Napkollektor kontra napelem

2015-12-02 10:17:42 | Módosítva: 2015-12-02 10:35:30

Az utóbbi években a napenergia energetikai célú hasznosításának területén lényeges változás következett be. Régebben szinte kizárólag napkollektoros hőtermelő berendezések valósultak meg, manapság viszont egyre inkább a napelemes áramtermelő rendszerek rohamos terjedése a jellemző. Mi változott, indokolt-e a napkollektoros hőtermelés háttérbe szorulása, és a napelemes áramtermelés előretörése?


A napenergia hasznosításának e két módját nem versenytársaknak tekintjük, hanem sokkal inkább egymás kiegészítőjének. Két teljesen eltérő berendezésről, eltérő technológiáról van szó. A napkollektorban a napsugárzás hatására folyadék, vagy levegő melegszik fel, és az így keletkezett hőenergiát többnyire meleg víz készítésre és épületek, vagy medencék fűtésére használják fel. A napelem viszont félvezetőt tartalmazó berendezés, amelyben a napsugárzás hatására töltésszétválasztás, azaz villamos feszültség keletkezik. A napelem tehát egyenáramot állít elő, amelyet többnyire egy inverter a hálózati feszültséggel megegyező váltóárammá alakít át, így a napelemekkel termelt áram normál villamos fogyasztók működtetésére használható.

Teljesítmény és éves energiahozam

Energiatermelés szempontjából a két legfontosabb jellemző a teljesítmény és az éves energiahozam. A teljesítmény megadása elsősorban a napelemeknél jellemző. A manapság jellemzően alkalmazott 60 cellás polikristályos napelemek névleges teljesítménye 250-260 Wp. Fontos hangsúlyozni, hogy az ilyen módon megadott névleges teljesítményt a napelem csak az ideálisnak tekinthető teszt körülmények esetén, 1000 W/m2 teljesítményű napsugárzás és 25 °C-os cellahőmérséklet esetén adja le.



A napkollektoroknál a névleges maximális teljesítmény megadása kevésbé használatos, inkább a hatásfokgörbét adják meg a gyártók. A hatásfok alapján azonban egyszerűen meghatározható a napelemekhez hasonló névleges maximális teljesítmény. 2 m2 teljes felületű napkollektor maximális hatásfoka kb. 80%, hasznos felülete kb. 1,8 m2, így a max. teljesítménye 1000 W/m2 napsugárzás esetén: 0,8x1,8x1000=1400 Wp.


A várható éves energiahozamot a napkollektoroknál egy négyzetméter felületre, a napelemeknél pedig 1 kWp névleges teljesítményre vonatkoztatva szokás megadni. A hasznosítható éves energia természetesen függ a földrajzi helytől, a dőlésszögtől és a tájolástól is, átlagos értéknek azonban hazánk területén napkollektoroknál kb. 550 kWh/m2, napelemeknél kb. 1100 kWh/kWp fajlagos értékek fogadhatók el.

A napkollektor jobb hatásfokú, energetikailag hatékonyabb, mint a napelem. Azonos felületen napkollektorokkal 4,5-szer akkora névleges teljesítményt, és 3,2-szer nagyobb éves energiahozamot lehet elérni, mint napelemekkel.

Ár-érték

A napkollektorok és napelemek összehasonlítását célszerű elvégezni pénzügyi-gazdasági szempontok, azaz ár-érték alapján is. A napkollektorok felületre vetített egységára valamivel nagyobb, mint a napelemeké. Mind az egységnyi névleges teljesítményre, mind az egységnyi energiahozamra vetített ár a napkollektorok esetében lényegesen alacsonyabb, mint a napelemeknél. Tehát napkollektorokkal jelentősen olcsóbban lehet előállítani energiát, mint napelemekkel.

A napkollektoros és a napelemes rendszerek között jelentős különbséget eredményez azonban a napenergiával kiváltott energiahordozó fajtája, és ennek ára. A napkollektorok az esetek többségében vezetés földgázt, míg a napelemek hálózati villamos energiát váltanak ki.

Az általánosan használt lakossági A1 normál tarifájú nappali áram ára jelenleg bruttó 37,56 Ft/kWh, míg földgáz esetében a lakossági normál tarifájú vezetékes földgázból előállított hőenergia ára bruttó 14,95 Ft/kWh. A lakossági tarifák esetében tehát látható, hogy az áram ára kb. 2,5-szer magasabb, mint a gáz ára. Ez komoly versenyelőnyt jelent a napelemes rendszereknek a napkollektoros rendszerekkel szemben, hiszen a drágább energiahordozó kiváltása nagyobb megtakarítást és így rövidebb megtérülési időt eredményez.

A tároló szerepe

A napenergia-hasznosító rendszerek egyik legfontosabb eleme a tároló. Tárolóra szinte minden esetben szükség van, mivel a napenergia rendelkezésre állása és az energiafogyasztás időbeli lefolyása általában nem esik egybe. Ezért a megtermelt napenergiát valamilyen tárolóban kell összegyűjteni és eltárolni a fogyasztás idejére.

Napkollektoros rendszerek esetében tárolás céljára többnyire egy víztartályt, használati-melegvíz tárolót, vagy fűtési puffertárolót alkalmaznak. Ezek általában csak napi ciklusú tárolást tesznek lehetővé, segítségükkel, a napkollektorokkal napközben megtermelt hőenergia eltárolható, így fedezhető belőle a következő napi napsütés kezdetéig jelentkező fogyasztás. Napkollektoros rendszereknél, napi ciklusnál hosszabb tárolás azonban már nem, vagy csak nagyon nagy helyigénnyel és irreálisan magas költséggel valósítható meg. Szezonális tárolás, tehát a nyári napenergia télire történő eltárolása pedig szinte lehetetlen.

A hálózatra visszatápláló napelemes rendszereknél azonban a tárolás szempontjából gyökeresen más a helyzet, hiszen tárolás céljára felhasználható a villamos hálózat. Magyarországon törvény rendelkezik arról, hogy az 50 kW teljesítmény alatti, ún. háztartási méretű kiserőművek által termelt villamos energiát az adott csatlakozási ponton értékesítő villamosenergia-kereskedő köteles átvenni, és annak méréséről gondoskodni. Ráadásul a napelemes kiserőmű tulajdonosa kérheti a szolgáltatótól a hálózatba összesen betáplált és vételezett villamos energia éves szaldó szerinti elszámolását.

A hálózatra csatlakozás lehetősége, a kötelező átvétel és az éves szaldós elszámolás összességében azt jelenti, hogy a napelemes rendszerek tulajdonosai az országos villamos hálózat formájában egy olyan ingyenes energiatároló eszközhöz (akkumulátorhoz) jutnak hozzá, ami korlátlan kapacitású, 100%-os hatásfokú, és hosszú ideig (egy évig) tud tárolni. Ez pedig nem más, mint az ideális szezonális tároló, melynek segítségével nem csak a napközben megtermelt energiát tehetjük el éjjelre, hanem a nyáron előállított energiát is eltárolhatjuk télire. A szezonális tárolóként működő villamos hálózat így lehetővé teszi, hogy egy adott létesítmény éves villamos energia szükségletét akár 100%-ban is fedezni lehessen a napelemes rendszerrel. Ez pedig további komoly versenyelőnyt jelent a napelemes rendszereknek a napkollektoros rendszerekkel szemben.

Megtérülési idők

Az ábrán azonos, megközelítőleg évi 3300 kWh energiahozamú napkollektoros és napelemes rendszer összehasonlítása látható. Ehhez napkollektorból 6 m2-nyi felület szükséges, míg napelemekből ugyanezt az éves energiahozamot 3 kWp névleges teljesítmény, és 19,2 négyzetméter felület tudja biztosítani. A kisebb elnyelő felület ellenére a napkollektoros rendszer névleges teljesítménye nagyobb, 4,2 kW, szemben a napelemes rendszer 3 kW teljesítményével. A napkollektoros rendszer ráadásul olcsóbb is, bruttó beruházási költsége kb. 1,2 millió forint, míg a napelemes rendszer ára kb. 1,75 millió forint.

Hiába azonos tehát a két rendszer éves energiahozama, ha a napkollektorok vezetékes földgázt váltanak ki, akkor ez a jelenlegi lakossági árakon csak évi 49 ezer forint megtakarítást jelent, míg a napelemes rendszer, ami áramot vált ki, évi 124 ezer forint megtakarítást produkál. A lényegesen magasabb megtakarítás miatt a napelemes rendszer megtérülési ideje sokkal rövidebb, kb. 14 év, mint a napkollektoros rendszeré, ami kb. 24 év.

A komplett rendszerek összehasonlításából látszik, hogy a napkollektoros rendszerek pénzügyi megtérülés szempontjából nem tudják felvenni a versenyt a napelemes rendszerekkel. Ennek az oka pedig nem a napkollektoros rendszerben keresendő, hanem a jelenlegi jogi és gazdasági környezetben. Míg a lakossági, családi házas napkollektoros rendszerek semmilyen támogatásban nem részesülnek, addig a napelemes háztartási méretű kiserőművek jelentős támogatást kapnak, hiszen a kötelező átvétel és az éves szaldós elszámolás magas átvételi árat és az ingyenes szezonális tárolás lehetőségét is biztosítja.

A lakosság jelentős része hajlandó tisztán önerőből, beruházási támogatás nélkül is megvalósítani hálózatra kapcsolt napelemes rendszereket. A sok kis háztartási méretű, decentralizált elhelyezkedésű naperőmű megvalósulása pedig az országos energiaellátás szempontjából is egyértelműen kedvező. Messze még az a határ, amikor a napelemes rendszerek teljesítményét nem tudja majd gond nélkül fogadni az országos hálózat. Addig is minden új naperőmű megvalósulása ingyen és tisztán, környezetszennyezés nélkül megtermelt villamos energiát jelent – nemcsak a konkrét beruházónak, az egész országnak.


3300 kWh éves energiahozamú napkollektoros és napelemes rendszer jellemzői


Napkollektoros rendszer 6 m2
Éves hőenergia termelés: kb. 3300 kWh
Napkollektor felület: 6 m2
Névleges teljesítmény: 4,2 kWp
Bruttó ár kivitelezéssel: 1 200 000 Ft
Éves megtakarítás (földgáz kiváltás): 49 000 Ft
Megtérülési idő (földgáz kiváltás): kb. 24 év



Napelemes rendszer 3 kWp
Éves villamosenergia termelés: kb. 3300 kWh
Napelem felület: 19,2 m2
Névleges teljesítmény: 3,0 kWp
Bruttó ár kivitelezéssel: 1 750 000 Ft
Éves megtakarítás (villanyáram kiváltás): 124 000 Ft
Megtérülési idő (villanyáram kiváltás): kb. 14 év



Napkollektorok és napelemek energetikai jellemzői


Napkollektorok és napelemek ár-érték jellemzői



Napkollektoros és napelemes rendszerek jellemző kialakítása


Varga Pál (Magyar Épületgépészek Napenergia Egyesülete)
Az Épületgépész című szakfolyóirat 2015. május-júniusi számában megjelent írás rövidített változata.

További érdekes cikkeinkről se maradsz le, ha követed az Ezermester Facebook oldalát, vagy előfizetsz a nyomtatott lapra, ahol folyamatosan újdonságokkal jelentkezünk!


Szólj hozzá a cikkhez!

Be kell jelentkezned, hogy hozzászólhass a cikkekhez!
Ezermester, Facebook, vagy Google fiókkal is bejelentkezhetsz.

Okos „smart” napelemes rendszerek

Egy napelemes rendszer környezetbarát, gazdaságos, függetlenséget ad. Számos előnye mellett azonban vannak gyenge pontjai is. Ezek közül az egyik legfontosabbat küszöbölik ki az „okos” vagy...


GrünPower napkollektorok és napelemek

A GrünPower napkollektorok széles körben elterjedtek Magyarországon kiváló ár-érték arányuk és megbízható működésük miatt. Mára már több ezer magyar háztartás rezsiköltségeit csökkentik a jól...