Napelemek tájolása

Optimális és gazdaságos

Nem mindegy, hogy milyen tájolás és dőlésszög szerint helyezzük el a napelemeket. Az áramtermelők a bennük lejátszódó fizikai folyamatok miatt – akkor adják le a legnagyobb teljesítményt, ha a felületüket merőlegesen éri a napfény. Egy rosszul megválasztott beállítás miatt csökken a villamos energia előállításának mennyiség. Magyarországon déli tájolást és 35-os dőlési szöget szokás megadni. Ideális tájolás és dőlésszög esetén, egy hálózatra kapcsolt 1 kW maximális teljesítményű napelemes rendszer évi 975-1200 kWh villamos energiát termel. Gyakorlati becslésként azt lehet mondani, hogy 1 kW teljesítményű napelemes rendszerrel Magyarországon megközelítőleg 1100 kWh villamos energia állítható elő. Ehhez 4 db, egyenként 250 W-os, 1,7 m² felületű napelem modulra van szükség. A szükséges tetőfelületet becsülhetjük tehát úgy, hogy minden 1000 kWh/év villamos fogyasztás kiváltására, legalább 7 m² tetőfelületre van szükség a napelemek számára. A legnaposabb déli országrészekhez képest, az északi vidékeken kb. 20%-kal kisebb éves energiahozamra számíthatunk, az elérhető energiahozam azonban még itt is jelentős, csaknem 1000 kWh évente.

Ha a nem áll rendelkezésre optimális tetőfelület, akkor a napelemes rendszer energiahozama kevesebb lesz, mint az elérhető maximum. Tegyük fel, hogy az ország egy olyan területén szeretnénk napelemes rendszert telepíteni ahol a várható éves energiahozam ideális feltételek esetén 1000 kWh. A rendelkezésre álló tetőfelület azonban keleti tájolású, dőlésszöge pedig 45°. A napelemes rendszer várható éves energiahozama nagyjából a lehetséges maximum 75%-a, vagyis 750 kWh évente. Az eltérés számottevő, de nem annyira magas, hogy megkérdőjelezné a napelemes rendszer létjogosultságát. A 25%-kal alacsonyabb energiahozam úgy is kifejezhető, hogy 4 db 250 W-os napelem-modul helyett 5 db-ot kell felszerelni, ugyanakkora energia megtakarításért. Ennek a többletköltsége kb. 80 000 Ft.

A napelem mező tetősíkból való kiemelésével, speciális tartószerkezet kiépítésével szintén ellensúlyozható az energiahozam csökkenése. Az ideálistól való kisebb eltérések esetén azonban nem éri meg drága tartószerkezeteket építeni, és megbontani az épület esztétikai egységét. A tetősíkból kiemelt, szabadon álló szerkezetek ezen felül fokozott szélterhelésnek is ki vannak téve. Csak jelentős eltérések esetén – és ha a napelem-mező nagy méretű – lehet létjogosultsága az egyedi tartószerkezetek kiépítésének.

A napelem táblákat úgy is elhelyezhetjük, hogy egy napkövető rendszert építünk, ami követi a nap mozgását, és így jóval optimálisabb teljesítményt érhetünk el. Ennek a napkövetős rendszernek a hátránya, hogy bonyolult automatizálási rendszer szükséges hozzá, ami megnöveli a beruházás költségét. Másrészt a mechanizmus mozgatása energiát emészt fel, ami hatásfokcsökkenésként jelentkezik. A legtöbb esetben nem is indokolt egy ilyen megoldás, hiszen nem jelent akkora energia többletet, ami meghozná a plusz költséget. ?

A napelemes rendszerek várható energiahozamának vizsgálatához érdemes felkeresni a Fotovoltaikus Földrajzi Információs Rendszer (PvGIS) on-line kalkulátorát. A PvGIS adatbázisának segítségével akár hálózatra kapcsolt, akár szigetüzem esetén, megvizsgálható egy napelemes rendszer működése a kiválasztott napelem-típusból, tetszőleges földrajzi helyen megvalósítva. Beállítható a tájolás, dőlésszög és akár napkövető elrendezés is.

Napelemes rendszer várható energiahozama, ideális déli tájolás, 35 fok dőlés-szög és hálózatra való visszatáplálás esetén

Európai kitekintésben