JÜLLICH GLAS SOLAR Karnyújtásnyira a Naptól Nagyméretű napelemes erőművek A megújuló energiák között a napenergia hasznosítása a legdinamikusabban fejlődő üzletág manapság. A napenergia hasznosításon belül a napelemekkel való áramtermelés a leginkább elterjedt megoldás. Az elektromos áram egy igen univerzális energiaforrás, hiszen minden háztartási gép és egyéb elektromos berendezést lehet vele működtetni. Szinte nincs is olyan civilizált terület, ahol ne használnának elektromos áramot. Az emberiség folyamatosan növekvő energiaigényeit ki kell elégíteni, de mivel egyre nagyobb hangsúlyt fektetnek a környezetvédelemre, ezt csak megújuló energiatermelő rendszerek létesítésével lehet megvalósítani. A napelemes technológia hihetetlen nagy fejlődésen ment keresztül, ezért olyan keresett megoldás a napelemes erőmű, mint villamos energiatermelő rendszer, mely számos előnnyel rendelkezik. Szakszerű telepítés után gyakorlatilag nincs karbantartási költség, nincsenek mozgó alkatrészek, amelyek elkopnának és lehetőség van teljesen automatikus felügyeleti rendszer kialakítására, tehát minimális ellenőrző személyzet szükséges a működtetéséhez. A napelem panelekre 10 éves teljes körű termékgarancia vonatkozik. A nagyon jó minőségű anyagokból készült napelemek ellenállnak minden környezeti hatásnak, hidegnek, melegnek, hónak és a jégesőnek is. A termékgarancián felül teljesítménygarancia is vonatkozik a napelemeinkre, ami azt jelenti, hogy 15 év után a névleges teljesítmény 90%-át, 25 év után a 80%-át lesznek képesek teljesíteni. Mindent egybevetve egy nagyon tartós, nagyon jó hatásfokkal működő erőmű létesíthető napelemek felhasználásával.
A napelemes erőművek télen és nyáron is képesek villamos energiát termelni. A napelemeket ideális esetben déli tájolással, kb. 35-45 fokos dőlésszöggel kell elhelyezni az optimális energiatermelés érdekében. A döntött napelemek számos előnnyel szolgálnak. Ha esik az eső, akkor a napelemek felülete teljesen megtisztul a portól és az esetlegesen lerakódott szennyeződésektől. Ha esik a hó, akkor a meredek dőlésszög miatt nem képes
megtapadni a hó, így nem kell azt mindig letakarítani. A földre telepített napelemes rendszer tartószerkezete nagyon egyszerű és rendkívül időtálló fém tartószerkezetet jelent. Abban az esetben, ha nem áll rendelkezésre megfelelő nagyságú terület, lehetőség van üzemcsarnokok tetejére is telepíteni ilyen rendszereket, ezek mérettől függően szintén meglehetősen nagy mennyiségű villamos energia termelésére képesek. A napelemeket három fő csoportra oszthatjuk. A legjobb hatásfokúak a monokristályos napelemek, ezeket követik a többkristályos (polikristályos, multikristályos) cellából készített napelemek és végül a vékonyrétegű napelemek, amelyek már más technológiát képviselnek. Napelemes erőműbe leginkább a monokristályos és a polikristályos napelemeket célszerű beépíteni, ugyanis ezeknek a legnagyobb a hatásfoka. Cégünk kimondottan nagy hatásfokú cellákkal és nagyon jó minőségű anyagokból állít elő napelemeket, melyek egészen a
háztartási méretű napelemes rendszerektől a több tíz vagy akár több száz megawattos napelem erőművekig terjedően alkalmazhatóak. Vegyünk példának egy 1 megawattos erőművet. Egy ilyen méretű naperőmű megépítéséhez hozzávetőlegesen 4100 darab 240W-os napelem panelre van szükség. A napelemeket fixen beállított fém tartószerkezetre kell rögzíteni, majd csatlakoztatni őket egymáshoz illetve az inverterekhez. Több éves meteorológiai adatok alapján jó közelítéssel meg lehet mondani, hogy egyes területeken milyen energiahozammal számolhatunk, mondjuk egy 1 éves időszak esetén. Tegyük fel, hogy ez az erőmű Székesfehérvár környékén épül fel. Itt a napsugárzás intenzitása egy éves átlagot tekintve 1100 W/m2, ami annyit jelent, hogy 1 kilowattnyi napelem egy évben 1100 kwh energiát képes termelni átlagosan. Egy 1 megawattos erőműre kivetítve ez évente 1100 MWh villamos energiát jelent évente. A napelemes erőművek teljes mértékben modul rendszerűen épülnek fel, tehát minden különösebb változtatás nélkül lehet bővíteni, fejleszteni. Csak a csatlakozási pontot kell úgy méretezni, hogy megfeleljen a végleges elképzelésnek, a naperőművet így akár fokozatosan is fel lehet építeni több lépcsőben. A napelemek összekapcsolását nagyon sok variációban ki lehet alakítani, attól függ, hogy milyen invertereket alkalmazunk. Meg lehet oldani sok kisebb teljesítményű inverterrel és meg lehet oldani néhány nagyobb teljesítményű inverterrel is a megvalósítást. Az inverterek feladata, hogy napelemek által termelt egyenáramból váltóáramot állítsanak elő. A váltakozó árammal már minden szokványos villamos berendezés működtethető.
A fenti ábrán látható egy elméleti kialakítás napelemes erőműre. A napelemeket mezőkre osztva helyezik el a területen és ezeket a napelem mezőket kapcsolják rá az inverterekre. Ebben az esetben két nagy teljesítményű inverter állítja elő a váltakozó áramot, amelyet egy transzformátor állomáson keresztül nagy távolságokra lehet eljuttatni. Gyakorlatilag a már meglévő nagyfeszültségű hálózatra kell rákötni a napelemes erőművet, ezáltal ugyanúgy funkcionál, mint akármelyik más típusú erőmű. A különbség az, hogy a naperőművek csak nappal termelnek, de nagymértékben le tudják venni a terhelést olyan erőművekről, amelyek még mindig fosszilis energiahordozókkal működnek, ezáltal jelentős mennyiségű szén-dioxid kibocsátást lehet megakadályozni. A napelemes erőműveknek viszonylag nagy a helyigényük, ezért érdemes olyan helyre telepíteni őket, ahol más tevékenység valamilyen okból nem folytatható, így a kihasználatlan területek is hasznossá válnak. A napelem farmok elhelyezését jól meg kell tervezni. A fő irányt a tervezett területen, több évtized sugárzási adati alapján kiszámított értékek a mérvadóak.
Amint a fenti ábra is mutatja, Magyarország számos olyan területtel rendelkezik, ahol abszolút érdemes lenne ilyen naperőmű létesítése. Jól látható az is, hogy az Egyenlítő felé haladva egyre inkább olyan területeket látunk, ahol érdemes ilyen típusú naperőműveket létesíteni. Magyarország adottságai lehetővé teszik, hogy az ilyen beruházások a lehető legrövidebb időn belül megtérüljenek. A naperőmű megtérülése után tiszta hasznot jelent minden megtermelt energia és a minimális karbantartási költségeket leszámítva nagyon nyereséges lehet. A naperőmű minden apró kis alkateleme úgy van tervezve, hogy a megtérülési időn túl is tartós és megbízható működést garantáljon. A napelemek déli tájolással, 35 fokos dőlési szöggel lettek méretezve. Az inverterekre egyenként 80 darab napelemet lehet rákötni, így azok megfelelő körülmények között 17 kilowattnyi teljesítmény leadására képesek. Az inverterek több mint 98 százalékos hatásfokkal alakítják át a napelemek által termelt egyenáramot váltóárammá. A fenti napelemes erőmű évente 1122,6 MWh villamos energiát képes termelni. Újabb csatlakozási pontok kialakítása után tovább bővíthető az erőmű akár több megawattos részegységekkel is. A megtermelt energia egyenesen arányosan nő a bővítések nagyságával.