A napenergia alapjai
Magyarország energia mérlege sötét
Ahonnan származik Forrás: Kardos labor 3
A légkör felső határára és a Föld felszínére érkező sugárzás spektruma Nem csak az a spektrum tud energiát adni amit látunk. Az emberi szem számára a 400-800 nm hulláhosszúság látható 4
Fény Fénynek nevezzük az elektromágneses sugárzásnak egy bizonyos tartományát, amelyből a 400 800 nm hullámhosszúságú az ember számára látható a következő színekben: 400 420 nm ibolya 420 490 nm kék, 490 540 nm zöld, 540 640 nm sárga, 640 800 nm vörös Felette hősugárzás 5
Az egyensúly www.stumpi.hu 6
Direkt és szórt Forrás: Kardos labor 7
Napelemek villamosenergia termelése a villamosenergia-rendszer terhelési görbéje Forrás: www.naplopo.hu 8 Forrás: www.mavir.hu
Napenergia felhasználása Tervezett és megvalósult adatok Dátum Első példa Ker-Ingatlan tény PVGIS kalkulátor Vékonyfilm Monokristály Amorf vékonyfilm Monokristályos kwh/kwp/hó kwh/kwp/hó kwh/kwp/hó Eltérés (%) kwh/kwp/hó Eltérés (%) Január 0,54 0,24 1,25 231% 1,26 526% Február 0,95 0,59 2,00 211% 2,01 341% Március 3,39 2,53 2,96 87% 2,94 116% Április 4,19 3,17 3,96 95% 3,90 123% Május 4,04 3,02 4,47 111% 4,38 145% Június 4,71 3,41 4,67 99% 4,57 134% Július 5,30 3,78 4,95 93% 4,84 128% Augusztus 4,70 3,42 4,40 94% 4,30 126% Szeptember 2,86 2,25 3,68 129% 3,62 161% Október 2,40 2,00 2,63 109% 2,61 130% November 1,29 1,03 1,48 115% 1,48 144% December 0,50 0,28 0,95 190% 0,95 345% Szumma 34,87 25,70 37,40 107% 36,86 143%
350 300 250 200 150 100 50 0 Második példa Tervezett energiatermelés Tényleges energia termelés Január Február Március Április Május Június Július Augusztus Szeptember Október November December
I. Amorf szilícium Napelemek típusai vékonyréteg technológia üveg hordozó alacsony gyártási költségek alacsony hatásfok (4 6 %) egyedi napelemek Pl. DS-40 Névleges feszültsége 40V (pl: DS-40). A kristály felépítéséből adódóan a közvetlen napsugárzást alacsonyabb hatásfokkal alakítja át villamos energiává, viszont a szórt fényt jobban hasznosítja. Ezek a napelem modulok kevésbé érzékenyek a beárnyékolás jelenségére. Hatásfokuk 6-8% közé esik. Élettartamuk minimum 10év! 11
Napelemek típusai II. Polikristályos szilícium speciális öntési eljárás hasáb alakú tömbök szeletelés hosszú élettartam hatásfok (13 15 %) 12
Napelemek típusai III. Egykristályos szilícium egykristály húzás hengerek, szeletelés nagy gyártási energiaigény nagy hatásfok (15 17 %) hosszú élettartam 13
Karakterisztika Napelem feszültség-áram diagrammja Feszültségtengely [V] 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Áramtengely [ma] 14
Karakterisztika Napelem teljesítm ény- terhelőellenállás diagram m ja Teljesítmény [mw] 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Terhelőellenállás [Ω] 15
Fontosabb fogalmak Hatásfok A napelem által kiadható maximális teljesítmény az adott felület fizikai besugárzási teljesítményéhez viszonyítva (ez kb. 6-15%) Kihasználtság Az egy év alatt megtermelt energia a névleges csúcsteljesítménnyel termelt energiához viszonyítva. Ez kb. 12-15%. Rövidzárási áram A napelem által keltett áram rövidre zárt esetben, teljes besugárzás mellett 16
Üresjárási feszültség A napelem által kiadott feszültség, terhelés nélkül, maximális besugárzásnál W p (Watt peak) A napelem maximális teljesítménye, amire a teljes rendszert méretezik 17
Energia felhasználás szerint lehet szigetüzem, vagy szinkron üzem Sziget üzem Szinkron üzem 18
Példák telepített rendszerekre 19
22
Hálózatra csatlakozó rendszer elemei. 24
Napelem 25
Hálózatra szinkronizáló inverter. 26
Ad-vesz mérő 27
Védelmek - tűzvédelemnek megfelelő primer oldali kiszakaszolási lehetőség - villámvédelem, túlfeszültségvédelem - zárlatvédelem - érintésvédelem 28
Szigetüzemű rendszer elemei 29
Napelem 6. 30
Akkumulátor 31
Akku töltésszabályozó. 32
Szabadon futó inverter 33
Védelmek - tűzvédelemnek megfelelő primer oldali kiszakaszolási lehetőség - villámvédelem, túlfeszültségvédelem - zárlatvédelem - érintésvédelem 34
Napelem tényleges műszaki adatai Tracon napelem monokristályos Névleges teljesítmény Névleges feszültség Névleges áram Üresjárati feszültség Rövidzárási áram Hatásfok 245 Wp 30,1 V 8,14 A 38 V 8,61 A 15% Névleges teljesítmény 40 Wp Névleges feszültség 44,8 V Névleges áram 0,8 A Üresjárati feszültség 62,2 V Rövidzárási áram 1,15 A Hatásfok Garancia a modulokra 25 éves teljesítmény-garancia a teljesítmény max. 20 %-os csökkenésére 10 éves teljesítmény-garancia a teljesítmény max. 10 %-os csökkenésére 5 éves termékgarancia A megadott műszaki paraméterek derékszögű, 1000 W/m2 teljesítményű besugárzás esetén érvényesek 25 C-os környezeti hőmérséklet mellett
Köszönöm a figyelmet! 36