Tetőt Építek

A 21. században a megújuló energia hasznosításának előnyeit már senkinek sem kell bemutatni. Szó szerint pazarlás nem kihasználni azokat az adottságokat, amelyek kimeríthetetlen és tiszta energiaforrást biztosítanak. A napenergia az egyik legfontosabb megújuló energiaforrás, amely ugyan részben időszakosan, de korlátlan mennyiségben áll rendelkezésre. A napelemekkel előállított villamos energia tiszta energia, vagyis az előállítása nem jár környezetterheléssel (légszennyezéssel, zajterheléssel, üvegházhatással stb.).
Bár szemmel láthatóan Magyarországon is szaporodnak a napelemek, a lemaradásunk nem csak a napenergia hasznosításában vezető országokhoz képest jelentős (Németország, Olaszország, Csehország), de Szerbiát és Ukrajnát kivéve az összes szomszédos országban is jóval nagyobb az egy főre eső napenergiából nyert villamosenergia-termelés, mint hazánkban. Van tehát hová fejlődnünk.

KIVÁLÓ HAZAI ADOTTSÁGOK

Hazánk napenergia szempontjából kiváló adottságokkal rendelkezik (lásd alábbi térképen). A napsugárzás erősségét és a napsütötte órák számát tekintve is jóval kedvezőbb helyzetben vagyunk, mint mondjuk Németország vagy Csehország. Például a németországi területekhez képest Magyarország déli felében évente 200-300 órával is hosszabb az az időszak, amikor a megfelelően telepített napelemek energiát termelhetnek.

(Vízszintes felületet érő globális napsugárzás mértéke Európában)

MI IS A NAPELEM

Egyszerűen összefoglalva a napelem olyan berendezés, amely a napsugárzást (fényt) villamos energiává alakítja át. Egy napelempanel több egymással összekötött fotovoltaikus cellából áll. A cellák félvezető anyaga (általában szilícium) teszi lehetővé, hogy a napfény fotonjai elektronokká alakuljanak. A napelem önmagában még kevés a villamosenergia-ellátáshoz, ehhez több egységből álló rendszer kialakítása szükséges.

HOGYAN ÉPÜL FEL A RENDSZER?

A napelemes rendszerek két fő típusa a szigetszerűen (hálózattól függetlenül) üzemelő rendszerek és a villamosenergia-hálózatra csatlakozó (hálózatba visszatápláló) rendszerek. A szigetüzemű rendszerhez a tárolókapacitás biztosítása (akkumulátorok), a rendszer kiépítése és fenntartása ma még nagyon költséges, ezért egyelőre nem terjedt el széles körben.

A hálózatba visszatápláló napelemes rendszerek részei:

• Napelempanelok. Ezek az - általában tetőre szerelt - elemek termelik az egyenáramot.
• Inverter. Átalakító berendezés, amely a napelemek által megtermelt egyenáramot 230 V-os váltóárammá alakítja.
• DC leválasztó. Tűzvédelmi célból telepített kapcsolóberendezés, amellyel veszély esetén leválasztható a napelemes rendszer az épület villamos hálózatáról.
• Ad-vesz mérőóra. A hálózatba táplált villamos energiát is mérő speciális villanyóra.

A tetőre telepített napelemtől a megtermelt egyenáram az inverteren keresztül váltakozó árammá alakítva jut a lakóház villamos hálózatába. A megtermelt villamos energia mennyisége nyáron több, télen kevesebb. A lakóház fogyasztásán túl megtermelt többletet a rendszer a külső hálózatba táplálja. Minden olyan időszakban, amikor a fogyasztás nagyobb, mint a napelemek által megtermelt energia (főleg télen), a külső hálózatról kell pótolni a szükséges mennyiséget. Vagyis mintegy puffertárolóként használjuk a hálózatot.
A szolgáltató évente egyszeri leolvasással megállapítja a tényleges fogyasztást (a betáplált és vételezett mennyiség különbségét), és ez alapján állítja ki a villanyszámlát.     

                                                        brissolar.com.au

NAPELEMEK A TETŐN

Az épületek napsugárzásnak leginkább kitett felülete a tető. Olyan felületről van szó, amelynek az épület védelmén kívül legtöbbször nincs használati rendeltetése, így különösen kedvezően hasznosítható napenergia-termelés céljára. Ha a tető 30-40 fok közötti dőlésszögű és pontosan déli irányba néz, akkor a hazai időjárásnak és klímának tökéletesen megfelel. A tetőre telepített napelem kialakítása többféle lehet. A legelterjedtebb, hogy a tetőfedés felett külön tartószerkezetre szerelve, hálós elrendezésben helyezik el a paneleket. Több más megoldás is létezik, ilyenek például a tetőfedő elemekbe integrált napelemcellák, a tetőfedés síkjába illeszkedő napelempanelek, valamint a teljes tetőfedést alkotó napelemrendszerek. Ezek azonban egyenlőre nem terjedtek el széles körben.

A tetőre szerelt napelempanelek elhelyezését számos szempont befolyásolja, ilyenek a tető tagoltsága, a tetőfelület mérete, a tájolás és az árnyékviszonyok.
Korábbi bejegyzésünkben már foglalkoztunk a tetőformálás korszerű irányelveivel. Az ott leírtakat erősíti az a szempont is, hogy minél kevésbé tagolt a tető, annál kedvezőbben hasznosítható napelempanelek telepítése céljából. Csak kiálló tetőfelépítmények nélküli, nagyobb tetőfelületeken van lehetőség nagyobb, összefüggő napelemmező elhelyezésére. Ez azért is fontos, mert egy inverterkörre csak azonos tájolású és hajlásszögű napelemmező csatlakoztatható.
A tető északi oldalát kivéve az összes tetőfelület hosszabb-rövidebb ideig ki van téve közvetlen napsugárzásnak. A legjelentősebb besugárzás egyértelműen a déli és délnyugati felületeket éri, ezért ezek a legalkalmasabbak napelemek telepítésére. Fontos a tetőt árnyékoló környezeti elemek elhelyezkedése is (magas fák, szomszédos épületek árnyékolhatják a tető kisebb-nagyobb részét). Az árnyékolt felületek nem hasznosíthatók megfelelő hatásfokkal, ezt jellemzően nagyon alulbecsülik, pedig 10%-os, részleges árnyékolás a napelemeken akár 30-50%-os teljesítménycsökkenést is okozhat - azaz ennyivel kevesebb évi megtermelhető áramot jelent.

Napelem telepítése szempontjából az ideális a kiálló tetőfelépítmények nélküli, déli, délnyugati tájolású, árnyékmentes tetőfelület. Ezt új épületek esetében már a tervezéskor célszerű figyelembe venni, akkor is, ha kezdetben még nem döntöttük el, hogy kiépítünk-e napelemes rendszert.

                                                     Terrán - Danubia Mocca

MEGTÉRÜLŐ BEFEKTETÉS

A háztartási napelemes rendszerek kiépítésébe csak úgy érdemes belevágnunk, ha észszerű időn belül realizálható a megtérülés. Ehhez előre tudnunk kell, hogy mennyi lesz a beruházás teljes költsége, illetve a várható energiamegtakarítást is meg kell becsülnünk. A beruházás költségébe a rendszer elemein és a munkadíjon kívül olyan költségek is beletartoznak, mint a villanyóra szabványosítási díja. Ezzel együtt a teljes költség pontosan ismert.
Általános szabály, hogy egy 1 kWp teljesítményű napelemes rendszerrel évente 1100-1200 kWh áram állítható elő. Egy beruházás 1 kWp-ra vetített teljes költsége bruttó 450-550.000 Ft (függ a beépített termékek minőségétől, a munkadíjtól, a rendszer összetettségétől). Egy átlagos háztartás éves fogyasztását 2-3 kWp teljesítményű rendszer fedezi.
Egyszerű példát alapul véve: Egy 3 kWp teljesítményű rendszer évente kb. 3450 kWh áramot termel, ez 40 Ft-os egységárral számolva 138.000 Ft megtakarítást jelent évente. A rendszer kiépítése 1,4-1,5 millió Ft. A megtérülési idő így 10,1-10,9 év. (Az adott eseteknél a pontos számításokhoz figyelembe kell venni, hogy évente kb. 1%-kal csökken a rendszer teljesítménye, ugyanakkor az áram ára emelkedni fog). Általában minél nagyobb a fogyasztás és a hozzá kiépített rendszer, annál kedvezőbb a megtérülés (a kisebb rendszerek fajlagosan drágábbak).

Fontos tudni, hogy nem érdemes túlméretezni a rendszert. Vagyis nincs értelme több energiát termelni, mint amennyit a háztartásunk fogyaszt, mivel a külső hálózatba táplált többletenergiára a szolgáltató a 40 Ft-os díjnál jóval alacsonyabb árat számol el, ez a jövedelem ráadásul adóköteles. Ilyen módon a megtérülési idő lényegesen meghosszabbodik. 
Jelentősen kedvezővé tenné a háztartási napelemes rendszerek elterjedését, ha számos más országhoz hasonlóan hazánkban is lenne magánszemélyek számára is igénybe vehető állami támogatás.

A cikkekben megjelentetett szakmai iránymutatások, leírások, képek, csomópontok nem helyettesítik a tervezési és kivitelezési munkák szakszerű és az érvényes jogszabályoknak megfelelő végzését, különösen a kellő részletességű építészeti kiviteli terveket, az építész tervezői és műszaki ellenőri ellenőrzéseket és számításokat, illetve nem mentesítik a szereplőket a konkrét épületre és épületszerkezetre vonatkozó felelőssége alól. A Terrán Kft. és a Szega Books Kft. semmilyen felelősséget nem vállal a cikkek, vagy azok egy részének felhasználásával elkészülő épületekért, épületszerkezetekért.