2024. július 18., csütörtök

UJ HONLAP BANNER 250 100

Goda portreA napenergia-felhasználás, azon belül a naperőművek létjogosultságáról talán már senkit nem kell meggyőzni. Az előző számban olvasható írásunk első részében a naperőműves rendszerek előnyei mellett érvelve a naperőmű felépítését ismertettük, jelen írásunkban pedig egyedi terveket mutatunk be, majd pedig megtérülési számításaink eredményeit közöljük.

 

Csondor portreA TERVEZETT BERUHÁZÁS

A tartályokon többféle módon helyezhetők el a napelemek. Vízszintesen több napelem összeépítésével egy nagy felületű délre tájolt rendszert alkottunk. Egy tartályra három sor napelemet helyeztünk. Soronként pedig 64, 52, 36 darabot terveztünk (1. ábra).

 

01abraA tartályok mellett rendelkezésre állt szabad földterület is, azonban a rendelkezésre álló földterületre a nap járása miatt árnyék vetül. Azok a napelemmodulok, amelyekre árnyék vetül, lerontanák a velük sorba kötött többi napelemmodul, illetve az egész rendszer teljesítményét.

Megvizsgáltuk a tartályok mérete alapján mekkora területre vetül árnyék, majd ezt követően számítást végeztünk, mekkora teljesítménycsökkenést jelentene évszakra és napszakra tekintve az árnyékolt területek felhasználása. Az eredmények kiértékelése után a rendszer optimalizálása érdekében a tervezés során úgy döntöttünk, hogy a beárnyékolt területeket szabadon hagyjuk (2. ábra).

2 abra Napelem

A benzint tároló tartályokra a biztonsági kérdések, az ezzel járó többletköltségek, valamint a szabad területek egyszerűbb felhasználási lehetősége miatt nem terveztünk napelemes rendszert, azonban az adott veszélyességi osztálynak megfelelő berendezésekkel megépíthető lenne ez a rendszer is (3. ábra).

03abra

Az egyes telephelyeken az 1. táblázatban látható méretű napelemes rendszereket terveztük. A beépített teljesítmény az inverterek AC oldali maximális összteljesítményét jelentette.

Tablazat1 A gázolaj tárolására alkalmas tartályok felületére mindig azonos méretű rendszert helyeztünk el, a beépített kapacitás a tartályok darabszámának függvényében változott. Az I. és II. telephely esetében négy-négy gázolajos tartály állt rendelkezésre, a III. telephely esetében 7 db. A kiszámított beépített teljesítmények alapján napelemes tervező szoftver segítségével szimulációkat futtattunk. A szimulációk során figyelembe vettük a napelemes modul dőlésszögét, tájolását, földrajzi elhelyezkedését.

A 4,575 MW beépített teljesítményű rendszer egy év alatt 5 559 988 kWh energiát táplálna a hálózatba. Ebben a mennyiségben benne foglaltatik a rendszer önfogyasztása és a kábeleken keletkező 5%-os veszteség is. A 4. ábrán jól látszik, hogy a napelemes erőmű havi lebontásban mekkora mennyiségű energiát állítana elő.

Jól látható, hogy még a téli hónapokban is jelentős mennyiségű energiát állít elő a rendszer. Egy darab tartályon elhelyezett rendszer 57 592,7 kWh energiát állítana elő évente. A négy tartály összesen 230 371 kWh energiát állítana elő, míg a szabad földön elhelyezett blokkok összesen 5 329 617 kWh-t. A számokból jól látható, hogy a tartályokon elhelyezett rendszer éves energiatermelése messze elmarad a szabad földterületekétől.

A 3,88 MW beépített teljesítményű rendszer egy év alatt 4 856 797 kWh energiát táplálna a hálózatba. Ebben a mennyiségben benne foglaltatik a rendszer önfogyasztása és a kábeleken keletkező 5%-os veszteség is. Egy darab tartályon elhelyezett rendszer 55 852,7 kWh energiát állítana elő évente. A négy tartály összesen 223 411 kWh energiát állítana elő évente, míg a szabad földön elhelyezett blokkok összesen 4 633 386 kWh-t. A negyedik blokk esetében a délkeleti tájolás valamelyest ront a rendszer hatásfokán.

4abra

A 0,715 MW beépített teljesítményű rendszer egy év alatt 922 431 kWh energiát táplálna a hálózatba. Ebben a mennyiségben benne foglaltatik a rendszer önfogyasztása és a kábeleken keletkező 5%-os veszteség is. Egy darab tartályon elhelyezett rendszer 56 231 kWh energiát állítana elő évente.

A hét tartály összesen 393 617 kWh energiát állítana elő évente, míg a szabad földön elhelyezett rendszer 528 814 kWh-t.

MEGTÉRÜLÉSSZÁMÍTÁS

A METÁR prémium támogatási rendszerben az 1 MW feletti erőművek megtérülési idejét nehéz pontosan kiszámolni, hiszen nincs fix átvételi ár, hanem az aukción kerül meghatározásra. Ettől függetlenül a támogatási rendszer célja, hogy a beruházás megtérüljön a beruházónak. Munkánk során az 1 MW feletti erőművek esetén is pályázati eljárás alá nem tartozó prémium típusú támogatás támogatott árával számoltunk. Felmerülhet a lehetősége annak is, hogy az 1 MW-nál nagyobb erőműveket több, 1 MW-os erőműként csatlakoztassuk a hálózatra.

Szabadföldi telepítés esetén, ha blokkosított telepítést alkalmazunk, akkor 370 000 Ft/kW-os nettó árral számoltunk. Abban az esetben, ha nem bontottuk különálló blokkokra, 350 000 Ft/kW-os nettó árral számoltunk. Utóbbi esetben az árat indokolja a kevesebb inverterszám. Ez az ár egy becslés, amelyet a földmunkától kezdődően az egyéb kivitelezési munkákon át az inverterek, napelemmodulok transzformátorárai határoznak meg. Természetesen minél nagyobb méretű erőmű építéséről van szó, annál jobban csökken a fajlagos költség. Továbbá az árban figyelembe vettük, hogy az egyes földterületek már rendelkezésre állnak, illetve az erőmű védelme (kerítés, őrök stb.) ugyancsak rendelkezésre állnak.

A tartályok tetején elhelyezett rendszerek ára a speciális tartószerkezet és telepítési igényük miatt megemelkedhet. Számításaink során 400 000 Ft/kW fajlagos nettó árral számoltunk.

A számításokkal nem az volt a célunk, hogy napra pontosan kiszámítsuk a megtérülés idejét, hanem szerettünk volna adni egy közelítő becslést. Kétfajta becslést alkalmaztunk, egy úgynevezett egyszerű becslést, mely során kiszámoltuk a 2017-es évre, hogy a napelemes erőmű által megtermelt energia 2017-es árakon mekkora bevételt jelentene. Ezt követően a beruházás költségét viszonyítjuk az éves bevételekhez.

A második számítási módszernél a közgazdaságtanból jól ismert nettó jelenérték számítási módszer alapjait használtuk fel. Elhanyagoltuk a banki alapkamatot, feltételezve, hogy a beruházó esetleg más befektetésbe ruházna be, illetve nem fektetné be a szóban forgó pénzösszeget. Figyelembe vettük a napelemes modul degradációját, azaz, hogy mennyivel termel kevesebbet az évek múlásával, ennek a gyártó által garantált értéke 1,1%.

Esetünkben – hiszen a gyakorlatban ennél jóval kevesebb ez az érték – a valóságnak megfelelően ennél jobbat feltételeztünk az első 15 évre. A napelemes moduloknál jelentősebb teljesítményromlás élettartamuk végén fordul elő, míg az első 15 évben szinte változatlanul maximális a teljesítményleadásuk. Emiatt a degradációs tényezőt 0,8%-ban határoztuk meg.

Az elkövetkezendő 15 évben nem számítunk jelentős támogatási áremelkedésre, így ezt az értéket 0%-nak állítottuk be.

A számításaink során feltételezett árak mellett számoltunk, melyek meghatározása összetett közgazdasági feladat. A számítások további célja az volt, hogy megvizsgáljuk, hogy a METÁR-ban megadott maximális támogatási időszak alatt megtérülne-e a beruházás, számításaink szerint az összes telephelyen tett beruházás megtérül legfeljebb 10 év alatt, vagyis a METÁR-ban foglalt 13 éven belül.

KONKLÚZIÓ

A rendelkezésre álló három telephely vitathatatlanul rengeteg lehetőséget rejt magában, mind műszaki, mind gazdasági szemlélettel vizsgálva. Mérnökként elsődleges célunk egy olyan beruházás megtervezése volt, mely beleillik a telephelyek rendeltetésébe, megtérülési ideje alacsony, gyorsan, könnyen kivitelezhető, és zöld utat nyit a megújuló energiaforrások térnyerésének irányába. Mivel a telepek energiafogyasztásának legnagyobb hányadát a villamos energia teszi ki, így a leghasznosabb beruházást egy villamos energiát termelő rendszer jelenti. Szem előtt tartva a célkitűzéseket, a legideálisabb megoldás a napelemes technológia felhasználásából származik.

Egy napelemes beruházás minden esetben kiszámítható, hiszen a beruházási költségek adottak, a termelés ma már előre prognosztizálható, határait és hatásait a villamos hálózatra pedig jól ismerjük.

Egy szolár beruházás mindemellett kockázatcsökkentő is, figyelembe véve, hogy energetikai függetlenséget jelent a szolgáltatótól, degradációja pedig közel indifferens. Széndioxid-kibocsátása nincs, így az ország CO2-kvóta aránya is hazánk javára változik, a környezetbarát előnyök pedig pályázati támogatást ígérnek. A tervezés alatt a gázolajtárolók napelem telepítésre alkalmas felületét, valamint az árnyékolástól mentes szabad földterületeket is felhasználtuk. Munkánk során minden telephelynél kidolgoztunk többféle megvalósítási lehetőséget, hogy ezzel is segítsük a döntést, amelyekhez gazdasági számítást is végeztünk.

A gazdasági számítások alapján a beruházás minden esetben legfeljebb 10 év alatt megtérül. 10 év egy naperőműves, de bármilyen energiát szolgáltató beruházásnál nagyon rövid idő, így elmondható, hogy kivételesen jövedelmező lenne ezeknek a környezetbarát erőműveknek a megvalósítása. Az általunk tervezett beruházás gyorsan megtérülő, a stratégiai tároló telephelyeken gond nélkül – akár többféle módon – megvalósítható, az energiaigényeket kielégítő, környezetbarát megoldás.

 

Irodalomjegyzék
[1] Véghely T.: Napelemes rendszerek villamos berendezései. Budapest, 2014.
[2] Markvart T.: Solar Electricity. 2014.
[3] Messenger R. A., Ventre J.: Photovoltaic Systems Engineering. 2003.
[4] Csondor B.: Napelemek telepítésének hatása a kisfeszültségű hálózatok felharmonikus viselkedésére. 2016
[5] Goda L. C.: Háztartási Méretű Kiserőmű Tervezése – Home Solar Electric System Design, 2016.
[6] Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
[7] MSZ EN 50160
[8] www.fronius.com
[9] http://www.mavir.hu/web/mavir/megujulo-tamogatasi-rendszer
[10] http://www.mekh.hu/megujulotamogatasi-rendszer-metar
[11] http://eszk.org/attachments/l317/ea/METAR_kockazat_eloadas_eszk_3.pdf
[12] Nemzeti Fejlesztési Minisztérium: Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Terv

 

 

 

Keresés