NAPELEM MŰKÖDÉSÉNEK ALAPJAI, A NAPELEMES VILLAMOSENERGIA- TERMELÉS ELMÉLETE ÉS GYAKORLATI MEGVALÓSÍTÁSA

Hasonló dokumentumok
FÁS SZÁRÚ ŰIOMASSZÁK ÉS TELEPÜLÉSI SZILÁRD HULLADÉKOK TERMIKUS HASZNOSÍTÁSA

Napelemes Rendszerek a GIENGER-től

A NAPENERGIA HASZNOSÍTÁSÁNAK HAZAI LEHETŐSÉGEI. Farkas István, DSc egyetemi tanár, intézetigazgató

Az alternatív energiák fizikai alapjai. Horváth Ákos ELTE Atomfizikai Tanszék

A napenergia alapjai

Megvalósult napelemes létesítmények tapasztalatai

Kuthi Edvárd Bálint szakértő mérnök Műszaki Szolgáltató Iroda. Napelemek a mindennapjainkban , Budapest, Construma

500 kwp magyarországi napelemes erőmű beruházás bemutatása beruházói szemmel

JÜLLICH GLAS SOLAR Karnyújtásnyira a Naptól Nagyméretű napelemes erőművek

NAPELEMEK KÖRNYEZETI SZEMPONTÚ VIZSGÁLATA AZ ÉLETCIKLUS ELEMZÉS SEGÍTSÉGÉVEL. Darvas Katalin

NAPELEMES ERŐMŰVEK ÁRAMÜTÉS ELLENI VÉDELME

Villamosmérnöki Tudományok Határok Nélkül

Alapítva Előadó: Kiss Ernő MNNSZ elnök

Megújuló energia, megtérülő befektetés

Napelemes rendszerek a gyakorlatban Beleznai Nándor Wagner Solar Hungária Kft.

Az 55/2016. (XII. 21.) NFM rendelet a megújuló energiát termelő berendezések és rendszerek műszaki követelményeiről

Naperőmű beruházások hazánkban tapasztalatok, trendek MINÁROVITS MÁRTON ALBA NAPELEM KFT.

Korszerű túlfeszültség-védelem napelemes rendszerekhez Növelje erőműve hatékonyságát VARITECTOR túlfeszültség-védelemmel Let s connect.

Napelemek alkalmazása épületekben

Napelemes rendszer a háztartásban

VILLAMOS ENERGIA FELHASZNÁLÁS-TERMELÉS IGAZOLÁSA

ÓBUDAI EGYETEM NAPELEMES RENDSZEREK ÁRAMÜTÉS ELLENI VÉDELME

GoodWill Energy Kft. Megújuló jelen a jövőért!

5 kw-os polikristályos napelemes rendszer

SOLART-SYSTEM KFT. Napenergiás berendezések tervezése és kivitelezése Budapest XI. Gulyás u. 20 Telefon: Telefax:

Napenergia hasznosítás

A napelemek környezeti hatásai

ENERGETIKA ÉS MEGÚJULÓ ENERGIÁHOZ KÖTŐDŐ KIÍRÁSOK INFORMÁCIÓS NAPJA. Tábori Péter,Tóth Tamás

NAPELEMES RENDSZEREK és ALKALMAZÁSUK TERVEZÉS, KIVITELEZÉS. Herbert Ferenc Budapest, 2012.dec. 6. LG

NAPENERGIA HASZNOSÍTÁS - hazai és nemzetközi helyzetkép. Prof. Dr. Farkas István

Foto-Villamos rendszerek elterjedésének lehetőségei és gátjai Magyarországon Budapest, Megyik Zsolt

Napenergia kontra atomenergia

(PV) Fotovillamos rendszerek Védelmi-és kapcsolási elemek tervezése

Kombinált napkollektoros, napelemes, hőszivattyús rendszerek. Beleznai Nándor Wagner Solar Hungária Kft. ügyvezető igazgató

- igények feltérképezése kérdések alapján (pl. Milyen célra tervezi

Napenergiás jövőkép. Varga Pál elnök. MÉGNAP Egyesület

Táblázat fejlécek piktogramjai IP65 / C. Hőmérsékleti együttható IEC L-N 8/20μs. Névleges szigetelési feszültség. mod


Bicskei Oroszlán Patika Bt


Szabályozásra került a háztartási méretű kiserőmű esetében az erőmű nagysága és a csatlakozási módja.

ÖSSZEFOGLALÓ. a nem engedélyköteles ezen belül a háztartási méretű kiserőművek adatairól ( ) június

A napenergia szektor hazai helyzete, kihívásai és tervei, a METÁR-KÁT szerepe

Háztartási méretu kiseromuvek a közcélú hálózaton

A napenergia fotovillamos hasznositásának helyzete

Szabó Árpádné. ügyvezető. CERTOP -Budapest, október 29

Legmagasabb lapszám/die größte seitenanzahl Lapok száma/gesamtseitenzahl. Tervlap/Page designation: Borító. HUNÉP-KER Kft.

KÖZÉPÜLETEK ENERGIARÁSEGÍTÉSE NAPELEMEKKEL

MediSOLAR napelem és napkollektor rendszer

fogyasztói szempontból Dr. Dán András egyetemi tanár BME VET

Az enhome komplex energetikai megoldásai. Pénz, de honnan? Zalaegerszeg, 2015 október 1.


Napelemes háztartási méretű kiserőművek és Napelemes kiserőművek

Háztartási méretű kiserőművek és Kiserőművek

MEGÚJULÓ ENERGIÁK INTEGRÁLÁSA A HAZAI ENERGIARENDSZERBE, KÜLÖNLEGES TEKINTETTEL A NAPENERGIA TERMIKUS HASZNOSÍTÁSÁRA. Prof. Dr.

Magyarország megkívánt szerepe a megújuló technológiák, illetve a napelemes rendszerek elterjedésében Kiss Ernő MNNSZ elnök

Napelemre pályázunk -

EnergoBit KÖF technikai megoldásai és fejlesztései a Mátrai Erőmű 15 MW-os naperőművének megvalósításában

Reményi Károly MEGÚJULÓ ENERGIÁK AKADÉMIAI KIADÓ, BUDAPEST

Napelemes rendszerek műszaki és elszámolási megoldásai a gyakorlatban

Az elosztott energiatermelés hatása az elosztóhálózatra

Galambos Erik. NAPENERGIÁS RENDSZEREK TERVEZÉSE MEE - SZIE - Solart System szakmai rendezvény Gödöllő, május 15.

Napelem vagy napkollektor? Beleznai Nándor Wagner Solar Hungária Kft. ügyvezető igazgató

TÖRÖK IMRE :21 Épületgépészeti Tagozat

Magyarország Napenergia-hasznosítás iparági helyzetkép. Varga Pál elnök MÉGNAP

NCST és a NAPENERGIA

Köszöntjük a 2. Nemzetközi Szolár Konferencia résztvevőit. Kiss Ernő MNNSZ elnök

NAPELEMES RENDSZEREK

A fóti Élhető Jövő Park Smart Grid tapasztalatok

2011. április 6. Herbert Ferenc AEE-Győr NAPELEMEK VILLAMOS RENDSZERBE ILLESZTÉSE

Műszaki leírás. Budapesti Vendéglátóipari és Humán SZC Szamos Mátyás Szakgimnáziuma és Szakközépiskolája Budapest, XXI. kerület, Petőfi tér 1

Magyar László Környezettudomány MSc. Témavezető: Takács-Sánta András PhD

Épületenergetika, de hogyan? Megoldások, és források vállalkozásoknak

Napelem, napelemes rendszerek - családi házra

Napenergia-hasznosítás iparági helyzetkép

Hidrogén alapú villamosenergia-tárolás szigetüzemű rendszerekben. Milánkovich Attila, E.ON Hungária

Táblázat fejlécek piktogramjai IP65 / C. Hőmérsékleti együttható IEC L-N 8/20μs. Névleges szigetelési feszültség. mod

A tanyás térségekben elérhető megújuló energiaforrások

Épületvillamos műszaki leírás

Energiapiacon is energiahatékonyan

Szolgáltatások önkormányzatok részére. GA Magyarország Kft.

KEOP /N- napelem pályázat 2014

A napenergia hasznosítás támogatásának helyzete és fejlesztési tervei Magyarországon Március 16. Rajnai Attila Ügyvezetı igazgató

ALTERNATÍV V ENERGIÁK

A napelemes - fotovillamos rendszerekről

G-OLD Napelem Rendszer Ár

Prof. Dr. Farkas István

Egy hazai naperőmű tapasztalatai

Háztartási Méretű KisErőművek

Energiahatékonyság és megújuló erőforrások PIME S CONCERTO projekt tapasztalatai

A napelemek fizikai alapjai

Háztartási méretű kiserőművek és a tapasztalatok. Pénzes László ELMŰ Hálózati Kft. Tervezési osztály

Egyéb polikristályos napelemek - 25év 80% telj. garancia: Samsung 200Wp - 200W ( +3 / -3%) Ft Raktáron Ft Akció!

Kutatás célja HMKE Hálózati csatlakozás Hálózat Biztonság? Védelmek? Sziget üzem? Saját sziget üzem? Elszámolás (mérés, tarifa, kommunikáció)

Napelemes Rendszerek Műszaki Felmérése. Kosztovics Róbert

Napenergia beruházások gazdaságossági modellezése

A nap- és szélerőművek integrálásának kérdései Európában. Dr. habil Göőz Lajos professor emeritus egyetemi magántanár

Inverterek ( SMA - Hálózatba tápláló digitális kijelzővel - ESS - 10év GARANCIA )

Betekintés a napelemek világába

Átírás:

Dr. Bodnár István NAPELEM MŰKÖDÉSÉNEK ALAPJAI, A NAPELEMES VILLAMOSENERGIA- TERMELÉS ELMÉLETE ÉS GYAKORLATI MEGVALÓSÍTÁSA Miskolc 2019

Szerző: Dr. Bodnár István, PhD egyetemi adjunktus Miskolci Egyetem Lektorálta: Somogyiné Dr. Molnár Judit, PhD egyetemi docens Miskolci Egyetem Támogatók: Miskolci Egyetem Oktatásának Fejlesztéséért Alapítvány ELMŰ-ÉMÁSZ Energiaszolgáltató Zrt. Micropress Kft. Nyomdai kivitelezés: Micropress Kft. ISBN 978-615-00-4566-5 Miskolc 2019 2

TARTALOMJEGYZÉK ELŐSZÓ... 5 1. BEVEZETÉS... 6 2. A NAP, MINT A LEGNAGYOBB POTENCIÁLLAL BÍRÓ MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁS... 7 2.1. A NAPSUGÁRZÁS SZÓRÓDÁSA, A FÉNY SPEKTRÁLIS SZERKEZETE... 8 2.2. A NAPSUGÁRZÁS TÉRBELI- ÉS IDŐBELI ELOSZLÁSA... 12 3. NAPENERGIA HASZNOSÍTÁSÁNAK LEHETŐSÉGEI... 16 3.1. PASSZÍV HASZNOSÍTÁSI FORMÁK... 16 3.2. AKTÍV HASZNOSÍTÁSI FORMÁK... 17 3.2.1. NAPERŐMŰVEK... 17 3.2.1.1. NAPTEKNŐ ERŐMŰ... 17 3.2.1.2. NAPTORONY ERŐMŰ... 20 3.2.1.3. NAPTÁNYÉR ERŐMŰ... 22 3.2.1.4. NAPKÉMÉNY ERŐMŰ... 23 3.2.2. NAPKOLLEKTOROK... 26 3.2.3. NAPELEMEK... 28 3.2.3.1. AMORF TÍPUSÚ NAPELEMEK... 29 3.2.3.2. POLIKRISTÁLYOS NAPELEMEK... 29 3.2.3.3. MONOKRISTÁLYOS NAPELEMEK... 30 3.2.3.4. SZERVES, ORGANIKUS NAPELEMEK... 31 4. NAPELEMEK MŰKÖDÉSE... 32 4.1. A FÉLVEZETŐKRŐL... 32 4.2. A NAPELEM ELEKTRONIKAI TULAJDONSÁGAI... 34 4.3. A NAPELEM TELJESÍTMÉNYE... 37 4.4. A NAPELEM HATÁSFOKA... 38 5. A HATÁSFOKOT BEFOLYÁSOLÓ TÉNYEZŐK... 40 5.1. KONSTRUKCIÓS VESZTESÉGEK... 40 5.1.1. OHMIKUS VESZTESÉGEK... 40 5.1.2. OPTIKAI VESZTESÉGEK... 40 5.2. KÖRNYEZETI KÖRÜLMÉNYEK - FELÜLETI SZENNYEZŐDÉS... 42 5.2.1. SZENNYEZŐDÉSEK ÉS FORRÁSAIK... 42 5.2.2. A LERAKÓDÁSOK FORMÁI A NAPELEM FELÜLETÉN... 42 5.2.3. A SZENNYEZETTSÉG MÉRTÉKE ÉS AZ ENERGIATERMELÉS KÖZTI ÖSSZEFÜGGÉS... 43 5.3. A MEGFELELŐ MUNKAPONT MEGVÁLASZTÁSA... 45 5.3.1. A HŐMÉRSÉKLET HATÁSA A HATÉKONYSÁGRA... 45 5.3.2. AZ INTENZITÁS HATÁSA A HATÉKONYSÁGRA... 47 5.4. HŐMÉRSÉKLETI ÁLLANDÓK... 48 6. NAPELEMES RENDSZEREK ÉS A RENDSZERÉPÍTÉS ESZKÖZEI... 49 6.1. HÁLÓZATRA TÁPLÁLÓ NAPELEMES RENDSZEREK... 49 3

6.2. SZIGETÜZEMŰ NAPELEMES RENDSZEREK... 50 6.3. HIBRID NAPELEMES RENDSZEREK... 52 6.4. NAPELEMES RENDSZEREK ÉPÍTŐELEMEI... 53 6.4.1. HAGYOMÁNYOS ÉS SZOLÁR INVERTEREK... 53 6.4.1.1. INVERTEREK MŰKÖDÉSE PÉLDÁN KERESZTÜL... 53 6.4.1.2. SZOLÁR INVERTEREK TÍPUSAI ÉS JELLEMZŐI... 59 6.4.2. TÖLTÉSSZABÁLYOZÓ ÉS VEZÉRLŐ... 62 6.4.3. SZOLÁR AKKUMULÁTOR... 65 6.4.4. VÉDELMEK, TÚLFESZÜLTSÉG-LEVEZETŐK... 67 6.4.5. SZOLÁR KÁBELEK... 68 6.4.6. SZOLÁR CSATLAKOZÓK... 69 6.4.7. DC OLDALI TŰZVÉDELMI FŐKAPCSOLÓ... 70 6.4.8. ELOSZTÓSZEKRÉNY ÉS SZERELŐDOBOZ... 71 6.4.9. FÖLDELÉS... 71 6.5. HMKE TELEPÍTÉSÉNEK MÉRÉSEI... 72 6.5.1. AZ ÜRESJÁRÁSI FESZÜLTSÉG ÉS A RÖVIDZÁRÁSI ÁRAM... 74 6.5.2. SZIGETELÉSI ELLENÁLLÁS... 74 6.5.3. BESUGÁRZÁS ÉS HŐMÉRSÉKLET MÉRÉSE... 75 7. NAPELEMEK TELEPÍTÉSE... 76 7.1. TELEPÍTÉS FÖLDFELSZÍNEN... 76 7.1.1. FIXEN TELEPÍTETT RENDSZEREK... 76 7.1.2. NAPKÖVETŐ KIVITELŰ RENDSZEREK... 79 7.2. TELEPÍTÉS FERDE TETŐN... 81 7.3. TELEPÍTÉS IPARI ÉS LAPOS TETŐN... 85 7.4. TELEPÍTÉS ÉPÜLETEK HOMLOKZATÁN... 87 7.5. TELEPÍTÉS JÁRMŰVEKEN... 88 7.6. HORDOZHATÓ NAPELEMEK... 89 8. NAPELEMES RENDSZEREK JOGSZABÁLYI ÉS SZABVÁNYI HÁTTERE... 90 8.1. JOGSZABÁLYI ALAPVETÉSEK... 90 8.2. VILLAMOS ENERGIA MÉRÉSE... 91 8.3. SZABVÁNYI ALAPELŐÍRÁSOK... 93 9. HÁLÓZATRA CSATLAKOZÁS MENETE ÉS DOKUMENTÁCIÓJA... 94 9.1. LÉTESÍTÉSI FOLYAMAT... 94 9.2. HÁLÓZATI CSATLAKOZÁSI SZERZŐDÉS MEGKÖTÉSE... 95 9.3. ÜZEMBE HELYEZÉSI ELJÁRÁS... 95 9.4. TELJES KÖRŰ KIVITELEZŐI-MEGVALÓSÍTÁSI DOKUMENTÁCIÓ TARTALMA.. 95 10. VISSZATÁPLÁLÁS MENTESÍTETT RENDSZEREK... 96 11. NAPELEMES RENDSZEREK TERVEZÉSE... 97 11.1. NAPELEMES RENDSZER TERVEZÉSÉNEK TÍPUSAI... 97 11.2. TERMELÉSOPTIMALIZÁLT RENDSZER TERVEZÉSE... 98 4

11.3. MÉRETOPTIMALIZÁLT RENDSZER TERVEZÉSE... 98 ÖSSZEFOGLALÁS... 99 KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS... 99 ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK... 100 RÖVIDÍTÉSJEGYZÉK... 100 JELÖLÉSJEGYZÉK... 101 IRODALOMJEGYZÉK... 104 A TÉMÁHOZ KAPCSOLÓDÓ AJÁNLOTT IRODALMAK... 107 JEGYZETEK... 108 ELŐSZÓ Kedves Olvasó! Napjainkban egyre több hangsúlyt fektetünk a környezetvédelem gyakorlati alkalmazására, ennek keretein belül kiemelt fontosságú tématerület a megújuló energia-források hatékony felhasználása. Jelen könyvben a napenergia hasznosításával, kiemelten a napelemes villamosenergia-termelésről olvashat. A jövő nemzedékeinek érdekében nem feledhetjük el, hogy a környezet adta lehetőségeket tudatosan, a túlhasználás elkerülése mellett kell kiaknáznunk. A technika fejlődése következtében a hagyományos - rendszerint fosszilis - energiaforrásaink kimerülési üteme felgyorsult, ezért sürgetővé vált alternatív, megújuló energiaforrások feltárása és hasznosítása. Mivel a földi élet alapeleme a Nap, ezért mondhatjuk, hogy akár közvetlenül, akár közvetve, de a Földön lévő energiaforrások jelentős része a Napból származik. Az emberiség kezdete óta alkalmazza a napenergiát változó intenzitással és módszerrel. Napjainkban kiegészítő szerepet kap mind a villamosenergia-termelésben, mind a fűtősben és a melegvízelőállításban. A könyv legfőbb célja ismertetni a napelemek működésének alapjait, valamint a napelemes rendszerek típusait, azok működését és a napelemes rendszerekben alkalmazott részegységeket, tartószerkezeteket, ezeken felül pedig a kapcsolódó szabványi és jogi hátteret. A könyvben elméleti és gyakorlati ismeretek mellett olvashatunk olyan érdekességekről, mint például a Naphőerőművek, amelyek egyre hatékonyabb megoldást nyújtanak a napenergia erőművi méretű hasznosítására. A könyvet ajánlom mindenkinek, aki szeretné megismerni a napelemek, valamint a napelemes villamosenergia-termelés elméleti alapjait és a kapcsolódó gyakorlati, technikai részleteket. Ezekre építve konkrét esetekben a napenergiahasznosítás megvalósítása, vagy a szükséges további ismeretek megszerzése egyszerűbbé válik. Miskolc, 2019. február 07. Dr. Bodnár István 5

ÖSSZEFOGLALÁS A könyvet végig tanulmányozva egy átfogó képet kaphattunk a napelemek elméleti és gyakorlati működéséről, villamos áramköri modelljéről, a napelemes rendszerek típusairól, valamint azok működését befolyásoló tényezőkről és nem mellesleg a rendszerépítés eszközeiről. A napelemek mellett a tartószerkezetek is egyre nagyobb szerepet játszanak, ezért a korszerű napelemtartó szerkezeteket és az ahhoz tartozó szerelési anyagokat is részletesen tárgyaltam. A könyvben továbbá olvashattunk a napelemes rendszerek telepítésének jogi és szabványi hátteréről, valamint a minősítési mérésekről. Kiegészítés gyanánt tárgyaltam a Naphőerőművek típusait és működésüket, valamint pár gondolat erejéig a napkollektorokat is. Kedves Olvasó! Remélem a könyv elnyerte tetszését és megválaszolta azokat a kérdéseit, amelyek a könyv olvasása során felmerültek. Természetesen számos olyan kérdés maradhatott megválaszolatlanul az olvasóban, amelyre a könyv nem adott választ, de remélhetőleg felkeltette az érdeklődését, hogy további ismereteket szerezzen a témában. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Elsőként szeretném köszönetemet kifejezni Koós Dániel, Skribanek Ádám, Iski Patrik és Boldizsár Csongor Bálint Mérnökuraknak, akik folyamatosan támogattak a könyv megírása során, valamint segítették a Villamosenergetikai Kutatócsoport berkein belül folytatott kutatómunkát. Köszönet illeti Somogyiné Dr. Molnár Judit egyetemi docens Úrhölgyet és Dr. Blága Csaba intézetigazgató egyetemi docens Urat, a könyv szakmai tartalmában nyújtott segítségükért és építő kritikai megjegyzéseikért. Továbbá szeretném köszönetemet kifejezni az Intézet valamennyi oktató és dolgozó munkatársának, valamint hallgatóinak a könyv megvalósításában nyújtott segítségét. Végül, de nem utolsó sorban szeretném megköszönni családomnak, kiemelten édesanyámnak és barátaimnak, hogy kitartó türelmükkel támogatták a könyv elkészítését. Köszönet illeti a Miskolci Egyetem Oktatásának Fejlesztéséért Alapítványt, az ELMŰ-ÉMÁSZ Energiaszolgáltató Zrt.-t, valamint a Micropress Kft-t anyagi támogatásukért. 99

110