A napelemes - fotovillamos rendszerekről A fotovillamos (PV) rendszerek a napsugárzást alakítják át közvetlenül környezetbarát elektromos energiává. Az energia termelő rendszer általában az áramszolgáltatói (Hálózati Engedélyes =ELMŰ/EON/DÉMÁSZ) közcélú hálózattal párhuzamosan üzemel. Különleges igények esetében megoldható az ún. sziget üzemű rendszer kialakítása, ahol az energia tárolása akkumulátorokkal valósul meg. A hálózati üzem azt jelenti, hogy amennyiben a rendszer többlet energiát termel, azt a hálózatra tápláljuk vissza melynek mérését egy AD_VESZ típusú fogyasztásmérő végzi. A Hálózati Engedélyes, a szerződésnek megfelelően maximum 5,0 kwp beépített teljesítményig (háztartási méretű kiserőmű-hmke) éves, szaldós elszámolási mérést alkalmaz. Az 5,0 kwp feletti rendszerekben a 'zöldenergia' átvételi ára egyedi elbírálás szerint történik. Egy ilyen HMKE fotovillamos rendszer könnyen telepíthető akár utólag is - a háztetőre és csatlakoztatható a meglévő elektromos rendszerhez. A fotovillamos energiatermelő rendszer akár az épület tetősíkjában a tetőre, akár a földön, állványra is szerelhető. Ideális telepítés a déli tájolású, 20-40 fokos dőlésszögű, árnyékolásmentes, tetősík vagy terep. Ideális az osztatlan cserép ill. palatető, de a modern, két munkapontos (MPPT) inverterekkel eltérő tájolású rendszer telepítés kialakítás is lehetővé válik. #1 Fotovillamos generátor (napelem modul, fűzér) A rendszer központi eleme maga a napelem modul, amiből a legelterjedtebbek a polikristályos, és a monokristályos technológia szerint gyártott egységek. A napelemek teljesítménye és mérete a felhasználástól függően változhat, ezek kiválasztása a rendszer tervezése során dől el. Nagyon fontos, hogy a napelemeket árnyékmentes helyre telepítsük, megfelelő irányban és dőlésszögben, hogy biztosítani tudjuk az optimális működést. Polikristályos napelem 1 PV napelem fűzér csatlakozása (UV álló védőcső) Napelem modulokra vonatkozó követelmények: - A napelem modul általában meg kell feleljen az IEC 61730 szabvány előírásainak - A kristályos modulok esetén továbbá az IEC 61215 szabvány előírásainak is - A fenti szabványoknak való megfelelés igazolására, a forgalmazott termékek akkreditált tanúsító intézet által kiállított tanúsítvánnyal rendelkeznek
#2 Fotovillamos energia átalakító (inverter) A rendszer további nélkülözhetetlen tartozéka az inverter, ami a napelemek feszültségét és áramát alakítja át hálózati feszültséggé és árammá. Az inverterek esetében lényeges a jó hatásfok, és a veszteség minimalizálása. Az általunk forgalmazott termékek mindezeket garantálják. Fronius inverterek ABB inverterek Minden forgalmazott inverter rendelkezik telepítési engedéllyel Magyarország minden régiójában. MPPT - jelentése Maximum PowerPoint Tracking azaz a maximális munkapont követési funkció. Ez, az inverter szoftvere által vezérelt, hardverbe épített tulajdonság, mely a csatlakoztatott PV modulok által előállított feszültség függvényében az inverter elektronikáját automatikusan vezérli, az optimális működési munkapontra állás érdekében. #3 Fotovillamos rendszer statikai elemei(tartószerkezetek) A napelemes rendszer fontos kiégészítői a tartószerkezet és a kábelezés. A rozsdamentes acélból és alumíniumból készült fém váz rendkívül stabil, hosszútávon időjárásálló rögzítésről gondoskodik. Az UV sugárzásnak ellenálló rézkábel biztosítja az optimális kapcsolatot a napelem és az inverter között. #4 Fotovillamos rendszer kábelezése(dc 1000V kábelek és csatlakozók) Az UV sugárzásnak ellenálló speciális rézkábel biztosítja az optimális kapcsolatot a napelemekből összeállított füzérek és az inverter között. Minden szabványos keresztmetszet elérhető a 4,00mm2 mérettől. A további mechanikus védelem érdekében javasolt a DC kábelezést védőcsőbe fektetni. Az - FXPS típusú gégecső fekete, UV álló, nagy terhelhetőségű műanyag,16, 20, 25, 32mm-es méretekben szállítható. A víz tömör csatlakozásokat HGL ill. SGL csavaros kötőelemekkel lehet biztosítani. Csak kettős szigetelésű kábelek alkalmazása megengedett az 1000V DC feszültségű rendszereknél. 2
Egy megbízhatóan működő PV fotovillamos rendszer kulcsfontosságú elemei a szolár kábelek csatlakozói. A forgalmazott típusok között van a Weidmüller és Tyco cégek termékei, melyek rendelkeznek a DIN EN 50521 szabványban előírt minősítéssel. A rendszer csatlakozók családjából a lengő ház-"female" és a lengő ház-"male", valamint az elosztó ház-"female" és elosztó ház-"male" kialakítású WM4 szabvány szerint alkalmazható a 4,0mm2 ill. a 6,0mm2 kábelekhez. #5. Fotovillamos rendszer elosztói (túlfeszültség és zárlati védelmekkel, valamint galvanikus leválasztással) Ezekben a DC elosztókban kap helyet el a fűzérenkénti DC visszáram védelem, egy-egy DC kismegszakítóval ill. az 1000V DC hálózatra minősített DC olvadó biztosítós szakaszoló elemekkel DC feszültségre hitelesített hengeres betéttel. Ide kerül a PV hálózatokra rendszeresített túlfeszültség védelmi egység is. Ez a speciális varisztoros és szikraköz kombinácíóból álló elem bekötése úgy a pozitív mint a negatív ágba kötelező. Az MSZ HD 60947 és IEC 60364-7-712szabványok előírásainak megfelelően biztosítani kell a tűzvédelmi és munkavédelmi lekapcsolást minden DC hálózaton, amit a tetősíkon kell kialakítani (SolSafety elem).esetenként a DC oldali tűzvédelmi lekapcsolás és a monitoring rendszer elemeit is ide telepítik. #6. Fotovillamos rendszer AC kábelezése Az AC oldalon telepített kábelek legalább 70 C maximum hőmérsékleti határra alkalmasak (állandó üzem). A beépített AC oldali kábelek minimális határfeszültsége 750 V. A kitáplálási rendszer általában L1,N, PE vagy L1,L2,L3, N és PE vezetők. A rendszer minden pontján a megengedett feszültségesést 1% alatt kell tartani az energia termelési belső veszteségek csökkentése érdekében. Egyes inverterek AC oldali kábelezésére a gyártó árnyékolt kábeleket javasol, ezeknél az árnyékolást az inverter PE kapcsaira kell kötni. Az AC kábeleket, hagyományosan kábeltálcákra ill. fali kábelcsatornákba kell telepíteni. #7. Tervezés, kivitelezés Az épületvillamosságban, azon belül is a megújuló energia termelési beruházások területén nagyon fontos a megfelelő minőségű kivitelezői teljesítés, mert egy rosszul sikerült PV-rendszer hosszú távra fejti ki negatív műszaki és pénzügyi hatását. Általában egy ilyen rendszert kb. 30 év üzemidőre kell tervezni! Hamis ígéretek, etikátlan reklámok, hibás, minden szakmai ismeretet mellőző kivitelezési megoldások azok, amelyek megkeseríthetik a megújuló energiát hasznosító berendezésektől biztonságos és gazdaságos üzemvitelt váró és arra nagyon komoly összegeket áldozó beruházók életét. Mindennek alapja a teljes körű, számos területre kiterjedő tervezés és a szakszerű kivitelezési dokumentáció. A PV-rendszer kivitelezéséhez műszaki ütemtervet kell készíteni. Ebben a műszaki ütemtervben a kivitelezés előrehaladásának, az egyes munkafázisoknak, illetve az utóbbiak időigényének egyértelműen nyomon követhetőnek kell lennie, ennek megfelelően a műszaki ütemtervet munkanemenkénti részletezettséggel, az egyes munkafolyamatok kezdési és befejezési határidejének megadásával, heti bontásban kell elkészíteni. Az ütemterven feltüntetendő a szerződéskötés, a készre jelentés, a próbaüzem és a műszaki átadás-átvétel megkezdésének időpontja is. Az ütemterv a minőségi munka garanciája, a folyamatosan dokumentált részletek és a szakmai ellenőrzés alapfeltétele. A kész PV-rendszerhez megfelelő átadási dokumentáció tartozik 3
Fotovillamos energia termelő rendszer (max. 5kWp) - családi házak számára A családi házak számára telepíthető fotovillamos rendszerek (HMKE-háztartási kiserőmű) jellemzője a korlátozott PV modul darabszám és az 1-2 fűzéres kialakítás. A felhasználó célja villamos energiafogyasztásának részbeni/teljes kiváltása megújuló energiaforrás (szolár) felhasználásával működő termelő berendezéssel, illetve az elszámolási időszakban keletkező többlettermelés értékesítése. A termelő berendezés szabványos villámvédelemmel rendelkező építményen kerül kialakításra. Az alábbi egységek alkotják a PVenergia termelő rendszert Statikai tartószerkezet a tetőn PV modulok (monokristályos/polikristályos DC kábelezés és DC csatlakozási elemek (1000V DC) DC oldali csatlakozó/elosztó doboz mely tartalmazza a: - zárlati visszáramok elleni védelmeket - DC kisautomaták vagy biztosítós terhelés szakaszolók - túlfeszültség elleni védelmek DC Y kapcsolású kérpólus varisztoros védelmi egységek - galvanikus leválasztást fűzérenként DC leválasztó tokozott az inverter előtt IEC EN 60947-3 - monitoring elemek (opcióként) Transzformátoros és transzformátor nélküli DC /AC átalakítók (INVERTEREK 1f ill. 3f) AC oldali csatlakozó/elosztó doboz mely tartalmazza a: - galvanikus leválasztást AC leválasztó (tokozott) az inverter után IEC EN 60947-3 - zárlatvédelmeket - AC kisautomaták vagy biztosítós terhelés szakaszolók - túlfeszültség elleni védelmek AC varisztor ill. szikraköz védelmi egységek Táplált fogyasztók kapcsolási/védelmi elemei, túlfeszültség korlátozó egységek Fogyasztásmérő egységek / Ad-Vesz mérés a Hálózati engedélyes telepítésében Fogyasztói csatlakozási pont elemei (termelői csatlakozás, túláram és zárlatvédelem Földelőkapocs, és EPH csatlakozási elemek Villámvédelmi elemek 4
Többsíkú telepítési rendszer kialakítása esetén, tájolásonként külön invertereket kell tervezni, vagy olyan invertereket, melyek több munkapont beállítását teszik lehetővé (Többszörös MPPT bemenet) Darvas István VASTHERM BT Épületintelligencia témacsoport Cím: 1104 Budapest, Mádi u. 52. Mobil: +36/20/250-3100 E-mail: darvas.istvan@mile-kft.hu Cím: 9970 Szentgotthárd, Kossuth Lajos út 47 Vörös Péter Mobil: +36 30 303 5475 E-mail: vastherm@vastherm.hu 5