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