a napenergia fotovillamos hasznositásatás1310.pdf2020 500 550000 1,98 192500 46046,55 63 81000...

www.solart-system.hu

A napenergia fotovillamos hasznositása

Pálfy MiklósOkleveles VillamosmérnökCímzetes egyetemi docens

Solart-SystemIgazgató

Magyar Napenergia TársaságFotovillamos Szakosztály vezetője

MANAPElnökség tagja

Európai Fotovillamos Technológiai PlatformWG2 Munkacsoport tagja

www.solart-system.hu

Bevezetés

• Sugárzás• Potenciál• Napelemek (mennyiség, ár, költség,

hatásfok, gyártás)• Alkalmazások• Grid paritás

www.solart-system.hu

Sugárzási energia• A Föld légkörén kívül 1353W/m2. Évente

11852,28 kWh/m2

• Magyarországon 1168-1460/1150-1332kWh/m2

• Magyarország területére 1.16*1014 kWh/év. 1250 kWh/m2

• Legnagyobb nemzeti energia kincsünk!• Ez 2900 szorosa az éves villamos- energia

fogyasztásnak.• Egy háztartás éves villamos-energia igénye

= 2 m2-re érkező napenergia

www.solart-system.hu

Sugárzási térkép

www.solart-system.hu

POTENCIÁL

ÖSSZESEN

Vizszintes felület (km

2)

30o

–os felület (km

2)

45o

–os felület (km

2)

60o

–os felület (km

2)

Elvileg beépithető napelem

felület (km2)

Valóságban kedvezően beépithető

napelem felület(km

2)

Beépitési dőlésszög (

o)

Beépithető napelem

teljesitmény (MWp)

Éves villamos energia termelés (10

9kWh)

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

www.solart-system.hu

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.

www.solart-system.hu

Mai helyzet• 2008-ben 5850 MWp PV• Éves növekedés 110%!• 2009-ben 7310 MWp PV• Éves növekedés 22%!• 2010-ben 11860 MWp PV• Éves növekedés 62%!• 2011-ben 27700 MWp PV• Éves növekedés 67%! (EPIA)• 2012-ben 29000 MWp PV Éves

növekedés ~ 5%!

• EU a legnagyobb piac2008-ban 82%, 2009-ben 77% 2010-ben 71% 2011-ben 75% (EPIA), 2012-ben 57%

www.solart-system.hu

Mai helyzet

www.solart-system.hu

Mai helyzet Forrás: solarbuzz

• Asia-Major: Kína, Japán, India, és Ausztrália

• Asia-Emerging: a többi ázsiai ország

• NEA: Közép Kelet és Afrika• LAC: Latin Amerika és a Karib

térség• Western: Európa és Észak

Amerika

www.solart-system.hu

Várható új installációk 2013-2017 között: 230 GWp! Forrás:Solarbuzz

www.solart-system.hu

A 10 legnagyobb napelem gyártó a világon 2012-benForrás:EUROOBSERVER 2013 április

www.solart-system.hu

Az üzembe helyezett napelemes berendezések Európában 2011 és 2012-ben Forrás:EUROOBSERVER 2013 április

www.solart-system.hu

Napelemes berendezések Európában 2012-ben Forrás:EUROOBSERVER 2013 április

www.solart-system.hu

Napelemes berendezések Európában 2011 és 2012-ben Forrás:EUROOBSERVER 2013 április

www.solart-system.hu

Napelemes berendezések energia termelése Európában 2011 és 2012-ben Forrás:EUROOBSERVER 2013 április

www.solart-system.hu

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 ~0,1 €/kWh

www.solart-system.hu

Magyarországi alkalmazások

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013est

off grid (kW) 75 83 90 100 130 180 200 250 300 400 500

on-grid (kW) 25 55 65 150 220 270 450 1500 4000 11600 21000

total (kW) 100 138 155 250 350 450 650 1750 4300 12000 21500

0

5000

10000

15000

20000

25000

kWp

Total PV installed in Hungarysource:

Solart-System

www.solart-system.hu

Különböző teljesítményű c-Si napelemes berendezések költsége 2012 végén Forrás:Solarbuzz

www.solart-system.hu

Fotovillamos energiaátalakítás

www.solart-system.hu

Fotovillamos energiaátalakítás

• Energia átalakítási hatásfok elvben akár 60-70% (Delaware University max: 42,8% ?, Solar junction: 44%, 942x koncentráció)

• Két elektron gerjesztési lehetőség! • Gyakorlatban amorf Si 4-6%, kristályos Si

15-17% (SANYO HIT 19,5 %)

www.solart-system.hu

Napelemgyártás Magyarországon

� 1973. VKI. � 1989. Pannonglas SOLARLAB.� 1990. Solart-System. www.solart-system.hu

� 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)

www.solart-system.hu

Napelemgyártás Magyarországon

Napjainkban néhány új beruházás

� Great Solar, Berttyóujfalu 200 MWp (12,774 MEuro) AlternativEnergia.hu

� Greensolar, Budapest. www.greensolar.hu

� FSD, Budaőrs. www.reenergy.hu

� Jülich GLAS, Székesfehérvár. www.napi.hu/magyar_vallalatok/napelemgyartas_kezdodik_fehervaron.480430.html

� Solar Energy System, Komló. (4,44 MEuro) www.greenfo.hu/hirek/hirek_item.php?hir=27246/

www.solart-system.hu

SANYO

www.solart-system.hu

KORAX

www.solart-system.hu

Heliogrid

www.solart-system.hu

Alkalmazások

• Autonom áramforrások• Hálózatra dolgozó rendszerek• Kváziautonom áramforrások• Közszükségleti cikkek

www.solart-system.hu

AlkalmazásokHálózat független energiaellátás Hálózat kapcsolt rendszer

Fogyasztóialkalmazások

Ipari alkalmazások

Távoli települések Elosztott Centralizált

beltéri szabadtéri

számológépek

villamos mérlegek

órák

villamos műszerek

mobil telefonok

töltő készülékek

szökőkutak

zseblámpák

kerti fények

házszámok

autó szellőztetés

csónakok

telekommunikáció

közlekedési jelek

távközlés

kijelzők

navigációs fények

katódos védelem

táv felügyelet

villamos világítók

háztartásiszolár rendszerek

falu energiaellátása

akkumulátor töltés

víztisztítás

öntözés

utcai világításhegyi

éttermek/hotelek

oltóanyag hűtés

iskolák

magántetők

oktatás/iskolák

homlokzatbaintegrálás

közüzemienergiaellátó

osztatlanközös tulajdon

hangterelőkorlát

www.solart-system.hu

Hálózatkiépités vagy napelemes áramforrás

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

[m]

[kWh/év]

NAPELEMES ÁRAMFORRÁS OLCSÓBB

HÁLÓZATKIÉPÍTÉS OLCSÓBB

www.solart-system.hu

Napelemes áramforrás egyenáramú fogyasztóknak (forrás:Soltrain)

akkumulátor

feszültségszabályozó

Napelemek

töltésszabályzó

Fogyasztó

www.solart-system.hu

Napelemes áramforrás váltakozóáramú fogyasztóknak (forrás:Soltrain)

akkumulátor

inverternapelem

töltésszabályzó

házbanlévő hálózat

www.solart-system.hu

Napelemes áramforrás egyenáramú fogyasztóknak kisegitő generátorral (forrás:Soltrain)

feszültségszabályozó

Egyenáramú fogyasztó

töltésszabályozó

akkumulátor

Napelem

kisegítőgenerátor

www.solart-system.hu

Napelemes hibrid rendszer (forrás:Soltrain)

Váltakozóáramúfogyasztók

töltésszabályozó Egyenáramú fogyasztó

motorgenerátor

szélturbina

napelem

akkumulátor töltő

akkumulátor inverter

akkumulátor töltő

www.solart-system.hu

Szoláris hányad - tervezés (forrás:Soltrain)

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Telepített PV csúcs-teljesítmény [kW]

0

20

40

60

80

100

Szo

láris

hán

yad

[%]

www.solart-system.hu

Töltésszabályozó (forrás:Soltrain)

akkumulátor

feszültségszabályozó

Napelemek

töltésszabályzó

Fogyasztó

www.solart-system.hu

Az első hazai napelemes áramforrás 1975-ben

www.solart-system.hu

0,5/1,4 kW-os kombinált napelemes-szélgenerátoros autonóm áramforrás

www.solart-system.hu

Napelemes hálózatra kapcsolt rendszer (forrás:Soltrain)

DC főkapcsoló

inverter

hálózat

Napelemcsatlakozó doboz

www.solart-system.hu

Napelemes hálózatra kapcsolt rendszer (forrás:Soltrain)

www.solart-system.hu

Követelmények a hálózatra dolgozó inverterrel szemben (forrás:Soltrain)

Technikai követelmények

• Nagy hatásfok• Egyszerű rendszer

monitorozás

Gazdasági követelmények

• Alacsony ár• Nagy megbízhatóság

• MPP megkeresése és követése• Hálózati interferencia

minimalizálása• Hozzáférés a működési

adatokhoz• Egyszerű technikai megoldás• Nagy terhelhetőségű eszköz

L

N

inverterFotovillamos generátor Elektromos hálózat

www.solart-system.hu

Egy hálózatra dolgozó inverterhatásfokgörbéje (forrás:Soltrain)

hatá

sfok

[%]

Normalizált kimen ő teljesítmény (Pac/Pac névl.) [%]

www.solart-system.hu

1,35 kWp kváziautonóm napelemes áramforrás

www.solart-system.hu

10 kWp lapostetőre szereltnapelemes áramforrás

www.solart-system.hu

10 kWp autópálya parkolóban elhelyezett napelemes áramforrás

www.solart-system.hu

5 kWp homlokzatra szerelt napelemes áramforrás Sátoraljaujhelyen

www.solart-system.hu

20 kWp tetőre szerelt napelemes rendszer Budapesten

www.solart-system.hu 46

20,16 kWp tetőre szerelt napelemes rendszer Budapesten

www.solart-system.hu

3x7 kWp napkövetőre szerelt napelemes rendszer Gyálon

www.solart-system.hu

50 kWp állványzatra szerelt napelemes áramforrás

www.solart-system.hu

100 kWp tetőre szerelt napelemes áramforrás (2009)

www.solart-system.hu 50

403,1 kWp szabad földre telepitett napkövetős napelemes áramforrás(Újszilvás 2011 okt.)

www.solart-system.hu

Napelemek elhelyezése épületeken (forrás:Soltrain)

above sloped roof(stand-off)

in slopedroof

on flat roof,tilted

in front of facade

in facade saw-toothed roof

on flat roof, layed

awning

mounting options

www.solart-system.hu

Napelemes homlokzat

www.solart-system.hu

Napelemes homlokzat (forrás:Soltrain)

www.solart-system.hu

Napelemes homlokzat (forrás:Soltrain)

www.solart-system.hu

Napelemes homlokzat

www.solart-system.hu

Napelemes bevilágitó (forrás:Soltrain)

www.solart-system.hu

Napelemes homlokzat (forrás:Soltrain)

www.solart-system.hu

Napelemek tetőbe integrálása (forrás:Soltrain)

Mounting profiles for regular modules PV roof tiles

combined PV/solar thermal systems

www.solart-system.hu

Napelemek tetőbe integrálása (forrás:Soltrain)

www.solart-system.hu

Napelemek tetőbe integrálása (forrás:Soltrain)

www.solart-system.hu

Napelemek tetőbe integrálása (forrás:Soltrain)

www.solart-system.hu

Napelemek lapostetőn (forrás:Soltrain)

www.solart-system.hu

Napelemek lapostetőn (forrás:Soltrain)

www.solart-system.hu

Napelemek lapostetőn (forrás:Soltrain)

www.solart-system.hu

PV alkalmazások várható alakulása Európában a NREAP szerint

www.solart-system.hu

PV alkalmazások várható alakulása Európában a NREAP szerint

www.solart-system.hu

PV alkalmazások várható alakulása Európában 2020-ig

www.solart-system.hu

PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon NREAP szerint

www.solart-system.hu

PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon NREAP szerint

www.solart-system.hu

PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon

According to PV experts According to NREAP (2010)

Year MWp MWh PJ CO2 emission Gas subtitution MWp MWh PJ CO2 emission Gas subtitution

substitution/ton/ /1000m3/ substitution/ton/ /1000m3/

2009 0,65 715 0,002574 250,25 59,860515 0 0 0 0 0

2010 1,75 1925 0,00693 673,75 161,162925 0 2000 0,0072 700 167,442

2011 4,3 4730 0,017028 1655,5 396,00033 2 5000 0,018 1750 418,605

2012 12 13200 0,04752 4620 1105,1172 6 9000 0,0324 3150 753,489

2013 21 23100 0,08316 8085 1933,9551 9 14000 0,0504 4900 1172,094

2014 40 44000 0,1584 15400 3683,724 14 20000 0,072 7000 1674,42

2015 80 88000 0,3168 30800 7367,448 19 26000 0,0936 9100 2176,746

2016 140 154000 0,5544 53900 12893,034 25 33000 0,1188 11550 2762,793

2017 200 220000 0,792 77000 18418,62 32 42000 0,1512 14700 3516,282

2018 300 330000 1,188 115500 27627,93 41 54000 0,1944 18900 4520,934

2019 400 440000 1,584 154000 36837,24 52 67000 0,2412 23450 5609,307

2020 500 550000 1,98 192500 46046,55 63 81000 0,2916 28350 6781,401

2009-2020 sum.: 1869670 6,730812 654384,5 156530,6421 353000 1,2708 123550 29553,513

2030 1800 1980000 7,128 693000 165767,58

2050 6000 6600000 23,76 2310000 552558,6

www.solart-system.hu

PV alkalmazások várható alakulása Magyarországon 2020-ig

www.solart-system.hu

EU PV Stratégiai Programja (SRA)

www.solart-system.hu

EU PV Stratégiai Programja (SRA)

www.solart-system.hu

Nálunk is süt a nap

Köszönet a figyelemért!palfymiklos@solart-system.hu