e-villamos online szaklap

Napelem és napi felhasználás

| | |  0 | |

Mindenki számára nyilvánvaló, hogy amikor süt a nap, akkor termelnek a napelemek. Ugyanígy természetes, hogy a napelemek előnye, hogy éves termelésük döntő hányada a kánikulai napokra esik, amikor a hűtési igények a legnagyobbak, a magas külső hőmérséklet és az épületek felületeit és belső tereit érő napsugárzás miatt. Az is magától értetődő, hogy a napelemeket az épületek felületeire (tető, homlokzat) telepítve a nyári sugárzási hőterhelés csökkenthető, a napelemek árnyékolnak. A szakszerűség, tervezhetőség azonban azt kívánja, hogy vizsgáljuk meg, a napelemek termelésének napi lefutása mennyire van összhangban a villamosenergia-igények napi változásával.

A napelemek termelése számos tényezõtõl függ: tájolás, dõlésszög, levegõ hõmérséklete, árnyékolás, kristályszerkezet (hatásfok, szórt és közvetlen napsugárzás hasznosításának hatásfoka) stb. Ezek közül a következõkben csak az elsõ kettõnek a hatását vesszük figyelembe közvetlenül, a többit adottnak, vagy választhatónak tételezzük fel. Az értékeléshez kiválasztottunk két konkrét mûködõ napelemes rendszert és három napot, amelyre vonatkozóan mind a villamosenergia-rendszer terhelése, mind a napelemek termelése rendelkezésre áll.

Az egyik napelemes rendszer az Újbudai (Budapest XI. kerület) Önkormányzat Zsombolyai u. 5. alatti irodaházának kis lejtésû tetején mûködik, fixen rögzített napelemtáblákból áll. A másik rendszer a TESCO gyáli logisztikai központjának udvarán üzemel, a napelemtáblák követik a Nap járását, szögét. A kiválasztott három nap: 2008. július 3. és 6., valamint 2009. március 12. A 2008. júliusi két nap kiválasztását az indokolja, hogy ebben a hónapban a napsütéses órák száma megegyezett a júliusi sokéves átlaggal. A kettõ közül az egyik nap munkanap, a másik hétvégi nap volt. A villamosenergia-rendszer adatai a MAVIR honlapjáról származnak, a napelemek termelési adatai az inverterek által gyûjtött nyilvános adatbázisból.

Az összehasonlítás érdekében normalizált értékkel dolgozunk. A villamosenergia-igények esetében a napi minimum órai átlagterheléssel csökkentettük az órai átlagterhelés adatsort, majd a maximális igényhez tartozó – de már szintén csökkentett – értékkel elosztottuk az adatsort, így 0 és 1 közötti adatokat kaptunk, és az alapterhelés nem játszik szerepet a vizsgálatban. Hasonlóképpen jártunk el a napelemek esetében is, itt értelemszerûen nincs alaptermelés, amely egész nap fennállna, ezért az órai termelési adatokat osztottuk el a legnagyobb értékkel, szintén 0 és 1 közötti adatokat kapva.

Az 1. ábrán a július 3-i, csütörtöki nap viszonyai láthatóak. A napi csúcsigény dél körül jelentkezett. A fixen telepített napelemek kis dõlésszögük miatt elsõsorban a Nap magasabb állása mellett termelnek, az igények felfutását és csökkenését csak hozzávetõlegesen követik. A mindig maximális termelést nyújtó napkövetõ panelek görbéje szinte rásimul az igényekére, a napelemek termelési tartományában. Napkelte elõtt kevéssé van szükség a napelemek termelésére, a napnyugta utáni második csúcs idõszakában pedig nem tudnak termelni.


1. ábra: A 2008. július 3-i nap (csütörtök) diagramja

Július 6. vasárnap volt, a lefutásokat a 2. ábra mutatja be. Jól látható, hogy az esti csúcs jelentõsebb, mint a dél körüli (mindenki a strandon volt). A relatív értékek tekintetében a napelemek termelése meghaladja az igényeket. A felfutás tekintetében a fix rendszer áll azokhoz közelebb, a csökkenés periódusában szintén. A naplemente közeli idõszakban a napkövetõ rendszer termelése kedvezõbb. Kora tavaszi napként 2009. március 12-ét választottuk, ez csütörtöki nap volt. A 3. ábra mutatja be a viszonyokat. Az igények a reggeli felfutás után szinte állandóak, a délutáni csökkenést követõen erõteljesen jelenik meg az esti csúcs sarkantyúja. A rövidebb nappalok miatt a napelemek hasznos üzemideje két órát rövidül, a felfutást egyik sem képes követni és termelésük délután rohamosan csökken.


2. ábra: A 2008. július 6-i nap (vasárnap) diagramja Újbuda Önkormányzatának épületén


3. ábra: A 2009. március 12-i nap (csütörtök) diagramja

Megjegyezzük az ábrákkal kapcsolatban, hogy mind az igények, mind a napelemek termelése szempontjából véletlenszerûen lettek napok kiválasztva, így elképzelhetõ, hogy mind az igények, mind a termelés alakulása egyedi okokból nem a szokásosnak megfelelõen történt. Így az ábrák alapján túlzott általánosítást nem szabad tenni. A bemutatott ábrákon azt vizsgáltuk, hogy – képzeletben – a menetrendtartás a napelemekre bízva milyen eredményt érhetnénk el. Látható volt, hogy a nyári idõszak nappali periódusa napelemekkel jól lefedhetõ. A napnyugta utáni igények (hétvégenként napi csúcsok) fedezésére azonban nem alkalmasak. A tavaszi és õszi idõszakban csak az energiaigények kisebb hányadát képesek kielégíteni a rövidebb nappalok miatt, illetve mivel ilyenkor a villamosenergia-igényeket nem a napsugárzás (klimatizálás befolyásolja).

Hozzászólás

A hozzászóláshoz be kell jelentkeznie.

Facebook-hozzászólásmodul