Így hasznosíthatjuk a napenergiát otthonunkban - Napelemes és napkollektoros rendszerek

A többség számára manapság már nyilvánvaló, hogy a napelemek a napsugárzást elektromos energiává alakító eszközök. Sokan azonban még mindig összetévesztik ezeket a fotovoltaikus rendszereket tévesztik a napkollektorokkal, pedig működésük és hasznosításuk is jelentősen eltérő. Bár mind a napelem, mind a napkollektor napenergiát alakít át, a napelem elektromos-, a napkollektor pedig hőenergia hasznosítás célját szolgálja.

• Napelemes rendszerek: napfényből elektromos áram
• Villamos hálózatra kapcsolt napelemek
• Elhelyezés, helyigény, karbantartás
• Ha a tetőn nincs elég hely
• Miért érdemes visszatápláló rendszerben gondolkodni?
• Mire figyeljünk, ha árajánlatot kérünk?
• Napkollektoros rendszerek - A Nap nem küld számlát!
• Szolár folyadék helyett tiszta víz
• Az AQUA PLASMA napkollektor
• WOLF napkollektorok

Napelemes rendszerek: napfényből elektromos áram

A napelem kétféle félvezetőből áll. A Napból érkező fotonok, mint apró részecskék a napelem anyagába hatolva a töltéseket szétválasztják, az anyagból kiütött elektronok pedig elektromos áramként hasznosíthatók. A napelem anyaga kristályos szerkezetű, amely egyenletes belső térelrendezést mutat. Jellemzően szilícium alapanyagot használnak a gyártáshoz, ami bonyolult technológiai láncolatok folyamata végén válik használható végtermékké.

Ebből sajnos mi magyarok is jócskán kivesszük a részünket, hiszen minden évben fejenként átlagosan 5,7 tonna szénlábnyomot hagyunk magunk után. Ez ugyan messze elmarad az USA extrém magas 20 tonna vagy a teljes Európai Unió 7,19 tonna CO2-kibocsátásától, de jóval több, mint jóval iparosodottabb, hasonló lélekszámú, de környezettudatos Svédország 5,37 tonna egy lakosra vetített éves szén-dioxid-kibocsátása és alig marad el az ipari nagyhatalomnak számító Franciaország 6,8 tonnás szénlábnyomától. Mivel a globális hőmérsékletemelkedés 2°C alatt tartásához fejenként 2 tonnára kell csökkentenünk karbonlábnyomunkat, könnyen belátható, hogy nekünk, magyaroknak is bőven van tennivalónk ezen a téren.

A kristályos napelemek monokristályos vagy polikristályos napelemek lehetnek. A monokristályos napelemek előállítása költségesebb, hatásfokuk azonban közel 10 %-kal magasabb. A polikristályos napelemeknél valamivel egyszerűbb, így olcsóbb előállítási technológia áll rendelkezésre. Hatásfokuk közel megegyező az egykristályos napelemekével, bár felületük valamivel nagyobb az egyazon teljesítményre vetítve.

A gyártók a napelemek árát a teljesítményre vonatkoztatva adják meg. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a vásárló számára mindegy, milyen technológiával készült napelemet vásárol meg. A napelemek jellemzésére használt mértékegység a "kiloWatt pick" - kWp. Ez standard mérési körülmények között (1000 W/m² besugárzott energia és 25°C panelhőmérséklet) a maximális leadott teljesítménye egy napelemes panelnek vagy erőműnek. Ezredrésze a "Watt pick" - Wp.

Villamos hálózatra kapcsolt napelemek

A napelemek által előállított villamosenergia felhasználása történhet azonnal is, ha állandó fogyasztókat üzemeltetünk. Amennyiben a fogyasztás időszaka nem esik egybe a napsütéses időszakkal, vagy kevesebb a felhasználási igény az előállított energiánál, akkor a közcélú hálózatra is visszatermelhetjük az energiát.

Mindkét említett esetben olyan energiaátalakító eszköz (inverter) rendszerbe állítása szükséges, amely a hálózattal való együttműködésre képes, így hasonló minőségű villamos áramot szolgáltat, mint a vezetékes ellátást biztosító közszolgáltató. Az inverter hálózatra csatlakoztatásához a szolgáltató engedélye szükséges. A csatlakoztatás után a termelt elektromos energiát a közösségi hálózatra feltápláljuk, majd amikor fogyasztunk, visszavesszük. Azaz energiatárolási célra nem akkumulátorokat, hanem a nyilvános hálózatot használjuk fel.

Elhelyezés, helyigény, karbantartás

A napelem fényt alakít elektromos árammá. Fontos a megfelelő elhelyezés, de az építési adottságok miatt csak ritkán telepítünk pontosan déli tájolású, 38 fokos hajlásszögű tetőre napelemet. Az általános, ma megszokott polikristályos és monokristályos napelem általában kb. 100 cm x 160 cm-es méretű és 230 Wp körüli teljesítménnyel bír. Egy átlagos családi ház 10-15 táblás, 2300-3500 W-os rendszert igényel, ami 16-25 m² területet kíván. Az egy körön lévő napelemeket azonos tájolásban és hajlásszögben kell elhelyezni. Ettől eltérni csak több körös, vagy egy második inverterrel célszerű. A 3kW-os inverterek között már léteznek több körösek, így akár az sem okozhat gondot, hogy a rendszer fele pl. déli tájolású, a másik fele keleti, vagy nyugati oldalra kerül.

A napelemeket nem árnyékolhatja semmi! Érdemes a paneleket tisztán tartani, mert a pormentes napelem több tíz kWh-val többet termel évente, mint amelyik elhanyagolt. A porosodás 25 fokos hajlásszög alatt jelenthet problémát, mert az alatt már nehezen képes öntisztulni a tábla. Fontos szempont, hogy az invertert olyan helyre telepítsük, ahol akár naponta, de legalább hetente látjuk. Legalább egy pillantást vessünk rá és érzékeljük, hogy működik. A működési állapotra, esetleges hibákra a ledek villogása messziről felhívja a figyelmünket. Egyéb teendő nincs, az odafigyelésen kívül, külön karbantartást nem igényel a rendszer.

Ha a tetőn nincs elég hely

Az esztétikus elhelyezés a tetők tagoltsága, ablakok, kémények és meglévő napkollektorok miatt nem mindig lehetséges. Ilyen esetben telepíthetjük a napelemeket szaletlire, gépkocsibeállóra, bármilyen kerti építményre, vagy földre épített konzolra. Ezek nagy előnye, hogy optimálisan tájolhatók és akár a hajlásszög is változtatható. Változtatható hajlásszög esetén 20 %-os, napkövető alépítménnyel akár 30 %-os többletet is termelhetünk, ez utóbbinak azonban jelentős részét felemészti annak működtetése. Amennyiben éppen tetőfedésen gondolkodik, érdemes átgondolni a napelemek tetőfedő anyagként való alkalmazását is.

Miért érdemes visszatápláló rendszerben gondolkodni?

• A naperőmű környezetszennyezés nélkül állítja elő az elektromos energiát.
• Egy átlagos, 2-3kW-os rendszerrel évi 2-3 tonna szén-dioxiddal kerül kevesebb a légkörbe.
• A napelem egész évben, tehát télen is termeli az áramot.
• Nincs szükség akkumulátorokra.
• Nincs több fizetni való villanyszámla és az áramdíjemelés sem érint többé.
• Villanyautó vásárlása esetén ingyen közlekedhetünk.
• Egyszerűen telepíthető, nem kell átalakítani a ház elektromos hálózatát.
• Hosszú az élettartama, amit 25-30 éves garanciákkal igazolnak.
• Egyszeri befektetéssel fedezni tudjuk legalább 30 év energiaszükségletét.
• A napelemes rendszer nem igényel karbantartást, mert nem tartalmaz mozgó alkatrészeket.
• Innovatív megoldás, így nagyban növeli az ingatlan értékét és csökkenti rezsiköltségét, ami eladásnál is komoly előnyt jelenthet.
• Kiváló ajándék lehet, amivel havi szinten támogathatjuk hozzátartozóink jövőjét.
• Ez egy hosszútávra tervezhető beruházás, de mindenképp kifizetődő. Gyakorlatilag a villanyszámla azonnal 0-Ft és az utóbbi években tapasztalható napelem árcsökkenéseknek köszönhetően a megtérülési idő lecsökkent. Az áram előállítása egyre nagyobb arányban megújulóból történik, ami drasztikusan emeli az áramdíj költségeket, így sokkal nagyobb emelésekre számíthatunk, mint az elmúlt 10 évben. 2002-ben 22Ft + 12% Áfa volt az áramdíj. Még nem tudjuk, de azért sejtjük, hogy a villanyautózás térhódításának köszönhetően, jóval hamarabb megtérülhet egy ilyen beruházás.

Mire figyeljünk, ha árajánlatot kérünk?

• A "csomagból" sok kereskedő és kivitelező kifelejti az AC oldali túlfeszültség levezetőket.
• A DC oldali levezetőt bizonyos szolgáltatók nem is kérik, ezért rendszerint ez is kimarad a csomagárból. Ezt javasoljuk minden esetben beépíttetni, mivel ez védi meg a napelemeinket és az inverterünket a túlfeszültség végzetes hatásaitól.
• Válasszunk minőségi napelemet! Nagy különbségek vannak az árban, de a teljesítményben is. A garanciát sem mindegy, hogy ki, és milyen háttérrel rendelkező cég adja.
• Magyarországon egy 1000 Wp-es napelemes rendszer 1150-1300 kWh energiát termel évente, 1500 kWh-hoz közelítő teljesítmény például Spanyolország déli részén reális.
• Különösen figyelni kell a tartószerkezetre! Sokat lehet spórolni azon, ha rozsdamentes anyagok helyett horganyzott csavarokat, tartókat, profilokat használnak fel. Különben ezek élettartama jóval kevesebb lesz, mint a napelemeké. A korróziós folyamatok miatt károsodhat a napelem és a tetőfedő anyag. Kérjünk minden esetben anyagában rozsdamentes tartószerkezetet!
• A kábel megfelelő keresztmetszete is rendkívül fontos. Egy alulméretezett vezeték teljesítménycsökkenést, szélsőséges esetben akár tüzet is okozhat.
• Végezetül, ha minden beépítendő anyag jó minőségű - és tartalmazza is az ajánlat, amire valóban szükség van -, akkor sem mindegy, hogy ki és milyen minőségben telepíti a rendszert. Egy ekkora beruházásnál nem feltétlenül a legolcsóbb vállalkozót kell megtalálni. Inkább azt mérlegeljük, hogy kire bízzuk szívesen az adott esetben többmilliós rendszer szakszerű kiépítését. Ne feledjük, hogy legalább 30 évre tervezünk!

Napkollektoros rendszerek - A Nap nem küld számlát!

A napelemek elektromos áramot, a napkollektoros rendszerek hőt állítanak elő, függetlenül az energiaárak alakulásától. A napkollektoros rendszerek magas havi számla nélkül szállítják az otthonunk számára szükséges energiát. Mindig felmerül a kérdés, hogyan fogunk a jövőben energiához jutni? Egy biztos, a termikus szolárrendszerek az első lépések egyikét jelenthetik a gáztól, vagy a kőolajtól való függetlenné váláshoz.

Szolár folyadék helyett tiszta víz

A Paradigma napkollektorai szolár-folyadékként tiszta vizet használnak, ami szükségtelenné teszi a veszteséget okozó hőcserélőt a szolár- és a fűtési rendszer között. Ennek a megoldásnak köszönhetően gyorsan és egyszerűen csatlakoztathatók minden meglévő fűtési rendszerhez, gyakran a már meglévő tárolót sem kell lecserélni, és a rendszer is könnyen bővíthető a későbbiekben.

Egyedülálló megoldás a napkollektoros rendszerek között: az AquaSystem rendszereknél elhagyott glikol-víz keverék elhagyhatóvá teszi a veszteséget okozó szétválasztást a napkollektoros és a fűtési rendszer között.

Az AQUA PLASMA napkollektor

Az AQUA PLASMA vákuumcsöves napkollektor a piacon kapható legmagasabb hozammal, a legmagasabb rendszerhőmérséklet mellett dolgozó kollektor. Ideális akár szolár fűtésre, akár egyszerű használati melegvíz termelésre. A kiemelkedően magas értékeket az Európa szerte egységes "Solar Keymark" eljárás során a TÜV Rheinland tanúsította. Ezek a kollektorok akkor is képesek jelentős mennyiségű energiát szállítani, amikor a legnagyobb szükség van rá: az átmeneti időszakokban, felhős égbolt mellett, így akár télen is.

WOLF napkollektorok

TopSon és Comfort sorozat:

• kiemelkedő napenergia hasznosítás
• mélyhúzott, időjárásálló alumínium tartótálca
• 60 mm vastag kőzetgyapot hőszigetelés
• az F3-1 típusoknál kiegészítő oldalsó hőszigetelés
• szelektív bevonatú hőelnyelő felület, speciális hőfelvevő csővezeték kialakítás
• (F3-1 esetén kígyóvonalas, a CFK-1-nél hárfás elrendezés)
• egyenletes áramlás, optimális hőátadás
• a kollektorok mozgáskiegyenlítő kompenzátorokkal kapcsolódnak egymáshoz
• 3,2 mm vastag edzett, ütésálló, biztonsági üveg (a CFK-nál 3 mm-es)
• egy darabból álló EPDM szigetelés az üveg és a tálca között
• 5 db kollektorig egyoldali bekötés
• komplett szerelési-telepítési készletek.

Közreműködő szakértő: Herczku Attila