A szigetüzemű napelem rendszer kiváló megoldás lehet abban az esetben, ha nincs a közelben villamos hálózat. Nézzük meg, milyen esetben szükséges a használata, mikor érdemes megfontolni egy szigetüzemű napelemes rendszer telepítését, hogyan méretezhetjük, mennyibe kerül és miként lehet takarékosan használni?
Mit jelent a szigetüzemű napelem rendszer?
A szigetüzemű napelem rendszer a hálózattól teljesen függetlenül működik, van önálló energiatároló egysége (ezt nevezik akkumulátornak), amelyet napelem segítségével töltenek fel. Legtöbbször a következő helyeken található ilyen rendszer: kórházak, szülőotthonok, segélyközpontok (különösen elhagyatottabb környékeken). Katasztrófavédelem esetén (tűzesetek, robbanások, szivárgások, elfolyások, kiporzások, elöntések, hadi események stb.), de világítást, közvilágítást is meg lehet valósítani szigetüzemű napelem rendszer segítségéve. A legfontosabb helyeken (pl. kórházak) a napelemes rendszer mellett vészhelyzetre generátort is telepítenek.
Az angol nyelvű szakirodalomban nevezik off-grid solar systemnek, stand alone systemnek vagy island systemnek.
Az ábrára tekintve láthatjuk, hogy az off-grid esetében a rendszer nem kapcsolódik a hálózathoz, viszont van egy akkumulátor, ahol tárolhatjuk a napelemek által összegyűjtött napenergiát, amelyet az inverter elektromos árammá alakított át.
Ha tágabb értelemben vesszük a “szigetüzemű működést”, akkor sok ilyen eszközt találunk a háztartásunkban. Ilyen lehet pl. a távirányító, az óra, az elemmel működő játékok.
Hol, milyen esetben érdemes szigetüzemű napelemes rendszert használni?
Ahol nincsen a közelben villamos hálózat vagy a fogyasztás mértékéhez képest túlságosan bonyolult volna az ahhoz való kapcsolódás, szigetüzemű energiatermelő rendszert lehet kialakítani. Az önálló rendszerben való működés a napelemes rendszerek alapvető feladata. Egyszerűen, csendesen és megbízhatóan képesek ellátni egy tanya vagy gazdasági épület energiaigényét.
Hálózati kapcsolat nélkül csakis annyi energiát tudunk felhasználni amennyit a rendszerünk megtermelt, mondhatni folyamatos visszajelzést kapunk energiafogyasztásunk alakulásáról. Ez szinte automatikusan fogyasztásunk csökkenését, az energiatudatosság megerősödését hozza magával.
Hogy épül fel egy ilyen rendszer?
Egy szigetüzemű napelem rendszerben vannak értelemszerűen napelemek, amelyek begyűjtik a napenergiát, energiaátalakító, vagyis inverter és szükséges lesz egy energiatároló egység, hiszen nem csatlakozik hálózathoz a rendszerünk. Kellhet még töltésvezérlő, kiegészítő vagy pót áramforrások, állványok tartószerkezetek, kábelek, csatlakozók, védelmi rendszerek stb.
Nem mindegy, hogy milyen invertert használunk egy szigetüzemű napelem rendszer esetében. Léteznek tisztán szigetüzemű napelemes inverterek és hálózati interatív vagy hibrid inverterek, amelyeket ezen rendszerek kiépítésénél alkalmazhatunk.
Az inverter mellett nagyon fontos, hogy megfelelő akkumulátort válasszunk a szigetüzemű napelemes rendszerhez. A hagyományos akkumulátorok kémiai úton tárolják az elektromos energiát és akkor kell feltölteni őket, ha lemerülnek. Ezzel szemben a napelemes rendszerhez csatlakoztatott akkumulátort akkor töltjük fel, amikor a rendelkezésünkre áll az energia, és a feltöltés közben akár használhatjuk is az akkumulátoron található energiát. Vagyis ezek az akkumulátorok szinte sosincsenek teljesen feltöltve és nem is sülnek ki teljesen.
A szolár akkumulátorok esetében az elektródák közötti elválasztó anyaga üvegszál alapú, “absorbed glass material” vagyis AGM. Tehát ha szigetüzemű napelem rendszerbe kell akkumulátor, akkor nem GEL, hanem AGM akkumulátort kell választanunk, mert ez az akkumulátor képes a ciklikus működésre.
Szigetüzemű napelem rendszer árak: milyen költségekkel szükséges számolni?
A szigetüzemű napelemes rendszerek esetén a napelemek által megtermelt energiát akkumulátorokban tároljuk. Az akkumulátorok töltését illetve kisütését a töltésvezérlő irányítja, ezen felül kisfeszültségű (12–24 V) fogyasztók áramellátását is biztosítja. Egy inverter segítségével az akkumulátorok által biztosított egyenáramot 230 V, 50 Hz-es váltakozó árammá tudjuk transzformálni, amellyel a legtöbb elektromos fogyasztó működtethető.
Egy szigetüzemű napelemes rendszer költségei egységnyi hasznosított energiamennyiségre vonatkoztatva 50-75%-kal magasabbak, mint egy hálózatra tápláló rendszer esetén. Ez az akkumulátor telep költségeinek és a tárolókapacitás korlátozott méretének eredménye. A hálózati kapcsolattal kiépített napelemes rendszer tehát olcsóbb, és egy gyorsabban megtérülő beruházás.
Hogyan tervezzük meg a szigetüzemű napelemes rendszert? (fogyasztók összeírása)
Ahhoz, hogy szigetüzemű napelemes rendszert tervezzünk, szükségünk lesz arra, hogy megtudjuk, megközelítőleg mennyi elektromos áramot fogyasztunk. Össze kell írnunk a fogyasztókat, számszerűsítenünk kell fogyasztási szokásainkat.
És hogy ezt hogyan kell elképzelni? Készítünk egy listát, amin felsoroljuk az összes nagyobb teljesítményű eszközt, fogyaztót. Azt is felírjuk, hogy mekkora teljesítményt igényelnek ezek az eszközök és megközelítőleg mennyi ideig fognak működni. Ha a Wattban megadott teljesítményeket megszorozzuk az üzemidőkkel és mindez összegezzük, eljutunk a várható energiafogyasztásunkhoz.
Az előzetes felmérésnél érdemes figyelembe venni, hogy a téli és a nyári energiafogyasztásunk jelentősen eltérhet egymástól. Télen közel 35 %-kal több energiát használunk. Természetesen sok függ attól, hogy milyen fűtési rendszert alkalmazunk a házban, pontosan mekkora teljesítményű eszközöket használunk megközelítőleg milyen üzemidővel.
Tanulságos lehet egy ilyen listázás, hiszen kiderül, hogy pontosan mely eszközeink a legkomolyabb fogyasztók. A tervezés ezen a munkafázisában megvizsgálhatjuk azt is, hogy melyek azok az eszközök, amelyeket mindig használni akarunk, mik azok, amiket időről időre nélkülözhetünk. Egyes nagyfogyasztókat megpróbálhatunk kiváltani, más energiaforrásról üzemelő eszközökkel.
Lényeges szempont, hogy nem szabad alulméreteznünk a szigetüzemű napelem rendszert. Vagyis: a várható legnagyobb teljesítményt vegyük alapul! Ha magas az energiafogyasztásrunk, akkor arra kell számítanunk, hogy a szigetüzemű napelemes rendszer kialakítása is drága lesz. Érdemes ésszerű döntéseket hozni, átalakítani fogyasztási szokásainkat, így olcsóbb lesz a rendszer felépítése is.
Hogyan tudjuk takarékosan üzemeltetni ezeket a rendszereket?
El kell továbbá döntenünk, hogy egész évben vagy csak például a nyári hónapokban szeretnénk használni a rendszert. A napelemek elhelyezésére szolgáló felület dőlésszögének, tájolásának és a méretezési időszak napsugárzási energiahozamának ismeretében meghatározható, mekkora napelemfelületre van szükségünk.
Borús idő esetén a napelemek nem vagy csak alig termelnek energiát. Ekkor az akkumulátorokról üzemeltetjük az elektromos berendezéseket. Ha az ember igyekszik takarékosan gazdálkodni, csak a kiemelt fontosságú fogyasztókat üzemelteti ezekben az időszakokban. Gondoljuk tehát végig, mekkora energiaigényt jelentenek ezek a berendezések és milyen hosszú legyen az az időszak, amelyet kizárólag akkumulátoros üzemben át szeretnénk hidalni (pl. 3 nap). Ezek alapján meghatározható legalább mekkora akkumulátor telepre van szükségünk. Az energia átalakításának és tárolásának veszteségeit figyelembe véve azonban érdemes a szükségesnél nagyobb kapacitást beépítenünk. Az akkumulátorok élettartamára jó hatással van, ha szobahőmérsékleten vagy legalább temperált térben tudjuk elhelyezni őket.
Kisfeszültségen takarékosabb
A modern elektronikai berendezések (laptop, mobiltelefon) illetve a kis fogyasztású világítótestek (LED-ek) alacsony feszültségű egyenáramot igényelnek. Mivel a szigetüzemű napelemes rendszerek akkumulátortelepei is 12–48 V feszültségen működnek érdemes kisfeszültségű hálózatot kiépíteni az erre alkalmas fogyasztók számára. A kisfeszültségű hálózat áramforrása a napelem töltésvezérlő lesz. Így megtakaríthatjuk a 230 V váltakozó árammá alakítását, majd a visszaalakítás veszteségeit. Ideális esetben az invertert csak a nagyobb fogyasztók használata esetén kell bekapcsolni.
Mi a Sisolarnál szigetüzemű napelemes rendszert nem telepítünk, viszont rendelhet tőlünk hibrid rendszert, amely a hálózatra csatlakoztatva szigetüzemben is működtethető. Ha napelemes rendszert telepítene, keressen minket!
