A napelemes áramtermelés alakulása Magyarországon és a világban
2013/6. lapszám | Dr. Mokry Tamás Pusztai József | 4510 |
Figylem! Ez a cikk 12 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Hálózatra visszatápláló napelemes rendszerek működése A napelemes rendszer elektromos áramot állít elő a Nap sugárzásából. A napelemekben keletkező egyenfeszültséget inverter alakítja át a hálózattal szinkronban levő váltakozó feszültséggé. A hazánkban használható inverterek csoportja rendkívül szűk, a hálózati engedélyesek által elfogadott típusok szerelhetők csak fel. A napelemes rendszer telepítését követően (ha közben már végigfutott a háztartási méretű kiserőmű [HMKE] csatlakozási ügyintézése) a hálózati engedélyes lecseréli a villamos fogyasztásmérőt olyan típusra, amely kétirányú mérésre képes, ami nemcsak a fogyasztást, hanem a napelemek által megtermelt és a belső hálózaton el nem fogyasztott, a közcélú hálózatba visszatáplált energiamennyiséget is méri.
A háztartási méretű kiserőművek (50 kVA alatt) üzemeltetése során éves elszámolást érdemes választani a szolgáltatónál, mert így lehetővé válik a termelés és fogyasztás különbségeinek kiegyenlítése. Ezzel a szaldóelszámolással az elektromos hálózatot gyakorlatilag egy „ingyen akkumulátorként” használható, csak akkor kell fizetni, ha egy év alatt a fogyasztás magasabb, mint a napelemes rendszer által megtermelt energiamennyiség. Amennyiben a napelemes rendszer éves termelése nem haladja meg az éves fogyasztást, úgy jelenleg az elszámolás kWh alapon, 1/1 arányban történik. Egy egész éves fogyasztást kiváltó rendszer nyáron túl-, télen pedig alultermel. Ezt az egyenetlen termelést tudja kiegyenlíteni az éves elszámolás. Egy hálózatba visszatápláló napelemes rendszer üzemeltetése esetén semmilyen fogyasztási kompromisszumot nem kell kötni, a villamos energia felhasználása teljesen szokványos, a háztartás fogyasztói bármikor, bármennyi ideig használhatók, nem csak akkor, amikor süt a nap. Ugyanakkor fontos tudnunk, hogy egy ilyen alaprendszer nem növeli az ellátásbiztonságot, hálózatkimaradás esetén a rendszer azonnal lekapcsol. Ennek biztonsági okai vannak, a hálózaton dolgozókat védi.
Az 50 kVA-nél nagyobb kiserőművek ugyanúgy működnek, mint a kisebb társaik, de némileg több megkötéssel és másfajta elszámolással. Míg a HMKE-k alapvetően a saját energiafogyasztás kiváltására készülnek, addig a kiserőművek már lehet, hogy csak visszatáplálnak, a KÁT rendszerében történő díjazás ellenében. Ennek elszámolásáról, szabályairól bővebben lehet olvasni a szolgáltatók és napelemes cégek honlapjain.
Napelemek elterjedése a világban
1954 óta létezik a szilíciumalapú napelem- technológia, amit először az űrkutatásban és a hadiiparban hasznosítottak, majd szép lassan megjelentek a kisebb szigetüzemű rendszerek. A ‘80-as évektől Németországban kidolgozták a hálózatba történő visszatáplálás jogi és technikai hátterét, a ‘90-es évektől pedig elindult a napelemes szakma iparággá fejlődése. A 2000-es évektől a napelemek elterjedési üteme szinte minden más iparágat maga mögé szorított, sok esetben évi 100%-ot is meghaladó növekedéssel. Teljes mértékben keresleti piac alakult ki, a gyártók évről-évre bővítve kapacitásukat is csak sok hónapos előjegyzés után tudták kielégíteni a folyamatosan növekvő megrendeléseket. A 2000-es évekre a tömeggyártás kiszélesedésével a termelőkapacitás egyre nagyobb mértékben átkerült Kínába. Mára a Kínában előállított napelemek aránya eléri a 80%-ot. A keresleti piac kínálativá alakulása 2011-2012-ben történt meg. 2009-ben még előfordult, hogy alig lehetett inverterhez jutni, mert egy németországi telepítési roham felszívta az összes készletet. Még 2010-ben és 2011-ben is duplázódott a piac, elérve az évi 30 GW telepített napelemteljesítményt. 2012-ben a megszokott kapacitásbővülést már nem követte a piac hasonló arányú bővülése, ami eladatlan készletekhez, hatalmas, eddig ebben a szakmában sosem látott áreséshez és a gyártók nagy számának csődjéhez vezetett. Az áresés mértékét érzékeltetve 2012 végéig az azt megelőző másfél évben a napelemek ára 1/3-ára (nem 1/3-ával!) esett (1. ábra). Mára a telepített, hálózatra kötött napelemek összmennyisége a világon elérte a 100 GW-ot, aminek több mint 1/3-a Németországban, közel 20%-a Olasz-országban működik.
A világ napelempiaca ma
Mint a diagram is mutatja, a napelemek áresése az idei év elején megállt, sőt növekedésnek indult az árszint. Hogy az iparágban uralkodó árszint elérte, sőt sok esetben alulmúlta a gyártási költségeket, mutatja számos nagy napelemgyártó cég csődje. A tönkrement gyártók között már a kínai gyártók is szerepelnek, közöttük a legnagyobb az ez év áprilisában csődöt jelentett Suntech, a világ több éven keresztül legnagyobb napelem- gyártó cége. Tavaly 1 Mrd eurót meghaladó veszteséget ért el a Bosch napelem iparága, ki is vonulnak a kristályos napelemgyártásból, a koreai–kínai Hanwha csoport megvásárolta a német napelemes ipar csődbe ment büsz- keségét, a Q-Cellt, s mára az európai modulgyártás összmennyisége nagyságrendileg akkora, mint a legnagyobb kínai gyártó, a Yingli éves kapacitása, 2,2 GW. A fentiek alapján elmondható, hogy ennek a technológiának ezen méretek mellett árban itt van az alja. Ebben a piaci környezetben született döntés az Európai Unióban- amely jelenleg még a legnagyobb napelem-felvevőpiac – június 4-én a kínai napelemek megvámoltatásáról. (Mivel cikkünk az EU-s döntés előtt íródott, annak részleteiről a 4. oldalon található keretes írásunkban számolunk be. A szerk.) Ezt a kialakult helyzetet sokféleképpen lehet értékelni, de leginkább a bizonytalanság és kiszámíthatatlanság szavak adják vissza legjobban a napelemes piac jelenlegi hangulatát.
A napelemes rendszerek várható jövője
Olyan új napelemgyártási technológiák vannak már ígéretes fázisban, amelyek megváltoztathatják a napelemes piacot. Ha tömeggyártásba kerülnek a 20%-nál magasabb hatásfokú modulok, amiket a mai áron, esetleg olcsóbban lehet gyártani, az jelentős változásokat hozhat. Az ilyen módon termelt energia hamarosan olcsóbbá válhat, mint a hagyományos módszerekkel megtermelt villamos energia, ami nagy átrendeződést fog elindítani az energia- piacon. Ez a pillanat már közel van.
A hálózatra kapcsolt napelemes rendszerek evolúcióját követve látszik, hogy ennek a technológiának a használata új szemléletet igényel. A nagy fotovoltaikus erőművek nem igazán jól illeszthetők a jelenlegi villamos- energia-rendszerbe. A jelenlegi rendszer nagy, lomha erőművekre épül, amiket gyors reagálású kisebb erőművek segítenek ki a hálózaton jelentkező fogyasztási ingadozások kezelésében. A nagy napelemes erőművek nagyon nagy ingadozásokat tudnak okozni a hálózatban, ami tényleges problémát okoz. Elég egy kis felhő a Nap előtt, és az erőmű teljesítménye a töredékére esik vissza. Ha a felhő elment, akkor újra megugrik a hálózatba táplált energia mennyisége. Ezt a hálózatnak kezelnie kell. Magyarországon ilyen gond nincs, mert annyira kevés és kicsi napelemes erőmű működik, mégis sokszor hallani, hogy ez a fajta energiaforrás emiatt nem jó. Ez nézőpont kérdése. Valójában a villamos hálózat nem jó, ha ezt nem tudja kellően kezelni. Az idők változnak, semmi sem marad mindig ugyanolyan, fejlődni kell. Vannak, akik ezt már el is kezdték. Ebben a témában a varázsszó a Smart Grid. Ez egy olyan hálózatot és hálózatirányítást jelent, ami a mainál sokkal intelligensebb, rugalmasabb. Persze ennek kiépítése komoly beruházás, de a helyes irány mégis ez.
A másik nagy felfedezés, hogy a napelemes erőművek decentralizáltan telepítve a leghasznosabbak, leghasználhatóbbak. Ez azt jelenti, hogyha minden háztartásra kerül any-nyi napelem, hogy az a saját fogyasztást fedezze, akkor annak rengeteg előnye van. Csökkennek a hálózati veszteségek, a hálózatirányítás sem akkora probléma, mint az óriási méretű erőműveknél. Ha ezek a háztartásra szabott rendszerek még energiatárolásra is képesek, akkor a lehetőségek még szélesebbé válnak. Az intelligens otthonok is gőzerővel fejlődnek azokban az országokban, ahol a fejlődést komolyan gondolják. Az egyre többet emlegetett kulcsszó itt a Smart Home. Ezek az otthonok képesek együttműködni a hálózattal. Akkor vesznek fel energiát, mikor a hálózat nincs megterhelve, akkor adnak oda vissza energiát, amikor az szükséges. Akkor működnek bizonyos fogyasztók a házban, mikor az energiagazdálkodási szempontból a legoptimálisabb stb. A villanyautók elterjedése is rengeteget segíthet. Német- országban komoly tervek vannak már a területre. A kifejezés, amit meg kell jegyeznünk, az a V2G (Vehicles to Grid). Ebben a rendszerben a sokszázezer vagy millió éppen a töltőn levő autó is be tud segíteni a hálózat történéseinek szabályozásába. Sci-finek hangozhat, de nem az. A lehetőségek végtelenek, a szükséges technika rendelkezésre áll és gyorsan fejlődik, itt csak a gondolkozás földhözragadtsága a hátráltató tényező.
Hazánk ezekben a történésekben alig vesz részt. Rendkívül kevés napelemes rendszerünk még a jelenlegi, elavult hálózati struktúrának sem okoz semmilyen gondot. Nagy rendszereink nincsenek még, nincs nálunk olyan napelemes erőmű, ami elérné a MW-os nagyságrendet, pár száz kilowattos rendszerünk is alig van még.
Remélhetőleg mi nem a sok MW-os erőművek felé mozdulunk el, hanem a sok kisebb, decentralizált rendszer irányába. Tanulhatunk az előttünk járók példájából, a lemaradás ebből a szempontból még jót is tehet, amennyiben nem követjük el azokat a hibákat, amiket mások már elkövettek.
Napelem-helyzet Magyarországon
Hazánk gyerekcipőben jár a napelemes technológiák alkalmazásában. Becslések alapján jelenleg 10-15 MW és kb. 1500 db háztartási méretű kiserőmű működik az országban. A jelenlegi árakon, a hazai elszámolási rendszerrel egy napelemes rendszer megtérülési ideje kb. 10 év. Tapasztalatok alapján elmondható, hogy a céges és közületi beruházóknak ez az időtáv túl hosszú, ezért itt csak pályázatokkal történő támogatás esetén várható a beruházási kedv megjövetele. A magyar napelemes szakma jelenleg az igen kisszámú lakossági beruházó piacából, illetve a már régóta várt, többszörösen túlpályázott KEOP pályázatok megvalósuló beruházásaiból él.
Óriási segítség lenne egy kiszámítható és tervezhető pályázati környezet, az is, ha a szén-dioxid-kvóta eladásaiból a lakossági napelemes beruházásokra is jutna akár csak 1 Mrd Ft, amiből 1-2 ezer hazai háztartásra kerülhetne napelem, és stabil alapot adhatna ennek az iparágnak idehaza is.
