelő szilárdságú és az időjárási viszonyoknak megfelelő kialakítású mechanikus tartó szerkezetre szerelik. A mechanikus tartószerkezetnek ellen kell állnia az 5/22

6 időjárás viszontagságainak. Általában korrózióálló, vagy korrózió ellen védett acél vagy alumíniumot alkalmaznak szerkezeti anyagként és 200 km/óra szélsebesség elviselésére méretezik. A napelemek tájolása Földünk északi féltekéjén általában déli vagy közelítőleg déli irányú. A napelemek dőlésszögét általában nem szokták változtatni, bár az évszaknak megfelelő optimális dőlésszög beállítás energia nyereséget jelent. A dőlésszöget rögzített tájolású berendezésnél, a tervezésnél kell meghatározni az éves energiafelhasználás alakulásának függvényében. Járműveken, mozgó objektumoknál általában a napelemek vízszintes vagy vízszinteshez közeli elhelyezése az optimális. Gyártanak napkövető szerkezeteket is, melyek alkalmazása lehetővé teszi, hogy a napelemek mindig a legnagyobb energiát szolgáltassák, azonban ezek többletköltségük miatt nem nagyon terjedtek el. A napelem, akkumulátor és terhelés illesztésére szolgáló szabályozó elektronikák általában korszerű félvezetős eszközök és az akkumulátortól és a napelemtől függetlenül helyezik el. Az áramátalakító szintén korszerű félvezető eszközök alkalmazásával készül és elhelyezése a szabályozó elektronikához hasonló. Néhány éve megjelentek napelem modulba épített kis áramalakítók, azonban ezeket általában a közvetlenül hálózatra csatlakozó berendezéseknél alkalmazzák. A villamos energia tárolására szükséges akkumulátorokat általában függetlenül zárt térben célszerű elhelyezni és amennyiben lehetséges a külső hőmérséklet ingadozástól a jobb energia tárolási hatásfok és élettartamuk növelése érdekében védeni szükséges. A napelemes áramforrásokat széles körben alkalmazzák házi villamos energia ellátásra. Egy átlagos háztartás éves villamos energia igénye kwh. Európában ezt 15-20m 2 korszerű, kristályos szilíciumból készült napelem felület alkalmazásával biztosítani lehet. Szerényebb energia fogyasztásra, (tanyáknál, hétvégi házaknál, pincéknél stb. időszakosan használt házaknál, létesítményeknél) mely csak pl. a vízellátás, világítás, rádiózás, televíziózás, biztonsági berendezések és kommunikáció energiaigényét fedezi, jóval kisebb berendezések alkalmazása is elegendő. Nagyobb és talán azt kell mondanunk, hogy forradalmibb az áttörés lehetősége a hálózati villamos energia ellátásba történő bekapcsolódás területén. Az ár általában mindig az alternatív megoldások megmérettetésénél kerül mérlegelésre. Energiában jelenleg dúskáló világunkban a felvetés általában úgy jön, hogy valójában mennyibe kerül 1 kwh villamos energia előállítása napenergiából. Ez azonban az összehasonlításnak csak az egyik oldala, mert az összehasonlításnál igyekezni kell valamennyi számítható és nem számítható hatást és azok következményeit figyelembe venni. Vegyünk egy példát az autonóm villamos energiaellátás területéről! 1 kwh villamos energia ára az átlag elemek (góliát, baby, ceruza stb.) árát figyelembe véve ,- Ft nagyságrendben van, de ha a kisebb elektronikai cikkekhez szükséges gombelemeket nézzük eléri a ,-Ft. nagyságrendet és mégis megvesszük. Ritkán merül fel, hogy valaki összehasonlítsa a hálózatból nyerhető jelenleg 38,-Ft/kWh-ás villamos energia 6/22

7 árával, mert az autonómitás biztosítása ennyibe kerül, pedig ennek az elemekkel biztosított autonómitásnak a környezeti hatásai is katasztrofálisak! Az autonómitásra tehát, ha a gondolat és a technika elfogadásra kerül könnyedén áldozunk, sőt még sajnos a környezetünket is. Nyugateurópában ezt ismerték fel és elsősorban Németországban, de Svájcban, Ausztriában, Spanyolországban, Olaszországban, Franciaországban, Hollandiában óriási programokat indítottak a villamos energiaellátás autonómiájának növelésére környezetbarát módon napenergia hasznosításával ben a világon eddig üzembe helyezett napelemes berendezések összteljesítménye már meghaladta az 5000 MWp et. Napelemes autonóm áramforrások főbb jellemzőinek meghatározása Kezdetben, de még napjainkban is a napelemeket széles körben használják autonóm áramellátási feladatok ellátására. Az autonóm áramforrások legfontosabb jellemzői a szükséges napelemek és az akkumulátorok mennyisége. A napelemes autonóm áramforrások főbb jellemzőinek meghatározásához célszerű a sugárzási adatokat összegezett, kumulált módon kiszámítani. A /2 ábrán Budapesten 1m 2 felületre a Napból beérkező sugárzási energia átlagértéke januártól összegezve, kumulálva különböző dőlésszögek esetén látható. A napelemek árama arányos a beérkező sugárzással, így töltőárama a meteorológiai adatok alapján meghatározható. Budapesten 30 o -os dőlésszög esetén egy példaként vett SC3 napelemekből felépített napelem töltése három év alatt folyamatosan összegezve átlagosan a /3 ábrának megfelelően alakul kwh m Vízsz. 30 fok 60 fok J F M A M J J A Sz O N D hónap /2 ábra. Budapesten 1m 2 felületre a Napból beérkező sugárzási energia átlagértéke januártól összegezve különböző dőlésszögek esetén. 7/22

8 12.7.5/3 ábra. Budapesten SC3 típusú napelemek átlagos töltésének alakulása három éven keresztül folyamatosan összegezve 30 o -os dőlésszög esetén. A /3 ábrából látható, hogy az SC3 napelem egy évi töltése kb Ah. Ideális veszteségmentes esetben, amikor a termelt és a fogyasztott töltésmennyiség azonos, egyenletes energiafelhasználás esetén 3,25 Ah/nap a felhasználható töltésmennyiség, ami 0,14 A folyamatos terhelésnek felel meg. (I.egyenes) Az egyenletes üzem érdekében energiatárolásra van szükség. Ha teljesen feltöltött akkumulátorral indítjuk az üzemet január 1.-én és a terhelés a I. egyenes szerint alakul, akkor a napelem kevesebb energiát termel mint az igény és a hiányzó töltést az akkumulátor biztosítja. Az akkumulátor kb. május végén lesz újra teljesen feltöltött állapotban. Júniustól szeptember végéig az energiatermelés meghaladja az igényt és miután az akkumulátor teljesen fel van töltve ez az energiatöbblet elvész. Októbertől újra az Energiatárolóban tárolt töltésre van szükség a teljes energiaigény biztosításához. Az akkumulátor legközelebb a következő év szeptemberének végén lesz teljesen feltöltve, majd a folyamat évente ismétlődik, vagyis a teljes feltöltés évente egyszer, szeptember végén következik be. Az akkumulátor kb. március közepén van a legjobban kisütött állapotban. Az akkumulátor maximális kisütöttségét az egyenletes fogyasztást ábrázoló egyenes és a töltésgörbe maximális függőleges metszéke adja (C szi ). Jelen esetben ez 300 Ah. Ekkora akkumulátor kapacitás szükséges a töltés szezonális változásainak áthidalására. Szezonálisan a nyári hónapokban az éves átlagnál lényegesen nagyobb energiát termel a napelem, mert a maximális átlagtöltés 5,43 Ah/nap, ami 0,23 A folyamatos terhelésnek felel meg. (II.egyenes) Ez azt jelenti, hogy szezonálisan több energia vehető ki. Egész évben folyamatosan azonban ezt a terhelést csak több napelemmel lehet biztosítani. Egész évben egyenletes terhelés esetén a megfelelő biztonsággal történő méretezéshez a terhelés egyenesének az ideális I. egyenesnél kisebb meredekségűnek kell lenni. Pl. 70%- os meredekségű terhelési egyenes (III.) 830 Ah/év, ill. 2,27 Ah/nap töltésmennyiségnek felel meg, ami 0,095 A folyamatos terhelésnek felel meg. Ez esetben a szükséges tároló kapacitás (C sziii ) 200 Ah. Az akkumulátor kb. február végén lesz a legjobban kisütött állapotban és május közepétől november közepéig teljesen feltöltött állapotban lesz. 8/22

9 Látható, hogy a napelemre eső terhelés csökkentésével a minimálisan szükséges akkumulátor kapacitás is csökkent! Ha a fogyasztói igény meghaladja a napelem áramtermelését, akkor az igényeket napelemek párhuzamos kapcsolásával lehet kielégíteni. A párhuzamosan kapcsolt elemek számát n p -t megkapjuk az n = p Q Q L M összefüggésből, ahol Q L az átlagos terhelés és Q M egy napelem átlagos töltése kellő biztonság figyelembe vételével. A sorbakapcsolt napelemek számát az igényelt feszültségszint határozza meg! A szokásos 12 V névleges feszültségű napelem modulokban általában - mint említettük egyedi napelem van sorbakapcsolva. Nagyobb névleges feszültség biztosításához arányosan nagyobb számú napelemet ill. ezekből összeépített napelem modult kell sorba kapcsolni. Az energiatároló akkumulátor kapacitásának megválasztásánál megfelelő biztonsággal kell számolnunk, mert egyrészt a rövid távú szélsőséges időjárás (sugárzás) változások hatását át kell hidalnunk, másrészt korrigálni kell az akkumulátorok kapacitáscsökkenését (magas hőmérsékleten fokozott önkisülés, alacsony hőmérsékleten fokozott kapacitáscsökkenés) A szükséges akkumulátor kapacitás meghatározására az alábbi összefüggést használjuk: C = (C sz + C A ) K Ahol C sz a szezonális tárolási kapacitás, C A =DQ L az autonómiát biztosító kapacitás, D a tartósan borult napok száma, Q L az átlagos terhelés és K a höfokkorrekciós tényez. D javasolt értékeit különböző földrajzi szélességekre az /1 táblázatban foglaltuk össze. 0 o C felett K=1 és - 10 o C alatt K = /1 táblázat Szélességi kör [L o ] Borult napok száma [D] 0 o 30 o o 40 o o 50 o o 60 o o - 25 A sorbakapcsolt akkumulátorok számát az igényelt feszültségszint határozza meg! Ólomakkumulátorok névleges cella feszültsége 2 V, a NiCd akkumulátorok névleges cellefeszültsége 1,2 V. A szokásos 12 V névleges feszültségű ólomakkumulátorokban 6 cella van sorbakapcsolva. Nagyobb névleges feszültség biztosításához arányosan nagyobb számú cellát ill. ezekből összeépített akkumulátort kell sorba kapcsolni. 9/22

10 Természetesen ma már a napelemes áramforrások méretezéséhez számos számítógépes programhoz hozzá lehet jutni, amelyek a sugárzási adatokat, az alkalmazott elemek műszaki, sőt árát is figyelembe veszi és ezekkel különböző határfeltételekre a méretezés egyszerűen elvégezhető. Ezen számítógépes programok közül kettő számítógépes megjelenési felületét példaként bemutatjuk a /4 és /5 ábrán /4 ábra. A PV SOL számítógépes napelemes áramforrás tervező program megjelenési felülete /5 ábra. A HOMER számítógépes napelemes áramforrás tervező program megjelenési felülete. 10/22

11 Néhány napelemes áramforrás A következőkben példaként néhány napelemes áramforrást bemutatunk, amelyek az 1 MWp-es hálózatra dolgozó rendszer kivételével hazánkban készültek. A hazai berendezések bemutatásban van némi céltudatosság, mert a szerző közreműködésével készültek és így a pontos adatok rendelkezésre álltak, ugyanakkor a hazai napelem fejlesztési eredményekről is egy kis ízelítőt kapunk. Iszkahegyi napelemes áramforrás Magyarországon a napelemek és napelemes áramforrások fejlesztése a 70-es évek elején indult és az első napelemes áramforrás, amely egyébként saját fejlesztésű szilícium napelemekből készült 1975-ben a Dunántúlon, Székesfehérvár mellett az Iszkahegyen került telepítésre. Az iszkahegyi alkalmazás képe az 5.23 ábrán látható /1 ábra. Az 1975-ben épült iszkahegyi rádiótelefon átjátszó állomás napelemes áramforrással. Alkalmazás: rádiótelefon átjátszóállomás Napelemek: VKI kísérleti elemek és modulok; 6 táblába egyenként 24 modul 6 m 2 összfelülettel a tetőre szerelve. Napelemek tájolása: déli irány, 50 o dőlésszög, fix Névleges feszültség: 24 V Névleges teljesítmény: 240 W p Energiatároló: 12 x 1000 Ah/2V nyitott postai célú ólomakkumulátor az épület pincéjében elhelyezve. Egyéb: A napelem modul nyomtatott áramköri lemezre szerelt napelemekből készült alumínium keretbe foglalt üveg alkalmazásával kiöntő anyag nélkül. 11/22

12 Telekommunikációs napelemes áramforrás Alkalmazás: telekommunikáció Napelemek: VKI kísérleti elemek 8 db SM 12/0,5 modulba 1 m 2 összfelülettel a berendezésre szerelve. Napelemek tájolása: tetszőleges, 40 o - 60 o dőlésszög, változtatható Névleges feszültség: 12/24 V Névleges teljesítmény: 64 W p Energiatároló: 4 x 240 Ah/6V nyitott postai célú ólomakkumulátor a berendezésben elhelyezve. Egyéb: A napelem modul korszerű üvegszilikon gyanta-napelem-zno töltésű szilikon gyanta-pvc - alumínium felépítésű /2 ábra. Telekommunikációs napelemes áramforrás. Mikrohullámú átjátszó és vízszivattyú áramforrás Alkalmazás: mikrohullámú átjátszó és vízszivattyú Napelemek: VKI gyártású SC3 napelemek 48 db SM 12/1 modulba 11,8 m 2 összfelülettel állványra szerelve. Napelemek tájolása: tetszőleges, 65 o dőlésszög, fix Névleges feszültség: 24 V (mikrohullámú átjátszónak szerelve 2 modul sorba kapcsolva) Névleges feszültség: 96 V (vízszivattyúzásra 8 modul sorba kapcsolva) Névleges teljesítmény: 768 W p Energiatároló: 12 x 1200 Ah/2V zárt, kezelésszegény ólomakkumulátor a berendezéstől függetlenül elhelyezve, vagy nem kerül alkalmazásra. Egyéb: A napelem modul korszerű üveg-szilikon gyanta-napelem-zno töltésű szilikon gyanta-pvc - alumínium felépítésű /3 ábra. Mikrohullámú átjátszó és vízszivattyú napelemes áramforrása. 12/22

13 Katódos korrózióvédelmi áramforrás Alkalmazás: csövezetékek aktív korrózióvédelme Napelemek: VKI gyártású SC3 napelemek 30 db SM 6/1 modulba 3,75 m 2 összfelülettel álványra szerelve. Napelemek tájolása: tetszöleges, 10 o - 80 o dőlésszög, változtatható Névleges feszültség: 6 V Névleges teljesítmény: 240 W p Energiatároló: 3 x 1600 Ah/2V zárt, kezelésszegény ólomakkumulátor a berendezéshez kapcsolódóan konténerben van elhelyezve. A konténer a berendezés önnáló telepítése esetén alapozás nélküli felállítást tesz lehetövé. Egyéb: A napelem modul korszerü üveg-szilikon gyanta-napelem-zno töltésü szilikon gyanta-pvc - aluminium felépítésű /4 ábra. Katódos korrózióvédelmi napelemes áramforrás. Napelemes villanypásztor /5 ábra. Napelemes villanypásztor. Alkalmazás: mezögazdaság, erdögazdaság, állattartás, Napelemek: VKI gyártású napelemek 1 db SM 12/0,5 modulba és tartóra szerelve. Napelemek tájolása: tetszöleges, 45 o dőlésszög, fix Névleges feszültség: 12 V Névleges teljesítmény: 8 W p Energiatároló: 1db 55Ah/2V zárt, kezelésszegény ólomakkumulátor Egyéb: A napelem modul korszerü üveg-szilikon gyanta-napelem-zno töltésü szilikon gyanta- PVC - aluminium felépítésü. 13/22

14 Napenergiás gyümölcsaszaló és gyógynövény szárító /6 ábra. Napelemes gyümölcsaszaló és terményszárító. Alkalmazás: gyümölcs, gyógynövény gomba szárítás Napelemek: 2 db M20 napelem modul a berendezésre szerelve. Napelemek tájolása: tetszöleges, 30 o dőlésszög, fix Névleges feszültség: 5-18V a megvilágítás függvényében Névleges teljesítmény : 40 W p Energiatároló: nincs Egyéb: A szárítóberendezés levegös napkollektorral müködik és a napelemek a megvilágítás függvényében szolgáltatnak energiát az átszellözö ventilátornak. Betörésjelzö berendezés napelemes áramforrása Alkalmazás: betörésjelzés Napelemek: 1 db SA 2-12 amorf sziliciumnapelem modul a ház falára szerelve. Napelemek tájolása: északkeleti, 90 o dőlésszög, fix Névleges feszültség: 12 V Névleges teljesítmény: 2,5 W p Energiatároló: 1x 7,2 Ah/12V zárt kezelésmentes ólomakkumulátor az épületen belül elhelyezve /7 ábra. Betörésjelzö berendezés napelemes áramforrása. 14/22

15 Telefonközpont napelemes áramforrása /8 ábra. Telefonközpont napelemes áramforrása. Alkalmazás: telefonközpont Napelemek: 12 db SM 12/2,5 Pannonglas modul 5,3 m 2 összfelülettel az antenna toronyra szerelve. Napelemek tájolása: déli, 60 o dőlésszög, fix Névleges feszültség: 24 V Névleges teljesítmény: 480 W p Energiatároló: 8 x 100 Ah/12V, majd 8x130 Ah/12 V zárt kezelésmentes ólomakkumulátor a telefonközpontban elhelyezve. Egyéb: A napelem modul korszerü üveg-szilikon gyanta-napelem-zno töltésü szilikon gyanta-pvc - aluminium felépítésü. Később 1400 Wp szélgenerátorral kiegészítve /9 ábra. Telefonközpont napelemes áramforrása kiegészítve szélgenerátorral. 15/22

16 Mérö és távjelzö valamint autópálya információs rendszer napelemes áramforrása Alkalmazás: mérés, távjelzés, autópálya információs rendszer Napelemek: 1 db M 20 modul oszlopra szerelhetö kivitelben. Napelemek tájolása: tetszöleges, 65 o dőlésszög, fix Névleges feszültség: 12 V Névleges teljesítmény: 20 W p Energiatároló : 1 x 25 Ah/12V zárt kezelésmentes ólomakkumulátor oszlopon elhelyezhetö szekrényben elhelyezve /10 ábra. Mérö és távjelzö valamint autópálya információs rendszer napelemes áramforrása. Távjelzö biztonsági berendezés napelemes áramforrása /11 ábra. Távjelzö biztonsági berendezés napelemes áramforrása. 16/22

17 Alkalmazás: behatolás távjelzése Napelemek: 1 db VLX 32 polikristályos szilicium napelem modul oszlopra szerelve. Napelemek tájolása: déli, 65 o dőlésszög, fix Névleges feszültség : 12 V Névleges teljesítmény: 32 W p Energiatároló: 1x 100 Ah/12V kezelésmentes ólomakkumulátor az épületen belül elhelyezve. Többcélú napelemes áramforrás /12 ábra. Többcélú napelemes áramforrás napkollektoros egységgel szerelés közben. Alkalmazás: oktatás, mérés,kutatás fejlesztés Napelemek: 4 db SM 2160 polikristályos szilicium napelem modul állványra szerelve. Napelemek tájolása: tetszöleges, 30 o - 60 o dőlésszög, változtatható 5 o -os lépcsökben Névleges feszültség: 24 V Névleges teljesítmény: 240 W p Energiatároló : 2x 100 Ah/12V kezelésmentes ólomakkumulátor a berendezéssel együtt vagy függetlenül elhelyezhetö. A 2 m 2 -es napkollektoros egységhez 150 l- es szigetelt hőtároló tartozik. 17/22

18 Napelemes oktatási áramforrás Alkalmazás: oktatás, mérés,kutatás fejlesztés Napelemek: 12 db SM 2160 polikristályos szilicium napelem modul falra épített tartókra szerelve. Napelemek tájolás : délnyugat, 30 o - 90 o dőlésszög, folyamatosan változtatható Névleges feszültség: 24 V Névleges teljesítmény: 720 W p Energiatároló: 12x 300 Ah/2V kezelésmentes ólomakkumulátor belsö térben elhelyezve /13 ábra. Napelemes oktatási áramforrás. Hordozható napelemes áramforrás és mérömüszer /14 ábra. Hordozható napelemes áramforrás és mérömüszer. 18/22

19 Alkalmazás: oktatás, mérés,üzembe helyezés, kutatás fejlesztés Napelemek: 1 db W 13 egykristályos szilicium könnyü müanyag napelem modul a berendezéssel együtt vagy függetlenül elhelyezhetö. Napelemek tájolása: tetszöleges, dőlésszög tetszöleges Névleges feszültség: 12 V Névleges teljesítmény: 13 W p A berendezés névleges teljesítménye : 100 W A berendezés kimenö feszültsége: 4,5 V, 6 V, 9 V,12 V, 24 V egyen és 230 V 50 Hz váltakozó feszültség. Energiatároló: 7,2 Ah/12V zárt kezelésmentes ólomakkumulátor belsö térben elhelyezve. Napelemes akkumulátor /15 ábra. Napelemes akkumulátor töltésnövelővel. Alkalmazás: hordozható berendezések áramforrása Napelemek: 4 db egykristályos szilicium napelem modul az átlátszó akkumulátorházba beépítve. Napelemek tájolása: tetszöleges, dőlésszög tetszöleges. Névleges feszültség: 1,2 V Névleges teljesítmény: 0,1 W p Energiatároló: 2 Ah/1,2 V zárt kezelésmentes NiCd akkumulátor az átlátszó akkumulátorházba a napelemekkel együtt elhelyezve. 19/22

20 Villamos hálózatra dolgozó napelemes rendszer /16 ábra. 1 MW p teljesítményü villamos hálózatra dolgozó napelemes rendszer Főbb egységei : napelemek, áramátalakítók, akkumulátorok és a vezérlö terem. Alkalmazás: kutatás fejlesztés és demonstráció Tervezés idöpontja: 1980 Az üzembehelyezés idöpontja: 1985 Helyszin: Saijo, Ehime, Japán Beépített terület: m 2 Napelemek: db különbözö szilicium napelem modul (~75 % egykristályos, ~25 % polikristályos és kevesebb mint 1 % amorf) állványokra szerelve. Napelemek tájolása: dél, 33,9 o dőlésszög, fix Névleges feszültség: 500 V Névleges teljesítmény : 1 MW p Energiatároló : 1800 kwh kezelésmentes ólomakkumulátor belsö térben elhelyezve. Kváziautonom napelemes áramforrás Alkalmazás: Lakó és irodaépület napelemes áramforrása Napelemek : 8 db egykristályos szilicium napelem modul Napelemek tájolása: délkelet, dőlésszög 35 fok. Névleges teljesítmény: 1320 W p Névleges feszültség: 230 VAC 1~50 Hz 20/22

21 Névleges legnagyobb terhelhetőség: 700 VA Az autonómitás legnagyobb értéke: 48 óra (100 W átlagterhelésnél) Átkapcsolási idő: kisebb, mint 0,004 sec Energiatároló : 400 Ah/24 V zárt kezelésmentes akkumulátor egység. Éves átlagos villamosenergia termelés: 1100 kwh /17 ábra. Kváziautonóm napelemes áramforrás. 21/22

22 IRODALOMJEGYZÉK Pálfy M., Böhönyey F., Palotai G. Napelemes autonóm áramforrások. Elektrotechnika 79.évf sz. p Pálfy M. A VKI-ban folyó napelemfejlesztéssel kapcsolatosan elhangzott elöadások, publikációk jegyzéke között, Elektrotechnika 79.évf sz. p M.Pálfy. Photovoltaic Application. Kluwer Academic Publishers. Dordrecht, Boston, London. Edited by J.M.Marschall and D.Dimova-Malinovska Pálfy M. Fotovillamos rendszerek. Napenergia a mezőgazdaságban. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest. Szerk. Farkas I Pálfy M. A fotovillamos energiaátalakítás helyzete az EU-hoz újonnan csatlakozott országokban.mee Vándorgyűlés. Szeged 2006 aug /22