Napelemek a tetőn

A fény az élet egyik nélkülözhetetlen alapeleme. Fény csak ott keletkezik, ahol energia szabadul fel, így az is garantált, hogy ez nemcsak fényjelenség, hanem energiasugárzás formájában is megmutatkozik. Így van ez a nap esetében is. A napfény nagyon komoly energiaforrás. Az okos energiagazdálkodás napról napra fontosabb, hisz az egy főre vetített energiafelhasználásunk folyamatosan növekszik, de az energiaárak nem csökkennek. Emellett érdemes megjegyezni, hogy a fénynél természetesebb energiaforrás talán nem is létezik. Adott hát a kérdés, érdemes-e, és ha igen, tudunk-e napenergiában, mint kiegészítő energiaforrásban gondolkodni.

Mit érdemes számba vennünk a tervezés előtt?

A legtöbben azonnal azt szeretnék tudni, hogy mekkora megtakarítással és milyen megtérüléssel lehet számolni a napelemek telepítése után. Nos, a kérdés nem olyan egyszerű, hiszen egyszerre több tényező is befolyásolja a napelemek működésének hatékonyságát. Az, hogy a tető melyik égtáj irányába néz, vagy az, hogy a szomszédos épületek, fák részben vagy egészben leárnyékolják-e az egyébként napfényes oldalra néző tetőfelületet, jelentősen ronthatja a hatékonyságot. Kisebb hatékonyság esetén nagyobb napelemmennyiség képes megtermelni ugyanazt az áramot, így a bekerülési költségek is növekednek.
Ma még azonban a gyors megtérülésnek az áll az útjába, hogy nagy mennyiségben nem éri meg visszatermelnünk a közhálózatba.

Épp ezért nagyon fontos, hogy mielőtt napelemtelepítésbe kezdenénk, tudnunk kell, mekkora az aktuális fogyasztásunk, és mekkora lesz a telepítés utáni tervezett fogyasztásuk. Erre a tervezett fogyasztásra érdemes optimalizálni a teljes napelemrendszerünk teljesítményét.

Hova, milyen tetőre, miként szereltethetünk napelemet?

A rendszer működése akkor a leghatékonyabb, ha a napfény a merőlegeshez legközelebb álló szögben éri a panelt. Mivel a nap beesési szöge télen és nyáron különbözik (télen laposabb a szög), ezzel is mindenképp számolni kell. Így a panelek legideálisabb hajlásszöge 30° és 40° közé esik. Ha egy átlagos magyar magastetőt veszünk példának, inkább 40-50°-os hajlásszöggel találkozhatunk. A napelem szempontjából az a jó, ha a tető lehetőleg déli tájolású, tagolatlan, és megfelelően erős tartószerkezettel, szarufákkal rendelkezik. A paneleket tartó szerkezet stabilitása szempontjából az utóbbi a legfontosabb, míg a tájolás déli iránytól való eltérése a hatékonyság csökkenéséhez vezet. Ez a kristályos paneleknél DK/K-i és DNy/Ny-i tájolás esetén kb. 20% veszteség körül alakul, míg a vékonyrétegű panelek esetén kb. 10-15%-os, azaz az utóbbinál kisebb veszteséggel jár. De mit is takar ez a két típuselnevezés?

A ma ismert napelemek két nagyobb csoportba sorolhatók, melyek vagy kristályosak, vagy pedig vékonyrétegűek. Míg hazánkban a kristályos panelek az elterjedtebbek, addig a forróbb éghajlatokon a vékonyrétegűek a népszerűbbek. Ez annak is köszönhető, hogy az üvegfelületre filmszerűen felhordott technikával készült vékonyrétegű panelek hatékonysága magas hőmérsékletre (50-60 °C) hevülve sem csökken úgy, mint a kristályos moduloké. A kristályos panelek egyébként szilíciumtömbökből levágott vékony, sorba kötött cellákból állnak. A vékonyrétegű napelemek ugyan kisebb hatékonysággal üzemelnek, de az ideálistól eltérő körülmények közt kevésbé csökken a teljesítményük, így ezzel behozzák a lemaradásukat a kristályos panelekkel szemben.

Milyen méretekkel rendelkezik, és hány kilowattóra áramot termel egy átlagos napelem?

Méretileg átlagosan az 1×1,5 méteres táblák a legelterjedtebbek, de mindkét dimenziójában léteznek kicsit kisebbek és nagyobbak is. A teljesítményadatok természetesen nagyban függenek a tájolástól és egyéb tényezőktől is, de ideális működési körülmények között egy 8 táblából álló, táblánként két kilowattos napelem akár 2200-2400 kilowattóra áramot is termelhet évente. Ezzel számolva a megtérülés 10-15 évre tehető.

Mit jelent a háztartási méretű kiserőmű?

Ma Magyarországon privát célra csak olyan napelemrendszert érdemes üzembe helyeztetni, amely az egy évben elfogyasztott energiamennyiség 90-95%-át termeli vissza a hálózatba. Ehhez természetesen szükség van egy olyan ad-vesz villanyórára, amely az elektromos hálózatba való betáplálást és a fogyasztást is együtt képes mérni, hiszen nem mindig akkor termelődik a napelemekben az áram, amikor azt fel is szeretnénk használni. Így az elszámolás a betáplálás és fogyasztás arányában történik meg.

Milyen elemekből áll össze a háztartási méretű kiserőmű?

Egyértelmű, hogy a személyes fogyasztási/energiatermelési kalkuláció alapján megadott számban lesz szükségünk napelempanelekre. Nem elhanyagolható tétel a panelek tartószerkezete sem. A panelek csatlakozókkal és speciális szigetelésű szolárkábelekkel kapcsolódnak egymáshoz és a segédberendezésesekhez. A panelek által termelt egyenáramot az inverter alakítja váltóárammá, így bármit is szeretnénk kezdeni a termelt elektromossággal, erre mindenképp szükségünk lesz. Ezen túl a rendszer védelme érdekében kell még túlfeszültséglevezető berendezés is. Egy ad-vesz mérő is elengedhetetlen, hiszen ha nem tudjuk raktározni a fogyasztási időszakunkon kívül termelődött elektromosságot, a hálózatba tudjuk csak nagyobb veszteség nélkül visszatáplálni.

Engedélyköteles-e a napelem?

Egy elektromos háztartási kiserőmű természetesen komoly biztonsági kockázatot jelent, ha nem megfelelően van beszerelve. A nem megfelelően méretezett inverter, vagy gyenge minőségű csatlakozók és kábelek alkalmazása komoly veszélyt jelenthet az emberi életre. Továbbá a visszatáplálást is lehetővé tevő speciális villanyóra beépítését is le kell bonyolíttatni, hiszen ez az alapja annak, hogy az áramszolgáltató befogadja az általunk termelt áramot. Ezeket az ellenőrzéseket és az óracserét a helyi áramszolgáltató el is végzi. Építési engedélyre viszont nem lesz szükség.

Milyen karbantartást igényel a napelem a használata alatt?

Alapvetően megbízhatóan működnek az eddig telepített napelemes rendszerek. Magukra a panelekre a gyártók 25-30 év teljesítménygaranciát vállalnak, ami azt jelenti, hogy jelentősen nem fog csökkenni az általuk termelt energia mennyisége az idő előrehaladtával sem. Alapvetően karbantartásmentesek. De idővel esetenként a táblák takarítására lehet szükség. Egyedül az inverter élettartama az, ami miatt aggódhatunk, hiszen ezek esetenként akár már 10-15 év után cserére szorulhatnak. Érdemes tehát ennek a cseréjével kalkulálni.

Összegezve megállapítható, hogy bár hazánkban nem kiemelkedő a napelemes rendszer megtérülése, mégis, ahogy többen bátran belevágnak a telepíttetésbe, úgy lesz egyre olcsóbb a rendszer kiépítése. Aki pedig sokat fogyaszt, annak mindenképpen megfontolandó a napelemek felszerelését irányzó kalkuláció elkészítése.