A fotovoltaikus rendszerek ma már a mindennapjaink részét képezik. A napenergia jótékony hatásáról évezredek óta van ismerete az emberiségnek, viszont a fotovoltaikus jelenséget csak a 19. század első felében fedezték fel.
Mi a fotovoltaikus jelentése? Mik a fotovoltaikus rendszerek?
A fotovoltaikusság egy bizonyos Edmund Bequerel nevéhez fűződik. A francia fizikus 1839-ben fedezte fel, hogy a napsugárzás bizonyos elektrokémiai közegben képes elektromos energiát termelni. Ezt a jelenséget csak jóval később, 1954-től kezdték el közvetlen energiatermelésre használni. Az elektromos áram ennek a fotovoltaikus jelenségnek köszönhetően zajmentesen, tisztán és melléktermék nélkül termelődik. Sőt, az áramtermelés automatikusan zajlik és még különös karbantartás sem kell hozzá.
Miért számít megújuló energiaforrásnak?
A Nap úgy működik, mint egy távoli, nagyon hatékony reaktor. Hogy az arányokat érzékeltessük: ez a csillag tartalmazza a teljes Naprendszer anyagának 99,8%-át. A Nap legfontosabb összetevője a hidrogén (73,5%), a csillag belsejében a magfúzió hatására a hidrogén héliummá alakul, a folyamat során pedig hatalmas mennyiségű energia sugárzik a világűrbe. Ennek az energiának töredéke, kevesebb, mint tízmilliárdod része éri a Földünket.
A másodpercenként 174 Petawattnyi energia 30%-a visszatükröződik az űrbe, a maradékot pedig a felhők, óceánok, földfelszín nyeli el, ennek az elnyelt energiának köszönhetjük Földünk 14 °C-os átlaghőmérsékletét. Óránként több napenergia éri a Földet, mint amennyi a bolygónk lakosságának éves energiaellátásához szükséges.
A napenergia energiaforrását nem tudjuk úgy elhasználni, mint például a fosszilis tüzelőanyagokat, hiszen emberi léptékben számolva a napenergia hosszú távon folyamatosan „újratermelődik”.
Milyen elemekből áll a fotovoltaikus rendszer?
Ahhoz, hogy egy fotovoltaikus rendszert összerakjunk, először is szükség lesz egy napelemre. A napelem működésének lényege: a fémek, félfémek esetében az elektromágneses sugárzás (s így ennek szűkebb tartományaként az ember számára látható fény) hatására elektromos áram keletkezik. A napelemeket alkotó PV cellák felületét érő sugárzás fotonjai energiájukkal az anyagokat alkotó atomokból elektronokat szakítanak ki. A szabaddá váló elektronok pedig a töltéskiegyenlítődéshez az ellentétes töltésű részecskék felé áramlanak, aminek a révén elektromos áram keletkezik.
Ezen kívül szükségünk lesz egy inverterre is, ennek az eszköznek a legfontosabb funkciója, hogy átalakítsa a napelemek által megtermelt alacsony feszültségű egyenáramot az elektromos eszközök működtetésére alkalmas, magasabb feszültségű váltakozó árammá. Az egyenáram enélkül nem táplálható be az elektromos hálózatba sem.
Kelleni fog egy speciális mérőóra, amennyiben a hálózathoz is be van kötve a rendszerünk. A hagyományos fogyasztásmérők nem alkalmasak a hálózatba visszatáplált energia mérésére (nem tudnak visszafelé forogni). Vagyis a napelemes rendszer telepítése után szolgáltató kétirányú, úgynevezett ad-vesz fogyasztásmérőre cseréli le a készüléket. Ezzel a mérőberendezéssel külön mérhetjük a hálózatból vételezett és a hálózatba táplált energiát.
Szükség lesz egy tartószerkezetre, amelyhez a napelemeket rögzítik a telepítés során. Ennek a szerkezetnek időtállónak és rozsdamentesnek kell lennie, hogy kibírja a napelemes rendszer kb. 30 éves élettartamát.
Ezen kívül kelleni fognak kábelek (lehetőleg UV-álló kivitelben), tűzvédelmi leválasztó, túlfeszültség védelem és különböző szerelési anyagok.
Hogyan lehet kiszámítani a fotovoltaikus rendszer méretét?
A fotovoltaikus rendszer méretét alapvetően úgy tudjuk meghatározni, ha tudjuk, hogy mennyi elektromos áramra van szükségünk. Ennek egyik legkézenfekvőbb lehetősége, ha a villanyszámlánk alapján fogunk hozzá a számításhoz. Ha megközelítőleg 5000 forintot fizetsz a villanyért havonta, akkor egy kisebb, 1,5 kWp napelemes rendszer is gond nélkül kiszolgál minket.
Értelemszerűen minél nagyobb a villanyszámlánk, annál nagyobbra kell tervezni a rendszert, 50 000 forintos havi számla esetén már 15 kW-os rendszerben kell gondolkodnunk. Minél nagyobb a rendszer, annál több helyet foglal el (a napelemrendszer telepítéséhez szükséges terület fizikai mérete és a napelemek száma természetesen attól is függ, hogy mekkora teljesítményű napelemekkel dolgozunk).
Hol lehet elhelyezni fotovoltaikus napelemes rendszert?
Ha például sztenderd napelemekkel számolunk, akkor egy 15 kW-os napelemrendszert megközelítőleg 67-90 m2-es területen tudjuk elhelyezni. Ha megrettent minket ez a méret, gondoljunk bele, hogy a napelemeket nem csak tetőre telepíthetjük! Hanem gyakorlatilag bárhova, így föld felszínére épített, vagy épp vízen lebegő tartószerkezetekre egyaránt telepíthetőek. Terjedőben vannak a homlokzati panelek, amelyek ráadásul az épület dekorativitását is fokozzák, valamint a terasz- vagy épp kocsibeálló fedések is, amelyek lehetővé teszik a különösen hatékony kétoldalú napelemek használatát is.
Milyen karbantartást igényel a fotovoltaikus rendszer?
Ezeknek a rendszereknek az egyik komoly előnye, hogy szinte semmilyen karbantartásra nincs szükség. Zajtalanul, károsanyag kibocsátása nélkül működnek akár 25-30 éven keresztül.
Mennyibe kerül egy átlagos háztartás ellátásához szükséges fotovoltaikus rendszer?
Amennyiben egy 3-5 fős háztartást veszünk alapul, ahol a csalátagok takarékosan bánnak az energiával, ám a használati melegvíz előállítása már villanybojlerrel történik, akkor kb. 15 000 forintos havi villanyszámlával lehet számolni. Éves szinten egy ilyen család villamos áramfogyasztása eléri a 4,5 ezer kWh-t. Ennek napelemekkel történő előállításához egy 13-14 napelemből álló rendszerre van szükség, amelynek helyigénye 22-24 négyzetméter, egy 4 kWp napelemes rendszer ára: bruttó 1,6-1,8 millió forint, megtérülési ideje pedig 9-10 év.
Mennyit spórolhatunk a fotovoltaikus rendszerrel?
Hogy mennyi idő alatt térül meg a napelem ára, pontosabban a napelemes rendszer ára, azt nagyon sok minden befolyásolja. Ha családi házról, azaz lakóingatlanról van szó, akkor jellemzően 7 és 12 év között van a megtérülés, ha nincs semmilyen támogatás és szaldó elszámolás van érvényben. Figyelembevéve, hogy ezek 30-40 évre tervezett rendszerek, mondhatni jó befektetés a napelemes rendszer.
Hogyan lehetünk teljesen függetlenek a hálózattól?
Létezik teljes függetlenedés a hálózattól, ezeket szigetüzemű napelemes rendszereknek nevezik. A szigetüzemű napelem rendszer a hálózattól teljesen függetlenül működik, van önálló energiatároló egysége (ezt nevezik akkumulátornak), amelyet napelem segítségével töltenek fel. Legtöbbször olyan helyen vannak ilyen rendszerek, ahol nincs kiépítve a villamos hálózat, például erdei táborhelyek, tanyák.
Ahol viszont van hálózat, oda is egyre inkább érdemes hibrid napelemes rendszert telepíteni, ami akkor is ellátja a házat a napelem által feltöltött akkumulátorból, ha egyébként áramszünet van, akár napokig is.
Milyen támogatást vehetünk igénybe a fotovoltaikus rendszer kialakításához?
A megújuló energiaforrások támogatását szerencsére Magyarországon is komolyan gondolják. Több állami támogatást is igénybe tudunk venni. A 2021 szeptemberében bejelentett 100%-os napelem támogatás részleteit érdemes alaposan átolvasni, mielőtt belevágnánk a beruházásba. Az egyik legkézenfekvőbb az Otthonfelújítási támogatás, amely az egész ország területén elérhető támogatás, és napelemre is lehet költeni (2021. január 1-től 2022. december 31-ig). 6 millió forint önrészből 3 millió forintot igényelhetünk vissza, vagyis a beruházás 50 %-át.
Amennyiben élvezni akarja a fotvoltaikus energia előnyeit, napelemes rendszert telepítene, keressen minket!
