Szerszámosláda - Technikai Portál

Öko Center

Megéri-e beruházni alternatív energiákba?

Napkollektor megtérülés

A fenti linkre kattintva talál egy letölthető excell táblázatot melyben a zöld mezők kitöltésével kikalkulálhatja hogy mennyi a beruházás becsült, várható megtérülési ideje. Meglehetősen bonyolult, összetett számítást igényel, a végeredmény ennek függvényében vitatható. Ehelyett inkább azt mondhatnánk és ez talán hasznosabb információ is, hogy általánosságban a tapasztalatok szerint a használati melegvíz 70-80%-a állítható elő éves szinten napkollektor segítségével. A fűtésrásegítés esetén rendszertől függően a hagyományos energia 30-50%-a takarítható meg ill. vátható ki napkollektor segítségével.

Megéri-e......?

Bár jogos a kérdés, mégis napjainkban ez a megközelítés már nem igazán helytálló. Ha figyelembe vesszük a klímaváltozást, a kibontakozni látszó energiaválságot, az elszabaduló energiaárakat, a várható energiafelhasználási korlátozásokat, akkor a közeljövőben már nem az lesz a kérdés hogy megéri-e és hogy mennyi idő alatt térül meg, hanem az hogy milyen megoldásokkal lesz pótolható, kiváltható a hagyományos energia. Németországban már csak úgy adnak ki lakhatási engedélyt az új házakra ha azokon található napelem, vagy napkollektor. Ne feledjük hogy egy korszerű, környezetbarát, gazdaságos energiaellátó rendszerrel felszerelt ingatlan piaci értéke, eladhatósága is jelentősen magasabb. Belátható hogy hazánkban is előbb-utóbb, ilyen-olyan módszerekkel rákényszerítik az ingatlan tulajdonosokat az alternatív energiák használatára, de az elszabaduló árak, a felhasználható mennyiség esetleges korlátozása mindenképpen ki fogja ezt kényszeríteni. Ha ehhez még hozzávesszük azt a nem elhanyagolható kérdést -ami hazánkban még nem annyira divat- hogy mi lesz a környezetünk és gyermekeink, unokáink jövője, akkor egy felelősségteljesen gondolkodó állampolgár belátja a környezetvédelmet is szolgáló, tiszta energia használatának égető szükségességét. A következő, témába vágó cikk jól érzékelteti a ránk váró nehézségeket: Megfojtja Európát az orosz gáz

Megéri-e napkollektort vagy napelemet használni?

Hazánkban még meglehetősen gyerekcipőben jár az "öko szemlélet" ami a környezetünk állapotát tekintve meglehetősen sajnálatos. Nap, mint nap hallhatunk a globális felmelegedés fenyegető hatásairól, sőt ezeket már saját bőrünkön is tapasztalhatjuk. Nemigen van azon vita a szakemberek között, hogy ehhez jelentős mértékben hozzájárul az üvegházhatást fokozó gázok kibocsátása. A környezetünk állapotáért való aggodalom azonban Magyarországon még keveseket sarkall a környezetkímélő energiaforrásokba való beruházásra. Amit nem képes elérni a félelem, a jövőnk iránt érzett felelősségtudat, elvégzi az a gazdasági előny, várható megtakarítás, amit a megújuló energiák hasznosításától, hogy néven is nevezzük, a nap és szélenergia hasznosításától remélhetünk. Ezt már Baranyiné Pataki Erzsébettől tudom, aki az Ökocentrum ügyvezetője. Vállalkozásuk különféle, környezetbarát energiaforrások, technológiák forgalmazásával és kivitelezésével foglalkozik. Ezek közé tartoznak a napkollektorok, napelemek, szélturbinák, automata öntözőrendszerek, a központi porszívó, és a fafűtés.

• A bevezetőben már megfogalmaztam azt az emberi gyarlóságot, mely szerint a közvetlen anyagi, gazdasági előny sokkal inkább motivál bennünket, mint a környezet állapota iránti aggodalom. Az ilyen irányú beruházáson gondolkodó ügyfelek feltételezem, hogy elsőként azt a kérdést teszik fel, hogy mennyibe kerül, mennyit lehet vele megtakarítani, mennyi idő alatt térül meg?

Bár jogos a kérdés, mégis napjainkban ez a megközelítés már nem igazán célszerű. Ha figyelembe vesszük a klímaváltozást, a kibontakozni látszó energiaválságot, az elszabaduló energiaárakat, a várható energiafelhasználási korlátozásokat, akkor a közeljövőben már nem az lesz a kérdés, hogy megéri-e és hogy mennyi idő alatt térül meg, hanem sokkal inkább az, hogy milyen megoldásokkal lesz pótolható, kiváltható a hagyományos energia. Németországban már csak úgy adnak ki lakhatási engedélyt az új házakra, ha azokon található napelem, vagy napkollektor. Ne feledjük hogy egy korszerű, környezetbarát, gazdaságos energiaellátó rendszerrel felszerelt ingatlan piaci értéke, eladhatósága is jelentősen magasabb. Belátható hogy hazánkban is előbb-utóbb, ilyen-olyan módszerekkel rákényszerítik az ingatlan tulajdonosokat az alternatív energiák használatára, de az elszabaduló árak, a felhasználható mennyiség esetleges korlátozása mindenképpen ki fogja ezt kényszeríteni. A közelmúltban, országos napilapban jelent meg egy cikk melynek az volt a címe hogy: "Megfojtja Európát az orosz gáz. Kelet-Európa kiszolgáltatott, a gáz egyre drágul, a függőség Magyarországon is egyre nő." A félelem tehát jogosnak tűnik a jövő energia ellátást illetően és nem tekinthetjük légből kapott pánikkeltésnek egy esetleges energiaválságot.
Egyébként hogy az eredeti kérdésre válaszoljak, természetesen rendelkezésre állnak különféle adatok melyek a várható megtakarításról adnak előrejelzést. Ezek a számok csak tájékoztató jellegűek, hisz konkrétumokat már csak azért is lehetetlen mondani, mert a megtakarítás mértéke erősen függ az adott rendszer jellemzőitől (teljesítményétől) a lakók számától, az életviteltől és persze még az időjárástól is. Nagyban nehezíti a számításokat, hogy csak az adott pillanatban érvényes energiaárakból lehet kiindulni. Több éves kalkulációnál nem indulhatunk ki a jelenlegi árakból. A napkollektort kiemelve a lehetőségek sorából az általánosságban, a tapasztalatok szerint a használati melegvíz 70-80%-a állítható elő éves szinten napkollektor segítségével. A fűtésrásegítés esetén rendszertől függően a hagyományos energia 30-50%-a takarítható meg ill. váltható ki napkollektor segítségével.

• Ez nagyon meggyőzően hangzik, ennek előnyeiről, hasznáról keveseket kell győzködni, de sokan talán nem ok nélkül arra gondolnak most, hogy jó dolog ez, de ki tudja mindezt megfizetni, hisz ezek a rendszerek nem olcsóak.

Mi számít olcsónak és mi drágának? Ha Ön házat épít és elmegy a tűzépre, hogy megvásárolja az építőanyagot, akkor mindenből a legolcsóbbat választja? Aligha. Nehezen tudom elképzelni, hogy amikor valaki házat épít magának, gyermekeinek, unokáinak akkor mindenből a legolcsóbbra, a leggyöngébb minőségre törekedne, hisz házat hosszútávra szoktunk építeni. Ha egy ház, de akár egy lakás költségeihez viszonyítjuk egy napkollektoros, vagy napelemes rendszer költségeit akkor nagyon durván számolva, a teljes költséghez viszonyítva nem haladja meg annak 10 százalékát. Az emberek többsége, amikor pl. csempét, vagy nyílászárót választ akkor igyekszik a számára még megfizethető lehető legjobbat és legszebbet megvásárolni. Ha ezek költség arányát vizsgáljuk, valószínűleg szintén közelítjük a 10 százalékot. Nem azt akarom ezzel mondani, hogy a csempe vagy az ajtók kevésbé fontosak, mint a napkollektor, de mindenestre érdemes elgondolkodni a prioritásokon. Fontos megjegyeznem, hogy az állam pályázati formában támogatja a megújuló energiák hasznosítását célzó beruházásokat. Cégünk ingyenes elkészíti vásárlói pályázatát. A támogatás mértéke 25%, és akár 1 millió Ft állami támogatás szerezhető.

• Kinek, milyen célra, milyen rendszer ajánlható elsősorban, egyáltalán mi mire való

Ez mindig attól függ, hogy az ügyfélnek mi az igénye. Talán napjainkban a napkollektoros rendszerek a legelterjedtebbek és legkeresettebbek. Nem véletlenül hisz a napkollektorral a használati melegvíz és a fűtés előállítására szolgáló hagyományos energiahordozók jelentős része kiváltható. Ebből az is kiderül, hogy a napkollektorban folyadék kering mely az összegyűjtött hőenergiát a fűtési rendszernek, és melegvíznek adja át.
A napelemek elektromos energiát termelnek, ezekkel az áramszolgáltatótól kapott elektromos energia egy része váltható ki. Meg kell jegyeznem - és ez a napkollektorokra és a szélturbinákra is igaz - hogy az előállítható energia nagyságrendje jelentős mértékben a választott rendszer teljesítményétől függ.
Míg a napelem, vagy napkollektor akár egy társasház, panelház tetején, erősen beépített környezetben is alkalmazható, addig a szélturbinák már speciálisabb, nyitottabb környezetet igényelnek. Egészen speciális és meglehetősen új terület a hőszivattyú mely évszaktól és időjárástól függetlenül a talajból felszivattyúzott vízből von el hőenergiát és ezzel képes a fűtés számlát jelentős mértékben csökkenteni. A hőszivattyú a tapasztalatok szerint annál gazdaságosabb minél nagyobb az alapterület.

• Mi tagadás zsong a fejem a sok információtól, de még így sem könnyű dönteni.

Napelem

A napelemek fajtái

Alapanyag szerint többféle napelemet különböztetünk meg:

• Egykristályos szilícium (Si) napelemek: drágák, de hatékonyak. A legkorszerűbb panelek hatásfoka 18%, laboratóriumi körülmények között 25%, az elméleti határ 31%.
• Polikristályos Si napelemek
• Amorf szilícium napelemek: olcsóbbak
• Fém - félvezető - fémszerkezetek: festékanyagokkal érzékenyített félvezető-oxidok. A hatásfokuk kevesebb, mint 10%. Példa: kadmium-tellurid és a réz-indium-tellurid napelemek
• Adalékolt amorf félvezető napelemek
• Szerves anyagokból (polimerekből) készült napelemek: olcsók, de hatásfokuk csak 2-5%.

A napsugárzás koncentrálásával (többfotonos technológia; vagyis apró lencsék alkalmazása) a hatásfok 66%-ra növelhető. A legkorszerűbb gáztüzelésű erőművek hatásfoka közel 60%.

Kinyerhető teljesítmény

A napelemekből kinyerhető teljesítmény függ a fény beesési szögétől, a megvilágítás intenzitásától, és a napelemre csatolt terheléstől. A fény intenzitását kevéssé tudjuk befolyásolni (nem takarjuk el a napelemet szándékosan), míg a másik két paraméter elméletileg kézben tartható.

A napelem beépítése szerint lehet fix vagy napkövető jellegű.

A fixen beépített napelem maximum 6 órán keresztül képes napfényt elnyelni. Ahhoz, hogy egész nap az időjárás által megengedett maximális teljesítménnyel tudjuk gyűjteni a napenergiát, a nappal folyamán vízszintesen forgatnunk, függőlegesen bólintanunk kell a napelemet, úgy, hogy a napsugár beesési szöge a lehető legkisebb mértékben térjen el a merőlegestől. Ehhez plusz elektronikát és mechanikus elemeket kellene felhasználnunk, és a telepítési hely megválasztására is nagyobb gondot kell fordítani. Ellenben a fix beépítésnél elegendő a (tervezéskor már jól betájolt) ház tetőszerkezetét felhasználnunk a napelemek tartójának.

Az optimális besugárzásra beforgatott napelem-modul sem fog mindig teljesítményt szolgáltatni, mivel a besugárzás mértéke több okból is változhat, lecsökkenhet (pl. lemegy a Nap vagy eltakarják a felhők stb.). Mivel a fogyasztóinkat folyamatosan szeretnénk üzemeltetni, viszont a napelem nem tud folyamatosan energiát biztosítani, valamilyen energiatároló puffert kell alkalmaznunk a rendszerben, amivel áthidalhatjuk az alacsonyabb napfény-intenzitású időszakokat. (puffer=átmeneti energiatároló). Az energia hasznosításának másik útja, amikor invertert alkalmazunk. Az inverter a napelem egyenáramát váltakozó árammá alakítja át, és visszatáplálja a hálózatba. A visszatáplálás természetesen a hálózat periódusával szinkronizálva lehetséges.

A teljesítmény növelésének egyik módja sok apró lencse alkalmazása, amelyek a napfényt, a beesési szögtöl függetlenül, a napelemekre koncentrálják.

Hatásfok

A napelemek alapanyaguktól és technológiájuktól függően különböző hatásfokkal képesek villamos energiát termelni. A hatásfok (?, "eta") százalékosan fejezi ki, hogy a napelem mennyi napenergiát alakít át elektromos energiává. A hatásfokot a következő képlet szerint számítják:

,

ahol

• Pm a fényelem által leadott maximális teljesítmény,
• E a napsugárzás energiája (W/m2),
• Ac a napelem felülete (m2)

A hatásfokot a környezeti és a konstrukcióval összefüggő tényezők egyaránt befolyásolják. A környezeti tényezők közül a hőmérséklet a legfontosabb, de ide lehet sorolni a cella felületének tisztaságát, a megvilágítás erősségét is.

A napelemek hatásfoka jelenleg (2007. nyara) 6-14% közötti, a legkorszerűbb - polikristályos - napelemek 20%-os hatásfoka már csúcsnak számít. Az áttörést itt is a nanotechnológiától remélik.

Alkalmazási példák

A napelemek alkalmazását meghatározó legfőbb szempont, hogy bevezetésük magas egyszeri kiadást igényel, viszont üzemeltetési költségük igen alacsony.

Lipcse (Brandenburg, Németország) közelében várhatóan 2009-re készül el a 40 magawattosra tervezett naperőmű, mely 20 ezer háztartást lát majd el energiával, és 50 ezer tonna szén-dioxid kibocsátást szüntet meg. Ez lesz a világ legnagyobb naperőműve.

Hatalmas naperőművek épülnek napelemek mezőivel. A spanyolországi PS10 naperőmű, a spanyolországi Tres naperőmű, a spanyolországi Monte Alto naperőmű, a spanyolországi Andasol 1 naperőmű, az ausztráliai King's Canyon naperőmű, az ausztráliai White Cliffs naperőmű, a németországi Waldpolenz naperőmű, az amerikai Nellis naperőmű, az amerikai Nevada naperőmű, az amerikai Mojave-sivatag naperőműje, az algériai Hassi R'mel naperőmű, a portugáliai Sepra naperőmű, az amerikai SEGS naperőmű, mind olyan erőfeszítések, melyek által az emberiség végleg megszabadulhat a globális felmelegedést előidéző szénerőművektől és más hagyományos energiaforrásoktól.

• A lap szövege a GNU Free Documentation License feltételei szerint használható fel (lásd a Wikipédia:Felhasználási feltételek lapot).