NAPENERGIÁS RENDSZEREK TERVEZÉSE MEE - SZIE - Solart System szakmai rendezvény Gödöllő, 2012. május 15. Galambos Erik Szent István Egyetem, Fizika és Folyamatirányítási Tanszék Páter K. u. 1., H-2103 Gödöllő Tel.:+36 28 522055, Email: Galambos.Erik@gek.szie.hu
Tartalom Bevezetés, a téma időszerűsége Fotovillamos energiatermelés A gyakorlatban alkalmazott PV rendszerek bemutatása Családi ház energiaellátása PV modulok segítségével Fotovillamos rendszer méretezése a gyakorlatban Összefoglalás 2/17
Bevezetés Magyarországon, a villamosenergia-költségek drasztikusan, évi mintegy 8,7%-al emelkednek Megújuló energiák használata Fotovillamos energiatermelés Különböző fotovillamos rendszerek alkalmazása 3/17
Az energiaforrások, és a fotovillamos napenergia-hasznosítás kapcsolata Nem megújuló energiaforrások Fosszilis tüzelőanyagok Hasadó anyagok Megújuló energiaforrások Biomassza Geotermikus energia Vízenergia Szélenergia Napenergia Passzív napenergia hasznosítás Aktív napenergia hasznosítás Fototermikus napenergia-hasznosítás Fotovillamos napenergia-hasznosítás 4/17
A gyakorlatban alkalmazott PV rendszerek bemutatása Autonóm fotovillamos rendszerek Töltés szabályozó PV generátor (napelemek) Inverter Házban kiépített hálózat Tároló akkumulátor Fotovillamos energiaellátású ház, USA Forrás: Fraunhofer ISE, Freiburg, Németország 5/17
A gyakorlatban alkalmazott PV rendszerek bemutatása Hibrid fotovillamos rendszerek PV generátor (napelemek) Töltés szabályozó Akkumulátor Inverter Ház villamos hálózat Belsőégésű motorral, vagy szélgéppel hajtott generátor Akkumulátor töltő Menedékház napelemes energiaellátással és belsőégésű motorral hajtott generátorral, Freiburger Huette, Ausztriai Alpok Forrás: Fraunhofer ISE, Freiburg, Németország 6/17
A gyakorlatban alkalmazott PV rendszerek bemutatása Hálózatra visszatápláló PV rendszerek Ház villamos hálózat PV generátor (napelemek) Inverter Energia betáplálás a villamos hálózatba Energia fogyasztás Villamos hálózat 7/17
A gyakorlatban alkalmazott PV rendszerek bemutatása Hálózatra visszatápláló PV rendszerek Családi ház Központi pályaudvar Kirchzarten, Németország Freiburg, Németország Forrás: Fraunhofer ISE, Freiburg, Németország 8/17
Családi ház villamosenergia-ellátására kidolgozott PV rendszer Budapest XVI. Kerület, családi házas környék Az épület az 1930-as években épült, 2003-ban teljes felújítás Tető dőlésszöge: 30 Az épület tájolása: 35 Déli A tető hasznos mérete (PV modulok befogadására): 61 m 2 Jól felszerelt háztartás, Energia takarékos fogyasztók. Villamos-energia hálózat adott 1845 kwh/év Hálózatra kötött PV rendszer 9/17
Családi ház villamosenergia-ellátására kidolgozott PV rendszer Előzetes számítások 1kWp kapacitású PV rendszer energiahozama jelen körülmények között 1,06 kwh/év Fotovillamos modulok: 14 x Kyocera KD135GH-2P Fotovillamos inverter: 1 x SMA Sunny Boy 2000 HF-30 Telepíteni kívánt fotovillamos mező kapacitása: 1,89 kwp Éves energiahozam: 1900 kwh 10/17
Gyakorlatban használatos fotovillamos tervezőprogramok INSEL Tervezés, megfigyelés, grafikus megjelenítés a fő profilja. HOMER Mind a három rendszer tervezése, méretezése elvégezhető vele, az egyik leginkább használatos program a PV területén. PVsyst Méretezés, szimuláció, és adatelemzésre alkalmas komplett fotovillamos rendszereknél. A program úgy lett kifejlesztve, hogy az építészmérnökök, és a gépészmérnökök könnyedén tudják rendszerbe illeszteni. PV*SOL Dinamikus 3D-s szimulációs program, amely az egyes árnyékolások hatására bekövetkező energiahozam változást tökéletesen képes szimulálni. NSOL Autonóm, hibrid, vagy hálózatra visszatápláló rendszerek tervezése, méretezése, és szimulációja a fő profilja. Sunny Design Az SMA inverter gyártó cég által készített program, amelye kizárólag hálózatra visszatápláló fotovillamos rendszerek méretezésére készült, melynél SMA invertert építenek a rendszerbe. 11/17
Az NSol! 4.4 programcsomag bemutatása Az NSOL program főképernyője: 12/17
Az NSol! 4.4 programcsomag bemutatása A rendszert bemutató oldal: 13/17
A programcsomag jellemzői Megjelenés éve 2004 Autonóm, hibrid, vagy hálózatra visszatápláló rendszerek tervezésére, méretezésére, és szimulációjára képes Terjedelmes adatbankkal rendelkezik az egyes területekhez tartozó besugárzás, és környezeti hőmérséklet értékekkel. Az adatbankot az NREL (National Renewable Energy Laboratory USA Nemzeti Megújuló Energiák Laboratórium) szolgáltatja. Könnyen átlátható, grafikus képet ad a rendszer működéséről Oda kell figyelni, hogy a rendszer alkotóelemei illeszkedjenek egymáshoz Az egyes új rendszeralkotó elemeket manuálisan kell az adatbankhoz kapcsolni 14/17
Az SMA Sunny Design 2.21 szoftvercsomag bemutatása A program főképernyője: 15/17
A programcsomag jellemzői Megjelenés éve 2012 A program ingyenesen letölthető, és alkalmazható. Az inverter gyártója adott, egyéb gyártó termékeit nem lehet vele szimulálni. Havi rendszerességgel, automatikusan frissíti a program önmagát új rendszeralkotókkal. Felhasználó barát, könnyű használni. Figyelmeztet, ha a rendszert alkotó elemek nem illenek össze Tökéletes gyors számítások elvégzéséhez. Kizárólag hálózatra visszatápláló rendszerek méretezésére alkalmas. A program csak rendszer méretezésére alkalmas, szimulációra nem. 16/17
Összefoglalás Az elmúlt néhány évben a fotovillamos energiahasznosítás elterjedése Nyugat Európában, és Csehországban drasztikusan megemelkedett, köszönhetően a nagymértékű állami támogatásoknak. Magyarországnak szüksége lenne hasonló támogatási rendszert kialakítani, hogy a megújuló energiaforrások teret nyerhessenek. A fotovillamos rendszerek alkotóelemeit gyártó vállalatok arra kényszerülnek, hogy a piacon saját méretező programmal jelenjenek meg a nagyobb piaci részesedés reményében. A jövőben egy áttörés várható a fotovillamos energiatermelés területén, ugyanis a PV modul előállítási költségek csökkenése, és a modul hatásfokok növekedése elérnek majd egy olyan pontra, amikor a megtérülési idő vetekedni fog a fototermikus rendszerekével. 17/17
Köszönöm a megtisztelő figyelmet!