A fotovillamos napenergia hasznosítás helyzete és fejlesztési stratégiája Pálfy Miklós Solart-System
Bevezetés Sugárzás Potenciál Napelemek (mennyiség, ár, költség, hatásfok, gyártás) Alkalmazások Stratégia
Sugárzási energia 1168-1460/1150-1332 kwh/m 2 Magyarország területére 1.16*10 14 kwh/év. 1250 kwh/m 2 Ez nemzeti kincsünk! Ez 2900 szorosa az éves villamosenergia fogyasztásnak. Egy háztartás éves villamos-energia igénye = 2 m 2 -re érkező napenergia.
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 5950 MWp PV Éves növekedés 110%! EU a legnagyobb piac (2008-ban 82%)
Az összes napelemes berendezés a világon Forrás:EPIA
Az összes napelemes berendezés növekedése az EU új tagállamaiban
Az összes napelemes alkalmazás az EU új tagállamaiban 62 MWp 95 % hálózatra tápláló berendezés Éves növekedés mértéke 38% (2003-2005) Éves növekedés mértéke 70% (2006) Éves növekedés mértéke 300%! (2007) Éves növekedés mértéke 600%! (2008)
Az összes napelemes berendezés az EU új tagállamaiban 2008-ban Cseh Köztársaság 54,7 MWp Szlovénia 2,15 MWp Ciprus 1,8 MWp Bulgária 1,4 MWp Lengyelország 0,82 MWp Magyarország 0,45 MWp (0,65 MWp 2009-ben) Szlovákia 0,066 MWp
Magyarországi alkalmazások Felmérés 2009 (több mint 200 levél) Gyártók, viszonteladók, szakcégek, áramszolgáltatók Hazai napelem eladások: kb.755 kwp (2005-2009) Hálózatra dolgozó rendszerek: kb.450 kwp, kb.110 berendezés (listavezető: ELMŰ 70 berendezéssel) Autonom áramforrások: kb.50 kwp kb. 80 berendezés(200 kwp? kb. 200 berendezés?) NEP-4 támogatás 2009 pályázat/elnyert 91/33 137,89/68,99 MFt. KEOP támogatás 2009 1 pályázat 30,12 MFt K+F?
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 0,093 /kwh
PV piaci előrejelzés 2010-re 2008-ban 5950 MWp Európa 82% 2010-ben 7400 MWp Európa 66%
Napelemes berendezések várható alkalmazása Európában Forrás:EPIA
Napelem modulok eladási ára
Napelem árak 2010 februárjában (Forrás:Solarbuzz) Solar Electricity 19.50 cents per kwh Down 0.09 cents EUROPE 4.19 per Watt Down 3 Cents UNITED STATES $4.27 per Watt Down 3 Cents Number of Prices <$4.00/Wp 393 (Up 31) (25.8% of survey) Lowest Mono- crystalline Module Price $2.37/Wp ( 1.68/Wp) Lowest Multi- crystalline Module Price $1.98/Wp ( 1.39/Wp) Lowest Thin Film Module price $1.76/Wp ( 1.25/Wp)
Fotovillamos energiaátalakítás Energia átalakítási hatásfok elvben akár 60-70% (Delaware University max: 42,8%) Gyakorlatban amorf Si 4-6%, kristályos Si 15-17% (SANYO HIT 19,5 %) Költség: amorf Si 1-2 /W p, cél: 0,8 /W p, CIS 0,5 /W p kristályos Si 2-2,5 /W p cél: 1 /W p
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)
SANYO
KORAX
Heliogrid
Alkalmazások Autonom áramforrások Hálózatra dolgozó rendszerek Kváziautonom áramforrások Közszükségleti cikkek
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]
Az első hazai napelemes áramforrás 1975-ben
0,5/1,4 kw-os kombinált napelemesszélgenerátoros autonóm áramforrás
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
3x7 kwp napkövetőre szerelt napelemes rendszer Gyálon
50 kwp állványzatra szerelt napelemes áramforrás
100 kwp tetőre szerelt napelemes áramforrás (2009)
EU PV Stratégiai Programja (SRA) 1980 Ma 2015 2030 Hosszú-távon várható A telepítés teljes költsége (2006. évi értéken, /Wp) >30 5 2.5 1 0.5 Villamos energia előállítási Költsége (2006. évi értéken, /kwh) >2 0.30 0.15 * 0.06 ** 0.03 A kereskedelemben elérhető sík napelem modulok maximális hatásfoka (%) Max 8% Max 15% Max 20% Max 25% Max 40% A kereskedelemben elérhető koncentrátoros modulok hatásfoka (%) (~10%) Max 25% Max 30% Max 40% Max 60% A rendszer energia megtérülése Dél Európában (év) >10 2 1 0.5 0.25 * versenyképes kiskereskedelmi ár ** versenyképes nagykereskedelmi ár
EU PV Stratégiai Programja (SRA) A. Fotovillamos elemek, napelemek és modulok: - anyagok; - átalakítási módszerek és eszközök; - gyártás és összeszerelés (beleértve a berendezéseket is). B. Kiegészítő rendszer elemek (Balance of System, BoS): - rendszer elemek és telepítés - anyagok beépítése C. Koncentrátoros rendszerek D. Környezetvédelmi minőség E. Alkalmazhatóság F. A fotovillamos rendszerek társadalmi-gazdasági összefüggései
EU PV Platform 2010 januári nyilatkozata (Photovoltaic technologies: the benefits of diversity) 30 év óta folyamatos az árcsökkenés Aktivan támogatja a különböző technológiák fejlesztését Ellene van egy vagy néhány technológia kiemelésének Alacsony költség és fenntarthatóság Gigawattból terawatt nagyságrend Globális hatásvizsgálat
EU PV Platform + EPIA 2010 január Megvalósitási terv 2010-2012-re (Solar Europe Industry Initiative SEII) Célkitűzés: PV EU villamos energia igényben részesedés 2020-ra 12 % 2030-ban 20 % 2050-ben 30 %
EU PV Platform + EPIA 2010 január Megvalósitási terv 2010-2012-re (Solar Europe Industry Initiative SEII)
Magyar PV stratégiai célja a versenyképesség növelése; a hatékonyság növelése; a munkahelyek megtartása, ill. új munkahelyek teremtése; az unikális fejlesztések, specializálódás, prioritások kiemelése.
Javasolt fő fejlesztési irányok technológiai tekintetben - a hatásfok, a stabilitás és az élettartam során termelt energia növelése mellett - : - a fotovillamos eszközök, napelemek és modulok, kiemelten a vékonyréteg technológiák és a gyártásközi mérő- és ellenőrző eljárások fejlesztése; - a kiegészítő rendszer-elemek fejlesztése, kiemelten az épületintegrálást valamint a rendszerelemeket minősítő berendezések fejlesztését.
Javasolt fő fejlesztési irányok társadalmi hatások vonatkozásában - a fotovillamos technológiák szélesebb körű elterjedése és az energiatudatosság növelése céljával - ; - a fotovillamos technológiák alkalmazhatóságának vizsgálata, beleértve a teljes napelemes terméklánc jogi és árszabályozásának, valamint szabványosításának, a piacbővítésnek a kérdéseit; - kommunikációs stratégiák kidolgozása, kiemelten egyes célcsoportok tájékoztatására, oktatására
Javasolt fő fejlesztési irányok A. Fotovillamos technológiai (process) kutatásfejlesztés 1. Fotovillamos elemek, napelemek és modulok: Vékonyréteg technológiák Vékonyréteg technológiai berendezések Gyártásközi mérő és vizsgáló berendezések Feltörekvő- és új technológiák Nanokompozit- és polimer technológiák Koncentrátoros rendszerek
Javasolt fő fejlesztési irányok 2. Kiegészítő rendszer elemek (Balance of System, BoS): Intelligens áramátalakítók és szabályozók Épületintegrálási rendszerek Távmonitorozó rendszerek Minősítő berendezések
Javasolt fő fejlesztési irányok B. A fotovillamos rendszerek elterjesztésének eszközrendszere 1. Alkalmazhatóság Újabb alkalmazások Jogi környezet, szabványosítás Szórt sugárzás térkép 2. Társadalmi hatások kutatása Energiatudatosság, kommunikáció Oktatási és demonstrációs rendszerek
A versenyképességünk feltételei Az oktatási és demonstrációs rendszerek színvonalának azonnali növelése, ideértve a műszaki és természettudományos képzést a megfelelő szintű munkaerő kibocsátásához, és a tájékoztatási projekteket (awareness) is. A nagy hozzáadott értékű fotovillamos K+F kiemelt támogatása; különös tekintettel a vékonyréteg napelemek fejlesztésére
A versenyképességünk feltételei A műszeripari hagyományokra épülő, fotovillamos mérőműszer fejlesztést és gyártás megerősítése A hazai ártámogatási rendszerek (beruházási támogatás és visszavásárlási ár) európai szintre történő emelése, megfelelő törvényi és szabályozási rendszerek életbeléptetésével. Lehetőség szerint kiterjedt hazai fotovillamos K+F hálózat és rá épülő nagykapacitású hazai termelés létrehozása.
Nálunk is süt a nap Köszönet a figyelemért! palfymiklos@solart-system.hu