Embed Size (px)
Citation preview
NAPENERGIÁS RENDSZEREK TERVEZÉSE
MEE - SZIE - Solart System szakmai rendezvény
Gödöllő, 2012. május 15.
Galambos Erik
Szent István Egyetem, Fizika és Folyamatirányítási Tanszék
Páter K. u. 1., H-2103 Gödöllő
Tel.:+36 28 522055, Email: [email protected]
2/17
Tartalom
Bevezetés, a téma időszerűsége
Fotovillamos energiatermelés
A gyakorlatban alkalmazott PV rendszerek bemutatása
Családi ház energiaellátása PV modulok segítségével
Fotovillamos rendszer méretezése a gyakorlatban
Összefoglalás
3/17
Bevezetés
Magyarországon, a villamosenergia-költségek
drasztikusan, évi mintegy 8,7%-al emelkednek
Megújuló energiák használata
Fotovillamos energiatermelés
Különböző fotovillamos rendszerek alkalmazása
4/17
Az energiaforrások, és a fotovillamos napenergia-hasznosítás kapcsolata
•Nem megújuló energiaforrások
• Fosszilis tüzelőanyagok
• Hasadó anyagok
•Megújuló energiaforrások
• Biomassza
• Geotermikus energia
• Vízenergia
• Szélenergia
• Napenergia
• Passzív napenergia hasznosítás
• Aktív napenergia hasznosítás
• Fototermikus napenergia-hasznosítás
• Fotovillamos napenergia-hasznosítás
5/17
A gyakorlatban alkalmazott PV rendszerek bemutatása
•Autonóm fotovillamos rendszerek
PV generátor
(napelemek)
Tároló akkumulátor
Töltés szabályozó
Inverter Házban kiépített
hálózat
Forrás: Fraunhofer ISE, Freiburg, Németország
Fotovillamos
energiaellátású ház,
USA
6/17
A gyakorlatban alkalmazott PV rendszerek bemutatása
•Hibrid fotovillamos rendszerek
PV generátor
(napelemek)
Belsőégésű motorral,
vagy szélgéppel
hajtott generátor
Töltés szabályozó
Akkumulátor töltő
Akkumulátor Inverter Ház villamos
hálózat
Menedékház napelemes
energiaellátással és
belsőégésű motorral
hajtott generátorral,
Freiburger Huette,
Ausztriai Alpok
Forrás: Fraunhofer ISE, Freiburg, Németország
7/17
A gyakorlatban alkalmazott PV rendszerek bemutatása
•Hálózatra visszatápláló PV rendszerek
Energia
betáplálás
a villamos
hálózatba
Energia
fogyasztás
Villamos hálózat
PV generátor
(napelemek)
Inverter
Ház villamos
hálózat
8/17
A gyakorlatban alkalmazott PV rendszerek bemutatása
•Hálózatra visszatápláló PV rendszerek
Forrás: Fraunhofer ISE, Freiburg, Németország
Családi ház
Kirchzarten, Németország
Központi pályaudvar
Freiburg, Németország
9/17
Családi ház villamosenergia-ellátására kidolgozott PV rendszer
Budapest XVI. Kerület, családi házas környék
Az épület az 1930-as években épült, 2003-ban teljes felújítás
Tető dőlésszöge: 30°
Az épület tájolása: 35°Déli
A tető hasznos mérete (PV modulok befogadására): 61 m2
Jól felszerelt háztartás,
Energia takarékos fogyasztók.
Villamos-energia hálózat adott
1845 kWh/év
Hálózatra kötött PV rendszer
10/17
Családi ház villamosenergia-ellátására kidolgozott PV rendszer
Előzetes számítások
1kWp kapacitású PV rendszer energiahozama jelen
körülmények között 1,06 kWh/év
Fotovillamos modulok: 14 x Kyocera KD135GH-2P
Fotovillamos inverter: 1 x SMA Sunny Boy 2000 HF-30
Telepíteni kívánt fotovillamos mező kapacitása: 1,89 kWp
Éves energiahozam: 1900 kWh
11/17
Gyakorlatban használatos fotovillamos tervezőprogramok
INSEL – Tervezés, megfigyelés, grafikus megjelenítés a fő profilja.
HOMER – Mind a három rendszer tervezése, méretezése
elvégezhető vele, az egyik leginkább használatos program a PV
területén.
PVsyst – Méretezés, szimuláció, és adatelemzésre alkalmas
komplett fotovillamos rendszereknél. A program úgy lett kifejlesztve,
hogy az építészmérnökök, és a gépészmérnökök könnyedén tudják
rendszerbe illeszteni.
PV*SOL – Dinamikus 3D-s szimulációs program, amely az egyes
árnyékolások hatására bekövetkező energiahozam változást
tökéletesen képes szimulálni.
NSOL – Autonóm, hibrid, vagy hálózatra visszatápláló rendszerek
tervezése, méretezése, és szimulációja a fő profilja.
Sunny Design – Az SMA inverter gyártó cég által készített
program, amelye kizárólag hálózatra visszatápláló fotovillamos
rendszerek méretezésére készült, melynél SMA invertert építenek a
rendszerbe.
12/17
Az NSol! 4.4 programcsomag bemutatása
Az NSOL program főképernyője:
13/17
Az NSol! 4.4 programcsomag bemutatása
A rendszert bemutató oldal:
14/17
A programcsomag jellemzői
• Megjelenés éve 2004
• Autonóm, hibrid, vagy hálózatra visszatápláló rendszerek
tervezésére, méretezésére, és szimulációjára képes
• Terjedelmes adatbankkal rendelkezik az egyes
területekhez tartozó besugárzás, és környezeti
hőmérséklet értékekkel. Az adatbankot az NREL
(National Renewable Energy Laboratory – USA Nemzeti
Megújuló Energiák Laboratórium) szolgáltatja.
• Könnyen átlátható, grafikus képet ad a rendszer
működéséről
• Oda kell figyelni, hogy a rendszer alkotóelemei
illeszkedjenek egymáshoz
• Az egyes új rendszeralkotó elemeket manuálisan kell az
adatbankhoz kapcsolni
15/17
Az SMA Sunny Design 2.21 szoftvercsomag bemutatása
A program főképernyője:
16/17
A programcsomag jellemzői
•Megjelenés éve 2012
•A program ingyenesen letölthető, és alkalmazható.
•Az inverter gyártója adott, egyéb gyártó termékeit nem
lehet vele szimulálni.
•Havi rendszerességgel, automatikusan frissíti a program
önmagát új rendszeralkotókkal.
•Felhasználó barát, könnyű használni.
•Figyelmeztet, ha a rendszert alkotó elemek nem illenek
össze
•Tökéletes gyors számítások elvégzéséhez.
•Kizárólag hálózatra visszatápláló rendszerek
méretezésére alkalmas.
•A program csak rendszer méretezésére alkalmas,
szimulációra nem.
17/17
Összefoglalás
Az elmúlt néhány évben a fotovillamos energiahasznosítás
elterjedése Nyugat Európában, és Csehországban
drasztikusan megemelkedett, köszönhetően a nagymértékű
állami támogatásoknak. Magyarországnak szüksége lenne
hasonló támogatási rendszert kialakítani, hogy a megújuló
energiaforrások teret nyerhessenek.
A fotovillamos rendszerek alkotóelemeit gyártó vállalatok arra
kényszerülnek, hogy a piacon saját méretező programmal
jelenjenek meg a nagyobb piaci részesedés reményében.
A jövőben egy áttörés várható a fotovillamos energiatermelés
területén, ugyanis a PV modul előállítási költségek
csökkenése, és a modul hatásfokok növekedése elérnek
majd egy olyan pontra, amikor a megtérülési idő vetekedni
fog a fototermikus rendszerekével.
Köszönöm a megtisztelő figyelmet!
