A napenergia fotovillamos hasznositása

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

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

Sugárzási energia A Föld légkörén kívül 1353W/m 2. Évente 11852,28 kwh/m 2 Magyarországon 1168-1460/1150-1332 kwh/m 2 Magyarország területére 1.16*10 14 kwh/év. 1250 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

Sugárzási térkép

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 0,764 30 76,416 0,0916996 Egyéb lakóépületek 63 63 28,350 45 2835 3,26025 Mezőgazdasági épületek 13,5 5,819 2,618 30 261,8325 0,314199 Mezőgazdasági épületek 9,5445 9,545 4,295 45 429,5025 0,4939279 Oktatási épületek 1,68 0,724 0,326 30 32,5836 0,0391003 Oktatási épületek 2,77144 2,771 1,247 45 124,7148 0,143422 Önkormányzati épületek 1,992 0,859 0,386 30 38,63484 0,0463618 Önkormányzati épületek 3,286136 3,286 1,479 45 147,87612 0,1700575 Gyep-legelő 10610 4573 2057,810 30 205780,95 246,93714 Új mezőgazdaságilag felszabadult területek 10000 4310 1939,500 30 193950 232,74 Vasútvonalak mentén 47,388 47,388 10,662 30 1066,23 1,279476 Autópályák mentén 1,341762 1,342 0,604 60 60,37929 0,0664172 Összesen 20631,112 47,388 78,602076 1,341762 9019,341 4048,041 404804,12 485,58205

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.

Mai helyzet 2008-ben 5850 MWp PV Éves növekedés 110%! 2009-ben 7310 MWp PV Éves növekedés 22%! 2010-ben 11860 MWp PV Éves növekedés 62%! 2011-ben 27700 MWp PV Éves növekedés 67%! (EPIA) 2012-ben 29000 MWp PV Éves növekedés ~ 5%! EU a legnagyobb piac 2008-ban 82%, 2009-ben 77% 2010-ben 71% 2011-ben 75% (EPIA), 2012-ben 57%

Mai helyzet

Mai helyzet 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

Várható új installációk 2013-2017 között: 230 GWp! Forrás:Solarbuzz

A 10 legnagyobb napelem gyártó a világon 2012-benForrás:EUROOBSERVER 2013 április

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

Napelemes berendezések Európában 2012- ben Forrás:EUROOBSERVER 2013 április

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

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

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

Magyarországi alkalmazások Total PV installed in Hungary source: Solart-System 25000 20000 kwp 15000 10000 5000 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013est off grid (kw) 75 83 90 100 130 180 200 250 300 400 500 on-grid (kw) 25 55 65 150 220 270 450 1500 4000 11600 21000 total (kw) 100 138 155 250 350 450 650 1750 4300 12000 21500

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

Fotovillamos energiaátalakítás

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 %)

Napelemgyártás Magyarországon 1973. VKI. 1989. Pannonglas SOLARLAB. 1990. Solart-System. 1997. Dunasolar. 2004. SANYO PV. www.sanyo.com 2004. Sol@Mio napelem gyár? 2006. Korax napelem gyár. www.korax.hu 2007. Heliogrid napelem gyár Rétság. (~70 MEuro beruházás) www.heliogrid.com 2007. Genesis Környe. (~100 MEuro beruházás)

Napelemgyártás Magyarországon Napjainkban néhány új beruházás Great Solar, Berttyóujfalu 200 MWp (12,774 MEuro) AlternativEnergia.hu Greensolar, Budapest. www.greensolar.hu FSD, Budaőrs. www.reenergy.hu Jülich GLAS, Székesfehérvár. www.napi.hu/magyar_vallalatok/napelemgyartas_kezdodik_fehervaron.480430.html Solar Energy System, Komló. (4,44 MEuro) www.greenfo.hu/hirek/hirek_item.php?hir=27246/

SANYO

KORAX

Heliogrid

Alkalmazások Autonom áramforrások Hálózatra dolgozó rendszerek Kváziautonom áramforrások Közszükségleti cikkek

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

Hálózatkiépités vagy napelemes áramforrás [m] 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 NAPELEMES ÁRAMFORRÁS OLCSÓBB HÁLÓZATKIÉPÍTÉS OLCSÓBB 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 [kwh/év]

Napelemes áramforrás egyenáramú fogyasztóknak (forrás:soltrain) töltésszabályzó Napelemek feszültség szabályozó Fogyaszt ó akkumulátor

Napelemes áramforrás váltakozóáramú fogyasztóknak (forrás:soltrain) töltésszabályzó napelem inverter házban lévő hálózat akkumulátor

Napelemes áramforrás egyenáramú fogyasztóknak kisegitő generátorral (forrás:soltrain) Napelem töltésszabályozó kisegítő generátor feszültség szabályozó Egyenáramú fogyasztó akkumulátor

Napelemes hibrid rendszer (forrás:soltrain) napelem szélturbina töltésszabályozó akkumulátor töltő Egyenáramú fogyasztó Váltakozóáramú fogyasztók motor generátor akkumulátor töltő akkumulátor inverter

Szoláris hányad - tervezés (forrás:soltrain) 100 Szoláris hányad [%] 80 60 40 20 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Telepített PV csúcs-teljesítmény [kw]

Töltésszabályozó (forrás:soltrain) töltésszabályzó Napelemek feszültség szabályozó Fogyaszt ó akkumulátor

Az első hazai napelemes áramforrás 1975-ben

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

Napelemes hálózatra kapcsolt rendszer (forrás:soltrain) Napelem csatlakozó doboz DC főkapcsoló inverter hálózat

Napelemes hálózatra kapcsolt rendszer (forrás:soltrain)

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

Egy hálózatra dolgozó inverter hatásfokgörbéje (forrás:soltrain) hatásfok [%] Normalizált kimenő teljesítmény (Pac/Pac névl.) [%]

1,35 kwp kváziautonóm napelemes áramforrás

10 kwp lapostetőre szerelt napelemes áramforrás

10 kwp autópálya parkolóban elhelyezett napelemes áramforrás

5 kwp homlokzatra szerelt napelemes áramforrás Sátoraljaujhelyen

20 kwp tetőre szerelt napelemes rendszer Budapesten

20,16 kwp tetőre szerelt napelemes rendszer Budapesten 46

3x7 kwp napkövetőre szerelt napelemes rendszer Gyálon

50 kwp állványzatra szerelt napelemes áramforrás

100 kwp tetőre szerelt napelemes áramforrás (2009)

403,1 kwp szabad földre telepitett napkövetős napelemes áramforrás (Újszilvás 2011 okt.) 50

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

Napelemes homlokzat

Napelemes homlokzat (forrás:soltrain)

Napelemes homlokzat (forrás:soltrain)

Napelemes homlokzat

Napelemes bevilágitó (forrás:soltrain)

Napelemes homlokzat (forrás:soltrain)

Napelemek tetőbe integrálása (forrás:soltrain) Mounting profiles for regular modules PV roof tiles combined PV/ solar thermal systems

Napelemek tetőbe integrálása (forrás:soltrain)

Napelemek tetőbe integrálása (forrás:soltrain)

Napelemek tetőbe integrálása (forrás:soltrain)

Napelemek lapostetőn (forrás:soltrain)

Napelemek lapostetőn (forrás:soltrain)

Napelemek lapostetőn (forrás:soltrain)

PV alkalmazások várható alakulása Európában a NREAP szerint

PV alkalmazások várható alakulása Európában a NREAP szerint

PV alkalmazások várható alakulása Európában 2020-ig

PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon NREAP szerint

PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon NREAP szerint

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 / 2009 0,65 715 0,002574 250,25 59,860515 0 0 0 0 0 2010 1,75 1925 0,00693 673,75 161,162925 0 2000 0,0072 700 167,442 2011 4,3 4730 0,017028 1655,5 396,00033 2 5000 0,018 1750 418,605 2012 12 13200 0,04752 4620 1105,1172 6 9000 0,0324 3150 753,489 2013 21 23100 0,08316 8085 1933,9551 9 14000 0,0504 4900 1172,094 2014 40 44000 0,1584 15400 3683,724 14 20000 0,072 7000 1674,42 2015 80 88000 0,3168 30800 7367,448 19 26000 0,0936 9100 2176,746 2016 140 154000 0,5544 53900 12893,034 25 33000 0,1188 11550 2762,793 2017 200 220000 0,792 77000 18418,62 32 42000 0,1512 14700 3516,282 2018 300 330000 1,188 115500 27627,93 41 54000 0,1944 18900 4520,934 2019 400 440000 1,584 154000 36837,24 52 67000 0,2412 23450 5609,307 2020 500 550000 1,98 192500 46046,55 63 81000 0,2916 28350 6781,401 2009-2020 sum.: 1869670 6,730812 654384,5 156530,6421 353000 1,2708 123550 29553,513 2030 1800 1980000 7,128 693000 165767,58 2050 6000 6600000 23,76 2310000 552558,6

PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon 2020-ig

EU PV Stratégiai Programja (SRA)

EU PV Stratégiai Programja (SRA)

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