A napenergia fotovillamos hasznositása

Átírás

1 A napenergia fotovillamos hasznositása Pálfy Miklós Okleveles Villamosmérnök Címzetes egyetemi docens Solart-System Igazgató Magyar Napenergia Társaság Fotovillamos Szakosztály vezetője MANAP Elnökség tagja Európai Fotovillamos Technológiai Platform WG2 Munkacsoport tagja

2 Bevezetés Sugárzás Potenciál Napelemek (mennyiség, ár, költség, hatásfok, gyártás) Alkalmazások Grid paritás

3 Sugárzási energia A Föld légkörén kívül 1353W/m 2. Évente 11852,28 kwh/m 2 Magyarországon / kwh/m 2 Magyarország területére 1.16*10 14 kwh/év kwh/m 2 Legnagyobb nemzeti energia kincsünk! Ez 2900 szorosa az éves villamos- energia fogyasztásnak. Egy háztartás éves villamos-energia igénye = 2 m 2 -re érkező napenergia

4 Sugárzási térkép

5 POTENCIÁL ÖSSZESEN Vizszintes felület (km 2 ) 30 o os felület (km 2 ) 45 o os felület (km 2 ) 60 o os felület (km 2 ) Elvileg beépithető napelem felület (km 2 ) Valóságban kedvezően beépithető napelem felület (km 2 ) Beépitési dőlésszög ( o ) Beépithető napelem teljesitmény (MWp) Éves villamos energia termelés (10 9 kwh) Nagypanel és alagutzsalus házak 3,94 1,698 0, ,416 0, Egyéb lakóépületek , ,26025 Mezőgazdasági épületek 13,5 5,819 2, ,8325 0, Mezőgazdasági épületek 9,5445 9,545 4, ,5025 0, Oktatási épületek 1,68 0,724 0, ,5836 0, Oktatási épületek 2, ,771 1, ,7148 0, Önkormányzati épületek 1,992 0,859 0, , , Önkormányzati épületek 3, ,286 1, , , Gyep-legelő , ,95 246,93714 Új mezőgazdaságilag felszabadult területek , ,74 Vasútvonalak mentén 47,388 47,388 10, ,23 1, Autópályák mentén 1, ,342 0, , , Összesen 20631,112 47,388 78, , , , ,12 485,58205

6 POTENCIÁL Magyarországon potenciálisan telepithető napelemes berendezések éves villamos energia termelése: 486 milliárd kwh. Az éves villamos energia termelés értéke a Magyarország jelenlegi villamos energia fogyasztásának több mint 12 szerese.

7 PV piac alakulása Forrás:Solarbuzz 2008-ben 5850 MWp PV Éves növekedés 110%! 2009-ben 7310 MWp PV Éves növekedés 22%! 2010-ben MWp PV Éves növekedés 62%! 2011-ben MWp PV Éves növekedés 67%! (EPIA) 2012-ben MWp PV Éves növekedés ~ 5%! 2013-ban MWp PV Éves növekedés ~20%! EU a legnagyobb piac 2008-ban 82%, 2009-ben 77% 2010-ben 71% 2011-ben 75% (EPIA), 2012-ben 57%

8 PV piac 2012-ben Forrás:Solarbuzz

9 A 10 legnagyobb napelem gyártó a világon 2012-ben Forrás:EUROOBSERVER 2013 április

10 A 10 legnagyobb napelem gyártó a világon 2013-ban Forrás: Solarbuzz

11 Napelem gyártás a világon ban Forrás: Solarbuzz

12 Az üzembe helyezett napelemes berendezések Európában 2011 és 2012-ben Forrás:EUROOBSERVER 2013 április

13 Napelemes berendezések Európában ben Forrás:EUROOBSERVER 2013 április

14 Napelemes berendezések Európában 2011 és 2012-ben Forrás:EUROOBSERVER 2013 április

15 Napelemes berendezések energia termelése Európában 2011 és 2012-ben Forrás:EUROOBSERVER 2013 április

16 A napenergiával termelt villamos áram átvételi ára az EU új tagállamaiban Cseh Köztársaság 0,47 /kwh Szlovénia 0,399 /kwh Ciprus 0,383/0,36 /kwh (magán/vállalkozás) Bulgária 0,394/0,366 /kwh (<5kW/>5kW) Szlovákia 0,45 /kwh (2009-től) Magyarország ~0,1 /kwh

17 Magyarországi alkalmazások Total PV installed in Hungary source: Solart-System kwp est off grid (kw) on-grid (kw) total (kw)

18 Különböző teljesítményű c-si napelemes berendezések költsége 2012 végén Forrás:Solarbuzz

19 Napelem gyártás és árak a világon 2013-ban Forrás: Solarbuzz The shift from a few gigawatts annually to 35GW-plus in 2013, having module pricing in the US$ /watt and seeing installed system pricing fall to US$2-3/W,

20 Fotovillamos energiaátalakítás

21 Fotovillamos energiaátalakítás Energia átalakítási hatásfok elvben akár 60-70% (Delaware University max: 42,8%?, Solar junction: 44%, 942x koncentráció) Két elektron gerjesztési lehetőség! Gyakorlatban amorf Si 4-6%, kristályos Si 15-17% (SANYO HIT 19,5 %)

22 Napelemgyártás Magyarországon VKI Pannonglas SOLARLAB Solart-System Dunasolar SANYO PV PANASONIC 2013 ø napelem gyár? Korax napelem gyár Heliogrid napelem gyár Rétság. (~70 MEuro beruházás) Genesis Környe. (~100 MEuro beruházás)

23 Napelemgyártás Magyarországon Napjainkban néhány új beruházás Great Solar, Berttyóujfalu 200 MWp (12,774 MEuro) AlternativEnergia.hu Greensolar, Budapest. FSD, Budaőrs. Jülich GLAS, Székesfehérvár. Solar Energy System, Komló. (4,44 MEuro)

24 SOLARLAB

25 SOLARLAB

26 SOLARLAB

27 SOLARLAB

28 SOLARLAB

29 SOLARLAB

30 SOLARLAB

31 SOLARLAB

32 SOLARLAB

33 SANYO

34 KORAX

35 Heliogrid

36 Alkalmazások Autonom áramforrások Hálózatra dolgozó rendszerek Kváziautonom áramforrások Közszükségleti cikkek

37 Alkalmazások Hálózat független energiaellátás Hálózat kapcsolt rendszer Fogyasztói alkalmazások Ipari alkalmazások Távoli települések Elosztott Centralizált beltéri szabadtéri számológépek villamos mérlegek órák villamos műszerek mobil telefonok töltő készülékek szökőkutak zseblámpák kerti fények házszámok autó szellőztetés csónakok telekommunikáció közlekedési jelek távközlés kijelzők navigációs fények katódos védelem táv felügyelet hegyi éttermek/hotelek villamos világítók háztartási szolár rendszerek falu energiaellátása akkumulátor töltés víztisztítás öntözés utcai világítás iskolák magán tetők oktatás/ iskolák homlokzatba integrálás közüzemi energiaellátó osztatlan közös tulajdon hang terelőkorlát oltóanyag hűtés

38 Hálózatkiépités vagy napelemes áramforrás [m] NAPELEMES ÁRAMFORRÁS OLCSÓBB HÁLÓZATKIÉPÍTÉS OLCSÓBB [kwh/év]

39 Napelemes áramforrás egyenáramú fogyasztóknak Forrás:Soltrain töltésszabályzó Napelemek feszültség szabályozó Fogyaszt ó akkumulátor

40 Napelemes áramforrás váltakozóáramú fogyasztóknak Forrás:Soltrain töltésszabályzó napelem inverter házban lévő hálózat akkumulátor

41 Napelemes áramforrás egyenáramú fogyasztóknak kisegitő generátorral Forrás:Soltrain Napelem töltésszabályozó kisegítő generátor feszültség szabályozó Egyenáramú fogyasztó akkumulátor

42 Napelemes hibrid rendszer Forrás:Soltrain napelem szélturbina töltésszabályozó akkumulátor töltő Egyenáramú fogyasztó Váltakozóáramú fogyasztók motor generátor akkumulátor töltő akkumulátor inverter

43 Szoláris hányad - tervezés Forrás:Soltrain 100 Szoláris hányad [%] ,5 1 1,5 2 2,5 Telepített PV csúcs-teljesítmény [kw]

44 Töltésszabályozó Forrás:Soltrain töltésszabályzó Napelemek feszültség szabályozó Fogyaszt ó akkumulátor

45 Az első hazai napelemes áramforrás 1975-ben

46 0,5/1,4 kw-os kombinált napelemesszélgenerátoros autonóm áramforrás

47 Napelemes hálózatra kapcsolt rendszer Forrás:Soltrain Napelem csatlakozó doboz DC főkapcsoló inverter hálózat

48 Napelemes hálózatra kapcsolt rendszer Forrás:Soltrain

49 Követelmények a hálózatra dolgozó inverterrel szemben Forrás:Soltrain L Fotovillamos generátor inverter Elektromos hálózat Technikai követelmények MPP megkeresése és követése Nagy hatásfok Hálózati interferencia minimalizálása Egyszerű rendszer monitorozás Gazdasági követelmények Alacsony ár Nagy megbízhatóság Hozzáférés a működési adatokhoz Egyszerű technikai megoldás Nagy terhelhetőségű eszköz N

50 Egy hálózatra dolgozó inverter hatásfokgörbéje Forrás:Soltrain hatásfok [%] Normalizált kimenő teljesítmény (Pac/Pac névl.) [%]

51 1,35 kwp kváziautonóm napelemes áramforrás

52 10 kwp lapostetőre szerelt napelemes áramforrás

53 10 kwp autópálya parkolóban elhelyezett napelemes áramforrás

54 5 kwp homlokzatra szerelt napelemes áramforrás Sátoraljaujhelyen

55 20 kwp tetőre szerelt napelemes rendszer Budapesten

56 20,16 kwp tetőre szerelt napelemes rendszer Budapesten

57 3x7 kwp napkövetőre szerelt napelemes rendszer Gyálon

58 50 kwp állványzatra szerelt napelemes áramforrás

59 100 kwp tetőre szerelt napelemes áramforrás (2009)

60 403,1 kwp szabad földre telepitett napkövetős napelemes áramforrás (Újszilvás 2011 okt.)

61 418,5 kwp tetőre telepitett napelemes áramforrás (Dunakeszi 2013)

62 498 kwp szabad földre telepitett napkövetős napelemes áramforrás (Sellye 2013 január)

63 Napelemek elhelyezése épületeken Forrás:Soltrain mounting options above sloped roof (stand-off) in sloped roof on flat roof, tilted on flat roof, layed in front of facade in facade saw-toothed roof awning

64 Napelemes homlokzat

65 Napelemes homlokzat Forrás:Soltrain

67 Napelemes homlokzat

68 Napelemes bevilágitó Forrás:Soltrain

70 Napelemek tetőbe integrálása Forrás:Soltrain Mounting profiles for regular modules PV roof tiles combined PV/ solar thermal systems

71 Napelemek tetőbe integrálása Forrás:Soltrain

74 Napelemek lapostetőn Forrás:Soltrain

77 PV piac becslés Forrás: solarbuzz Asia-Major: Kína, Japán, India, és Ausztrália Asia-Emerging: a többi ázsiai ország NEA: Közép Kelet és Afrika LAC: Latin Amerika és a Karib térség Western: Európa és Észak Amerika

78 PV piac becslés Forrás: EPIA

79 PV piac becslés Európára Forrás: EPIA

80 PV alkalmazások várható alakulása Európában 2020-ig Forrás:EUROOBSERVER 2013 április

81 PV alkalmazások várható alakulása Forrás: EPIA

82 PV PV alkalmazások várható alakulása Európában Forrás: EPIA

83 Várható új installációk között: 230 GWp! Forrás:Solarbuzz

84 PV alkalmazások várható alakulása Európában a NREAP szerint

85 PV alkalmazások várható alakulása Európában a NREAP szerint

86 PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon NREAP szerint

87 PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon NREAP szerint

88 PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon According to PV experts According to NREAP (2010) Year MWp MWh PJ CO 2 emission Gas subtitution MWp MWh PJ CO 2 emission Gas subtitution substitution/ton/ /1000m 3 / substitution/ton/ /1000m 3 / , , ,25 59, , , ,75 161, , , , , ,5 396, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , sum.: , , , , , , , , ,6

89 PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon 2020-ig

90 EU PV Stratégiai Programja (SRA)

91 EU PV Stratégiai Programja (SRA)

92 Nálunk is süt a nap Köszönet a figyelemért! palfymiklos@solart-system.hu