3. A NAPENERGIA FOTOVILLAMOS HASZNOSITÁSÁNAK POTENCIÁLJA MAGYARORSZÁGON

3. A NAPENERGIA FOTOVILLAMOS HASZNOSITÁSÁNAK POTENCIÁLJA MAGYARORSZÁGON Pálfy Miklós Solart-System Kft. 1112. Budapest Gulyás u 20. www.solart-sytem.hu mail@solart-system.hu T/F: 06 1 246-1783 3.1. Magyarország apeergia viszoyai A Napba végbemeő termoukleáris reakció hatására eergia szabadul fel, amely a Nap felületéről sugárzás formájába távozik a világűrbe. Az évete lesugárzott eergia értéke 1,2.10 34 J, amely kb. ± 1% -o belül álladó. Földükre ebből a hatalmas eergiából 2.10 24 J jut évete, amely több mit tízezerszerese a Föld teljes eergiaigéyéek. A Föld pályájáak excetricitása miatt ez az eergia éves viszoylatba kb. ± 3% -kal változik. Átlagos Föld-Nap távolság mellett a Föld légköré kívül a sugárzásra merőleges felülete időegység alatt átáramló sugárzási eergia átlagértéke 1353 W/m 2, amelyet ap-álladóak (solar costat) is szokás evezi. Ez az érték a leggyakrabba haszált más mértékegységekbe a következő: 1940 Lagley/perc, 1940 cal/cm 2.perc, ill. az agolszász irodalomba gyakra haszált mértékegységbe kifejezve 428 BTU/ft 2.h. A földkörüli pályá működő fotovillamos beredezések tervezéséél ezek az értékek iráyadóak. A Föld felszíére érkező sugárzást azoba számos egyéb téyező - mit például a földrajzi helyzet, atmoszférikus viszoyok, apszak stb. befolyásolja.[1] A Nap sugárzásáak spektrális eloszlását közelíthetjük egy 5762 o K -e izzó fekete test sugárzási spektrumával. A potos sugárzási spektrum az 1970-es évekbe a Földö kívüli mérések eredméyeiek kiértékelése alapjá született meg. A Nap sugárzásáak eergiahordozói a fotook. A fotook közül egyes meghatározott hullámhosszúak a Földet körülvevő légrétege áthaladva a gázatomokogázmolekuláko abszorbeálódak. 0,38 µ hullámhossz alatt (ibolyátúli tartomáy) a felső légrétegek ózotartalma, valamit az oxigé és itrogé okoz jeletős abszorpciót. Ebből adódóa Földük felszíé a 0,3 µ -ál rövidebb hullámhosszú sugárzás itezitása általába ige alacsoy. A spektrum látható tartomáyába - 0,38 µ - 0,74 µ hullámhossz között - az abszorpció csak kisebb mértékű. 0,74 µ hullámhossz fölött (ifravörös tartomáy) az abszorpciót a légkörbe lévő többatomos molekulák, a víz és a szédioxid okozzák. Földükre a Napból érkező sugárzási eergiát globál sugárzásak evezzük. Derült időbe a globál sugárzás két összetevőre botható: a direkt sugárzásra, amely közvetleül jut, a megfigyelt helyre a Napból, valamit a diffúz sugárzásra, amely a levegő alkotórészei törtéő szóródás utá érkezik a felszíre. Borult időbe a globál sugárzást csak a diffúz sugárzás alkotja. Egy ap folyamá a felületegységre érkező sugárzási eergiát a sugárzás itezitásáak itegrálásával kapjuk. Az időjárás változásától függőe külöböző api fajlagos eergiameyiségek érkezek, és ezek összege eredméyezi az éves viszoylatba beérkező eergia meyiséget. A külöböző földrajzi potoko lévő meteorológiai állomások mérik a vízszites felületre beérkező api sugárzási értékeket és általába hóapokra átlagolva adják meg. 34

A következőkbe eze adatok felhaszálásával ábrázoljuk kwh/m 2 ap -ba az ország külöböző potjai vízszites felülete mért teljes vagy globál sugárzás átlagértékeket az év külöböző hóapjaiba. A források az Országos Meteorológiai Szolgálat mérési adatait haszálják fel ill. átlagolják 1966 -ot megelőző időszakra.[2] és 1958-1972 időszakra.[3,4] Az 1. és a 3. ábrá összesítve ábrázoljuk a külöböző mérési helyszíeke a globál sugárzás vízszites felülete mért api fajlagos átlag értékét az év külöböző hóapjaira. A 2. és 4. ábrá ábrázoljuk a külöböző mérési helyszíeke a globál sugárzás vízszites felülete mért api fajlagos értékét egész évre átlagolva. 1965-ig 7 6 5 kwh/m 2 ap 4 3 2 1 0 ja. feb. márc. ápr. máj. ju. jul. aug. szept. okt. ov. dec. Békéscsaba Budapest Debrece Kalocsa Kecskemét Kékestetö Keszthely Kisvárda Martovásár Pécs Siofok Sopro Szeged Tiszaörs 1.ábra Magyarország külöböző mérési potjai a globál sugárzás vízszites felülete mért api fajlagos átlag értéke az év külöböző hóapjaiba Éves átlag 1965-ig 4,5 4 3,5 kwh/m 2 ap 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Békéscsaba Budapest Debrece Kalocsa Kecskemét Kékestetö Keszthely Kisvárda Martovásár Pécs Siofok Sopro Szeged Tiszaörs 2. ábra Magyarország külöböző mérési potjai a globál sugárzás egész évre voatkozó vízszites felülete mért api fajlagos átlag értéke 35

1958-1972 között 7 6 5 kwh/m 2 ap 4 3 2 1 0 ja. feb. márc. ápr. máj. ju. jul. aug. szept. okt. ov. dec. Sopro Keszthely Siófok Pécs Martovásár Budapest Kecskemét Szeged Tiszaörs Békéscsaba Debrece Kisvárda 3. ábra Magyarország külöböző mérési potjai a globál sugárzás vízszites felülete mért api fajlagos átlag értéke az év külöböző hóapjaiba Éves átlag 1958-1972 között 4,5 4 3,5 kwh/m 2 a 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Sopro Keszthely Siófok Pécs Martovásár Budapest Kecskemét Szeged Tiszaörs Békéscsaba Debrece Kisvárda 4. ábra Magyarország külöböző mérési potjai a globál sugárzás egész évre voatkozó vízszites felülete mért api fajlagos átlag értéke Az 1965-ig redelkezésre álló mérési eredméyek kiértékelése alapjá megállapítható, hogy Magyarország területé a vízszites felülete mért globál sugárzás api átlagértéke 3,2-4 kwh/m 2 között va, ami éves viszoylatba 1168 1460 kwh/m 2 értékek felel meg. Az újabb és valószíűsíthetőe potosabb, de rövidebb időszakot felölelő - 1958-1972 közötti redelkezésre álló mérési 36

eredméyek kiértékelése alapjá pedig az állapítható meg, hogy Magyarország területé a vízszites felülete mért globál sugárzás api átlagértéke 3,15-3,65 kwh/m 2 között va, ami éves viszoylatba 1150 1332 kwh/m 2 értékek felel meg. Az utóbbi eredméyek alapjá azt modhatjuk és a későbbiekre ézve ezt tekitsük kiidulási alapak -, hogy a Magyarország területé a vízszites felülete mért globál sugárzás éves értékéek helyi eloszlása a legagyobb értékhez képest 14 %-o belül va, amiből azt a következtetést vohatjuk le, hogy országos eergetikai becslésekél egy 1250 kwh/m 2 es átlagértékkel számolhatuk. Magyarország 93 ezer km2 területére évete beérkező eergia a Napból a feti értékek átlagával számolva tehát 1,16 x 10 14 kwh, vagyis Magyarország 4x10 10 kwh éves villamos eergia fogyasztásáak 2900 szorosa. Ezt tekithetjük Magyarország apeergia poteciálja 1.redű közelítéséek. 3.2. Napelemek A apelem vagy fotovillamos elem, a Nap sugárzási eergiáját közvetleül alakítja át villamos eergiává. Az eergiaátalakítást a apelem alapayagául szolgáló félvezető végzi oly módo, hogy az elyelt sugárzás közvetleül villamos töltéseket hoz létre az ayagba, amelyeket a apelembe kialakított villamos tér szétválaszt. A villamos áram a külső áramelvezető kotaktusoko keresztül elvezethető. A ma gyártott és a apelemes áramforrásokba tömegese alkalmazott apelemek szite kizárólag szilícium alapayagból készülek. A szilícium a Földükö második leggyakrabba elforduló elem. Közismert elfordulási formája a homok, a szilícium dioxid, melyet termikus-kémiai reakcióval redukálják, majd tisztítják. A jeleleg alkalmazott és a közeljövőbe alkalmazásra kerülő, hosszú élettartamú és jobb hatásfokú apelemek egykristályos illetőleg polikristályos szilícium felhaszálásával készülek. Az egy- és polikristályos szilícium apelemek eergia átalakítási hatásfoka apjaikba már a 15-17 %-ot eléri. Laboratóriumi körülméyek között azoba már 24.5 % hatásfokot, többrétegű apelemekkel pedig 30% fölötti hatásfokot is elértek. Készülek amorf szilícium vékoyréteg apelemek is. Ezek hatásfoka 5 % körül va. apelem modul gyártás (MWp) 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 egyéb Europa Japá USA Összes év 5. ábra A apelem modul gyártás alakulása[10,6] 37

Napjaikba évete a világo több mit 1000 MWp teljesítméyek megfelelő meyiségű apelemet állítaak elő. A termelés éves övekedéséek üteme 34%. 2010-re eek 15 szőrösét progosztizálják.[5,6,7] A apelem gyártásáak alakulásából jól látható, hogy 2002-től Japá utá Európába gyártják a legtöbb apelemet és ez a sorred a 2010-re voatkozó progózisokba sem változik. [5,6,7] A apelemek földi alkalmazása agymértékbe terjed. A apelemek alkalmazása redkívül sokrétű. A fejlett ipari országokba széles körbe alkalmazzák a apeergiás áramforrásokat. A apelemes áramforrások alkalmazásáak két legfotosabb területe az autoóm villamos eergia ellátás és a közvetle villamos hálózatba törtéő táplálás illetőleg eek kombiációja a kváziautoóm áramellátás.[8,14,15] 3.3. A Nap sugárzásából lokálisa termelhető villamos eergia A helyszíre voatkozó meteorológiai adatokból a korszerű techológiákkal készülő apelem modulokat tartalmazó apeergiás beredezések lokális eergiahozama kiszámolható. Jó becslést végzük, ha az I sugárzási teljesítméy és a T apelem hőmérséklet hatását a apelem η eergia átalakítási hatásfokára első közelítésbe elhayagoljuk. A Nap eergiájából ap alatt lokálisa termelhető E villamos eergiát a P évleges teljesítméyből és a helyszíre voatkozó E f fajlagos apeergia adatokból az alábbi módo jól közelíthetjük. E = η ( I, T ) F P ( I, T ) η ( I, T ) F I P ( I, T ) 1 1000 E f = ahol η a évleges teljesítméyhez tartozó hatásfok, F a apelem modul felület, és I a évleges teljesítméyhez tartozó sugárzási teljesítméy (1000 W/m 2 ). Déli iráyú tájolású 30 és 60 fokos dőlésszögű felületekre jó közelítéssel átszámolhatók az év külöböző hóapjaira a sugárzási eergia fajlagos átlag értékei az alábbi táblázatba szereplő szorzószámok segítségével a vízszites felületre megadott fajlagos sugárzási eergia értékekből. [8] 1 E f 38

Dőlésszög ja. febr. márc. ápr. máj. jú. júl. aug. szept. okt. ov. dec. Éves átlag 30 fokál 60 fokál 1,75 1,57 1,35 1,16 1,05 1,00 1,03 1,12 1,28 1,51 1,71 1,83 1,21 2,14 1,77 1,34 1,02 0,84 0,77 0,80 0,95 1,22 1,65 2,06 2,32 1,11 Magyarországi átlagértékekkel számolva 1 kwp teljesítméyű apelem api elvi átlagos eergia hozamát déli iráyú külöböző dőlésszögű rögzített telepítés eseté a 6. és 7. ábrá mutatjuk be. 7 6 5 4 3 2 1 0 ja. feb. márc. ápr. kwh/ap máj. ju. jul. aug. szept. okt. ov. dec. 6. ábra. 1kWp teljesítméyű apelem api elvi átlag eergia termelése külöbözi hóapokba Magyarországo (dõlésszög 3O o ). Éves átlag eergiatermelés 1500 kwh. 39

6 6 5 5 4 4 3 2 2 1 0 ja. ja. feb. feb. márc. márc. ápr. ápr. máj. máj. ju. ju. jul. jul. aug. aug. szept. szept. okt. okt. ov. ov. dec. kwh/ap kwh/ap 3 1 0 dec. 7. ábra. 1kWp teljesítméyű apelem api elvi átlag eergia termelése külöbözi hóapokba Magyarországo (dõlésszög 60 o ). Éves átlag eergiatermelés 1390 kwh. A 6 és 7. ábrák összevetésébõl jól látható, hogy külöbözi dõlésszögû telepítéssel a téli és yári idõszak eltérõ sugárzási viszoyaiból adódó eergiahozam api átlaga igaz, hogy az éves eergiatermelés rovására, de - közelíthetõ. Ez külööse autoóm áramellátási feladatok megoldásáál jelethet előyt. 3.4. Napelemes áramforrások Magyarországo A apelemek és apelemes beredezések fejlesztése Magyarországo az 1970-es évek közepé idult a Villamosipari Kutató Itézetbe. Az első hazai apelemes beredezés 1975-be készült. A fejlesztés és kísérleti gyártás aak bezárásáig a Paoglas Solarlab-ba folytatódott 1992-ig. A fejlesztési és gyártási tapasztalatok jeleleg az 1990-be alapított Solart-System Kft-be haszosulak. 1997-be amorf szilícium alapú apelemek - elsősorba külföldi piacra törtéő - gyártására megalakult a Duasolar Rt. 2002-re évi 3 MWp gyártási kapacitásra felfejlesztették a Duasolar Rt.-ot és Európa legagyobb amorf szilícium apelem gyártója lett. 2003- ba a gyártósorokat leszerelték, és Thaiföldre szállították. 2004-be a SANYO Magyarországo apelem modul gyártó üzemet létesített évi 100 MWp kapacitással. Jeleleg több apelem forgalmazó tevékeykedik Magyarországo. 40

8. ábra. Az 1975-be készült első hazai apelemes áramforrás A Magyarországo üzemelő apelemes beredezésekre voatkozóa adatbázis em áll redelkezésre. A beredezések meyiségére csak becslés alapjá tuduk következteti. A becslés alapja az 1975-óta folytatott saját fejlesztési tevékeység sorá készült beredezés állomáy, valamit a Duasolar Rt. és a agyobb hazai forgalmazókkal a hazai eladási adatokra voatkozó kozultáció. Eek alapjá a Magyarország külöböző részé jeleleg üzemelő apelemes beredezés állomáyt 100 kwp teljesítméyre becsüljük, amelyek éves eergiatermelése kb.150 MWh, ha egy átlagos 30 fokos dőlésszögű telepítéssel számoluk. Mit láti fogjuk a fogyasztó eél csak kevesebbet tud haszosítai. A beredezések kb. ¾-e autoóm áramellátási feladatokat lát el mikrohullámú átjátszókál, helyi telefoközpotál, autópálya segélykérő telefookál, forgalomszámlálókál, meteorológiai állomásokál, hálózattól távol eső házakál, biztosági beredezésekél, oktatási beredezésekél, villaypásztorokál, házi, mező és erdőgazdasági vízellátásál, gázipari beredezések moitorállásáál, autóbuszok szellőzéséél, világításál stb. A beredezés állomáy kb. ¼-e közvetleül hálózatra dolgozik üzemayagtöltő állomásál, magá házakál, oktatási itézméyekél stb. [5,9,11] 9. ábra. 10kWp os hálózatra termelő apelemes áramforrás 41

10. ábra. 10kWp os hálózatra termelő apelemes áramforrás a Szet Istvá Egyeteme 3.5. Napelemes beredezések telepítési lehetőségei Magyarországo A apelemek telepítéséél a legfotosabb szempot a kedvező beapozás biztosítása. Ebből a szempotból ige széles lehetőségek állak redelkezésre, amelyből az alábbiakat vesszük számításba: Épületekre ill. egyéb létesítméyekre törtéő telepítés Szabad földterületekre törtéő telepítés [12,13,14] Épületekre törtéő telepítésél első közelítésbe a szabad tetőfelületeket vesszük számításba és ezek agyságát igyekszük megbecsüli. [16,17] Nagypael alkalmazásával épített lakások száma 2001-be: 508.000 Blokkos alagútzsalus lakások száma 2001-be: 280.000 Lépcsőházakét 40, szitekét 4 lakást számolva és 50 m 2 átlagos lakásterületet figyelembe véve a agypaeles, valamit blokkos és alagútzsalus techológiával épült lakások lépcsőház fölötti összes tetőfelülete, - amelyet lapos tetőek feltételezük - az alábbi értékre adódik: Lépcsőházak száma: (508.000 + 280.000)/40= 19.700 db Lépcsőházak fölötti lapos tetőfelület: 19.700*4*50 = 3.940.000 m 2 42

11. ábra. Lapos tetőre szerelt 50kWp-os apelemes áramforrás Egyéb lakások száma 2001-be: 3.200.000 Feltételezésük szerit a lakások 50%-a családi ház és 50% -a hagyomáyos tetővel redelkező 4 szites épület, szitekét égy lakással. A családi házak átlag alapterületét 100 m 2 re feltételezve egy átlag 45 fokos tető dőlésszögél kb. 35 m 2 es sátortető oldallap tetőfelületek adódak, amelyekből az egyik alkalmas lehet apelemek telepítésére. Családi házak kedvező iráyú tető felülete: 1.600.000*35 : 56.000.000 m 2 A 4 szites épületek alapterületét az 50 m 2 es átlag lakás területtel számolva, 16 lakásokét 200 m 2 épület alapterület feltételezhető, amelyek oldallap tetőfelületei egyekét 70 m 2 re vehető. Ezekből egyik alkalmas lehet apelemek telepítésére. 4 szites épületek kedvező iráyú tető felülete: 70*1.600.000/16=7.000.000 m 2 Mezőgazdasági épületek alapterülete 2000 be: kb. 27.000.000 m 2 Feltételezésük szerit ezek 50%-a lapos tetős és 50%-a yeregtetős. Feltételezzük továbbá, hogy a yeregtetős épületek átlagosa 1:5 aráyú téglalap alaprajzúak és 45 fokos dőlésszögű egyik tetőfelülete, - amely az alapterület 75%-ra adódik - alkalmas apelemek telepítésére. Lapos tetős mezőgazdasági épületek tető felülete: 13.500.000 m 2 Nyeregtetős mezőgazdasági épületek kedvező iráyú tető felülete: 10.125.000 m 2 Oktatási itézméyeket befogadó épületek száma 2003-ba: kb. 14.000 Ökormáyzati épületek száma 2003-ba: kb. 16.600 db Feltételezésük szerit ezek átlag alapterülete 400 m 2 és 30 %-a lapos tetejű és 70 %-a yeregtetős. A yeregtetős épületek átlagosa 1:2 aráyú téglalap alaprajzúak és 45 fokos dőlésszögű egyik tetőfelületük amely az alapterület 70%-ra adódik alkalmas apelemek telepítésére. Oktatási itézméyek lapos tetőfelülete: 0,3*14.000*400 = 1.680.000 m 2 Oktatási itézméyek yeregtetős kedvező iráyú tető felülete: 0,7*14.000*400*0,7= 2.744.000 m 2 Ökormáyzati épületek lapos tetőfelülete: 0,3*16.600*400 = 1.992.000 m 2 Ökormáyzati épületek yeregtetős kedvező iráyú tető felülete: 0,7*16.600*400*0,7= 3.253.600 m 2 43

Gyep-legelőterületek 2002-be: 10 610 km 2 12. ábra. Szabad földterületre szerelt apelemes erőmű EU csatlakozáskor 2004-be mezőgazdasági termelésre em támogatott terület: kb. 10.000 km 2 Vasútvoalak hossza 2002-be: 7.898 km Feltételezésük szerit az egyik oldalo 1 m-től idulva 4 m magasságig 30 fokos dőlésszöggel elhelyezhetők apelemek. Vasútvoal hosszába egyik oldalo redelkezésre álló felület: 7,898.000*3*2 = 47.388.000 m 2 13. ábra. Vasútvoal meté szerelt apelemes redszer Autópályák hossza 2002-be: 581 km Feltételezésük szerit az egyik oldalo 4 m magasságig 60 fokos dőlésszöggel 2 m felett elhelyezhetők apelemek. (Zajvédőfal) Autópályák hosszába egyik oldalo redelkezésre álló felület: 581.000*2*0,865 = 1.005.130 m 2 44

14. ábra. Autópálya zajvédőfalra szerelt apelemes redszer Síkfelületre törtéő telepítésél általába em jelet ehézséget a déli iráyú tájolás, de a telepítésél a apelemek takarását figyelembe kell vei. Egy β dőlésszöggel telepített b szélességű apelem felületél d sortávolság eseté a vízszites síkhoz képest δ szögű apállásál akkor ics éppe takarás a sorok között, ha az alábbi összefüggés teljesül o si( 180 β δ ) d = b si δ Általába elég jó a apsugárzás éves sugárzási eergiájáak kihaszálása déli iráyú telepítés eseté, ha a dec. 21.-i déli apállásra éppe teljesül ez a feltétel. Budapest szélességi köré (47,5 o ) törtéő 30 o os dőlésszögű telepítés eseté a dec. 21.-i apállást figyelembe véve d/b = 2,32 re adódik. Ebből pedig az adódik, hogy a apelem felület a téylegese redelkezésre álló síkfelületek csak legfeljebb 43,1 %-a lehet. Meglévő épületekél, autópályákál, vasútvoalak meti telepítésél azoba a déli tájolás csak kevés helye lehetséges, Azoba a déli iráytól +/- 45 o -os tehát délkeleti vagy délyugati tájolás eseté a déli tájoláshoz képest csupá 7%-os az éves eergia veszteség. Számoljuk 10%-os tájolási veszteséggel és ekkor autópályáik meté az egyik oldal tájolás szempotjából poteciális telepítési lehetőség. A vasúthálózat valameyi tájolási iráyba való egyeletes iráyeloszlását feltételezve az egyik oldal 50%-os valószíűséggel tájolás szempotjából poteciális telepítési lehetőség 10% os tájolási veszteség mellett. A takarás miatt kizárható poteciális telepítési lehetőségek megbecsülése tűik a legbizoytalaabbak. Valószíű, hogy becslésükkel em leszük túl optimisták, és em követük el agy hibát, ha 50%-ra vesszük eek értékét az egyéb okok miatt kieső területekkel együtt. Az elvileg beépíthető apelem felület tehát a téylegese redelkezésre álló síkfelületek 0,431 - szerese, de a hagyomáyos ill. yeregtető felületével megegyezik. 45

A valóságba kedvezőe beépíthető apelem felület pedig az elvileg beépíthető apelem felületek 0,5*0,9 = 0,45 szöröse. Vasútál, pedig csak eek fele, 0,225. Az alkalmazadó apelem modulok átlag hatásfokát az egyszerűség kedvéért 10%- ra vegyük. Így 1 m 2 apelemél 100 Wp teljesítméyel számolhatuk. 1 kwp apelem által termelt villamos eergiáak felhaszálás szempotjából csak kb. 80 %-át vehetjük figyelembe a külöböző csatolási, eergia átalakítási veszteségek miatt. Így 30 o -ál 1200 kwh/év, 45 o -ál 1150 kwh/év és 60 o -ál 1100 kwh/év átlag értékekkel számolhatuk. A fetiek figyelembe vételével az alábbi táblázatba foglaljuk össze számításaik eredméyeit 1. Táblázat. A apeergia fotovillamos haszosítás poteciálja számítási eredméyeiek összefoglalása. Vízszites felület (km 2 ) 30 o os felület (km 2 ) 45 o os felület (km 2 ) 60 o os felület (km 2 ) Elvileg beépíthető apelem felület (km 2 ) Valóságba kedvezőe beépíthető apelem felület (km 2 ) Beépítési dőlésszög ( o ) Beépíthető apelem teljesítméy (MWp) Éves villamos eergiater melés (10 9 kwh) Nagypael és 3,94 1,698 0,764 30 76,416 0,0916996 alagútzsalus házak Egyéb lakóépületek 63 63 28,350 45 2835 3,26025 Mezőgazdasági 13,5 13,5 6,075 30 607,5 0,729 épületek Mezőgazdasági 10,125 10,125 4,556 45 455,625 0,5239688 épületek Oktatási épületek 1,68 0,724 0,326 30 32,5836 0,0391003 Oktatási épületek 2,744 2,744 1,235 45 123,48 0,142002 Ökormáyzati 1,992 0,859 0,386 30 38,63484 0,0463618 épületek Ökormáyzati 3,2536 3,254 1,464 45 146,412 0,1683738 épületek Gyep-legelő 10610 4573 2057,810 30 205780,95 246,93714 Új mezőgazdaságilag 10000 4310 1939,500 30 193950 232,74 felszabadult területek Vasútvoalak meté 47,388 47,388 10,662 30 1066,23 1,279476 Autópályák meté 1,00513 1,005 0,452 60 45,23085 0,0497539 Összese 20631,112 47,388 79,1226 1,00513 9027,207 4051,581 405158,06 486,00713 Az éves villamos eergiatermelés értéke Magyarország jelelegi villamos eergia fogyasztásáak több mit 12 szerese. Ezt tekithetjük Magyarország apeergiás villamos eergia poteciálja 2. redű közelítéséek. A poteciál becsléséél az épületek homlokzati apelemes borítási lehetőségét (övelő téyező) és a termikus kollektorok részesedését (csökkető téyező) em vettük figyelembe. Épületek apelemekkel törtéő borítására bemutatuk egy-egy megoldást a 15. és 16. ábrá. 46

15. ábra. Áryékoló szerepet is betöltő épületre szerelt apelemes redszer 16. ábra. Épület homlokzatába belesimuló dekoratív apelemes redszer Régi épületek felújításáál és új beruházásál ezek a megoldások figyelmet érdemelek. Jele muka eze megoldások eergetikai poteciál becslését em tartalmazza. A poteciál becslés fiomításáál a apelemekek a házak tetőfelületei, azoba a termikus kollektorokkal kell megosztozi. Becslésük szerit a termikus kollektorok a házak tetőfelületei a 25%/75% aráyba osztozak a apelemekkel. A számítások végeredméye a 2. táblázatba látható. 47

2. Táblázat. A apeergia fotovillamos haszosítás poteciálja számítási eredméyeiek összefoglalása az épületek tetőfelületé 25%/75% termikus kollektor/ apelem alkalmazási aráy eseté. Vízszites felület (km 2 ) 30 o os felület (km 2 ) 45 o os felület (km 2 ) 60 o os felület (km 2 ) Elvileg beépíthető apelem felület (km 2 ) Valóságba kedvezőe beépíthető apelem felület (km 2 ) Beépítési dőlésszög ( o ) Beépíthető apelem teljesítméy (MWp) Éves villamos eergiater melés (10 9 kwh) Nagypael és 2,955 0 1,273605 0,57312225 30 57,312225 0,0687747 alagútzsalus házak Egyéb lakóépületek 0 47,25 47,25 21,2625 45 2126,25 2,4451875 Mezőgazdasági 10,125 0 13,5 6,075 30 607,5 0,7290000 épületek Mezőgazdasági 0 7,59375 7,59375 3,4171875 45 341,71875 0,3929766 épületek Oktatási épületek 1,26 0 0,54306 0,244377 30 24,4377 0,0293252 Oktatási épületek 0 2,058 2,058 0,9261 45 123,48 0,1420020 Ökormáyzati 1,494 0 0,643914 0,2897613 30 28,97613 0,0347714 épületek Ökormáyzati 0 2,4402 2,4402 1,09809 45 109,809 0,1262804 épületek Gyep-legelő 10610 4572,91 2057,8095 30 205780,95 246,93714 00 Új mezőgazdaságilag felszabadult területek 10000 4310 1939,5 30 193950 232,74000 00 Vasútvoalak meté 47,388 47,388 10,6623 30 1066,23 1,2794760 Autópályák meté 1,00513 1,00513 0,4523085 60 45,23085 0,0497539 Összese 20625,8 47,388 59,342 1,00513 9006,60566 4042,31025 404261,89 484,97469 A számítások szerit a fotovillamos poteciál értéke csupá 0,25%-al csökket. 3.6. Napelemes beredezések várható övekedési üteme Magyarországo 2004-be meghaladta a 3000 MWp értéket a világo működő apelemes beredezések összteljesítméye és évi 34%-os övekedéssel számolak. Ebből a apsugárzási viszoyok szempotjából áluk léyegese kedvezőtleebb helyzetű - Németországba több mit 400 MWp üzemelt. A 83 milliós émet lakosság mide egyes tagjára már több mit 4,8 Wp beépített apelem teljesítméy jut. Németországba, 2000-be elfogadták a Megújuló Eergia Törvéyt, amely a megújuló techológiák között megkülöböztetett módo 20 évig garatálja a 0,48 Euro/kWh átvételi árat a apelemes villamos eergiatermelőkek. 2003-ba a 100.000 apelemes tető program teljesült, amelyhez KfW bak alacsoy kamatú kölcsöt biztosított. Németországba a apelem iparág 30.000 embert foglalkoztat. Az Európai Napelem Gyártók Szövetségéek (EPIA) számításai szerit 2040-re Európa villamos eergia igéyéek 26%-át apelemes beredezések fogják szolgáltati. Magyarország 2004-óta az Európai Közösség tagja, és mit Tagország az Európai Közösségbe követi lesz kéytele a közös megújuló eergetika politikát. Remélhetőleg a korábba 12%-os, de 2004-be 25 %-ra emelt, majd 2006-ba 20%- ra változott ÁFA kulcsos besorolásba tartózó apeergiás beredezések ismét léyegese alacsoyabb besorolásba kerülek, valamit a apelemes beredezések beruházására voatkozó támogatás az eddigiél jeletősebb lesz és a apelemes villamos eergiatermelés támogatottá válik. Ugyacsak reméljük, hogy a émet példához hasolóa Áramszolgáltatóik támogatást, ösztözést és törvéyi háttért kapak a apeergiával termelt villamos eergia átvételéhez és a jeleleg em 48

szívese fogadott apelemes áramtermelőket, em fogják sújtai a kb. 1 MFt csatlakozási költségek. A becslések szerit Magyarországo lévő 100 kwp apelemes beredezés lakosságukra vetítve 0,01 Wp egy főre jutó apelemes beredezés teljesítméyek felel meg. Napeergia szempotjából áluk léyegese kedvezőtleebb helyzetű Németországba egy főre vetítve eek több mit 480 szorosa üzemel. Szeréy de ugyaakkor mégis pozitív szádékú - célkitűzések tekithető, ha 2010-re ezt az aráyt egyedére csökketjük. Az évi 34%-os övekedési progózis Németországba kb. 7,5-szörös övekedést jelet. A lakosság övekedésével em számolva ez Magyarországo 2010-re 30 szoros, azaz 3 MWp beépített teljesítméyű apelemes beredezés létesítését jeleti! 3.7. Napelemes beredezések várható alkalmazási struktúrája Magyarországo A apelemes áramforrások alkalmazásáak két legfotosabb területe az autoóm villamos eergia ellátás és a közvetle villamos hálózatba törtéő táplálás. A jelelegi magyarországi alkalmazások kb.75%-a az autoóm áramellátás és kb.25%- a a közvetle villamos hálózatba törtéő táplálás területére esik (eze belül kb. 2% kváziautoóm) A közepese fejlett és a fejlett ipari országokba a közvetle villamos hálózatba törtéő táplálás részaráya övekszik. Ez a tedecia áluk is érvéyesüli fog, azoba volumeébe az autoóm áramellátás övekedése is várható, külööse villamos eergiával ellátatla területeke telepítedő hírközlési beredezések, ismétlő állomások, mérő és moitoráló redszerek valamit szórváytelepülések, üdülő és természetvédelmi területeke törtéő villamos eergia ellátásra. A szórváytelepülések felújításra szoruló vezetékes áramellátásáál is a apelemes autoóm áramforrások alkalmazása várható. A viszoylag megfelelő sűrűségű villamos hálózattal redelkező Magyarországo az autoóm és vezetékes áramellátás kombiációja az u. kváziautoóm redszerek elterjedése is várható, külööse lakóépületekél, ipari és kereskedelmi létesítméyekél. 2010-re 3 MWp beépített apelem meyiséggel számoluk, melyek főbb redszerekéti feltételezett megoszlása a következő. 0,9 MWp apelemes autoóm áramforrás (30%) 1,5 MWp közvetle villamos hálózatba tápláló redszer (50%) 0,6 MWp kváziautoóm áramforrás (20%) 49

17. ábra. A Solart-System Kft évi 1100 kwh-át termelő egyik kváziautoóm apelemes áramforrása 3.8. Napelemes beredezések költség elemei Magyarországo A apelemes beredezések költség számításáál a következőket vettük figyelembe: A számításokat ettó beszerzési értéke, ÁFA metese és a jeleleg érvéybe lévő gazdasági szabályozók figyelembe vételével végeztük. Jelelegi beszerzési árakkal számoltuk 250 Ft/ Euró MNB középárfolyam mellett. Korszerű agyhatásfokú és agy megbízhatóságú kristályos szilíciumból készült apelemek alkalmazásával számoltuk, amelyek élettartama legalább 30 év. A gyártók 20 év teljesítméygaraciát vállalak. Valameyi alkatrészél (apelemek, elektroikus eszközök, tartószerkezet, vezetékek, kapcsolóeszközök, segédszerelvéyek) 30 év élettartammal számoltuk kivétel az akkumulátor, ahol agy megbízhatóságú, kezelésmetes speciális ólomakkumulátort vettük figyelembe 15 év élettartammal. Akkumulátor alkalmazásával csak az autoóm, és kváziautoóm áramforrásál számoltuk, amit a 30 éves életciklus alatt egyszer cseréli kell és eek értékét a karbatartási költségbe számoltuk. Éves karbatartási költségre, amelybe a statisztikus alkatrész meghibásodásokat is figyelembe vettük a beruházási összeg 0,5 %-ával számoltuk. 50

A számításokat a következő főbb műszaki jellemzőkkel redelkező apelemes beredezésekre végeztük: Napelemes autoóm áramforrás Beépített évleges apelem teljesítméy: 1 kwp Napelem felület: 8 m 2 Napelemek rögzítése: tetőre szerelhető szerelvéyekkel Beépített akkumulátor kapacitás: 20 kwh (100 órás kisütésre voatkozólag) Kimeő feszültség: 12/24/48 VDC és 240VAC,50 Hz Kimeő teljesítméy: 400 W Napi átlagba álladó terhelés mellett kivehető éves eergiameyiség: 800 kwh (déli tájolást és 65 fokos apelem dőlésszöget és magyarországi átlag adatokat figyelembe véve) Beruházási költség: 2.000.000,-Ft Karbatartási költség 30 év alatt: 1.000.000,-Ft Villamos eergia költsége: 125 Ft/kWh (30 éves eergiatermelést és amortizálódást figyelembe véve) Villamos hálózatba tápláló apelemes redszer Beépített évleges apelem teljesítméy: 2 kwp Napelem felület: 16 m 2 Napelemek rögzítése: tetőre szerelhető szerelvéyekkel Kimeő feszültség: 240VAC,50 Hz A fogyasztó/hálózat apeergiából yerhető éves eergiameyisége: 2400 kwh (déli tájolást és 30 fokos apelem dőlésszöget és magyarországi átlag adatokat figyelembe véve) Beruházási költség: 2.700.000,-Ft Karbatartási költség 30 év alatt: 400.000,-Ft Villamos eergia költsége: 43 Ft/kWh (30 éves eergiatermelést és amortizálódást figyelembe véve) Napelemes kváziautoóm áramforrás Beépített évleges apelem teljesítméy: 1 kwp Napelem felület: 8 m 2 Napelemek rögzítése: tetőre szerelhető szerelvéyekkel Beépített akkumulátor kapacitás: 10 kwh (100 órás kisütésre voatkozólag) 51

Kimeő feszültség: 240VAC,50 Hz Kimeő teljesítméy: 500 W, 700 VA Miimális autoómitás: 24 óra 200 W terhelésél A fogyasztó apeergiából yerhető éves eergiameyisége: 1100 kwh (déli tájolást és 30 fokos apelem dőlésszöget és magyarországi átlag adatokat figyelembe véve) Beruházási költség: 1.600.000,-Ft Karbatartási költség 30 év alatt: 600.000,-Ft Villamos eergia költsége: 67 Ft/kWh (30 éves eergiatermelést és amortizálódást figyelembe véve) Ameyibe em a ettó beszerzési áro számoluk, úgy a beredezések kereskedelmi forgalmáál kb. 25% haszokulcsot és a helyszíre szállításért és üzembe helyezésért kb.6-10 % további költséggel kell számoli, amely a feti Ft. összegeket összese 31-35 %-al öveli. A 20 %-os ÁFA erre rakódik rá! 3.9. 2010-be Magyarországo üzemelő apelemes beredezések várható beruházási és karbatartási költségeiek valamit az éves szite a fogyasztók számára redelkezésre bocsátott apeergiából termelt villamos eergia meyiségéek összefoglalása A apelemes beredezések összesített feltételezett évleges teljesítméye 2010- be: 3 MWp Ebből 0,9 MWp apelemes autoóm áramforrás (30%). 900 db. Össz-beruházási költség: 1,8 MrdFt Össz-karbatartási költség 30 év alatt: 0,9 MrdFt Kivehető éves eergiameyiség: 720.000 kwh 1,5 MWp közvetle villamos hálózatba tápláló redszer (50%) 750 db Össz beruházási költség: 2,025 MrdFt Össz karbatartási költség 30 év alatt: 0,3 MrdFt A fogyasztó/hálózat apeergiából yerhető éves össz eergiameyiség: 1.800.000 kwh 52