Ugrás a tartalomhoz

Ipari technológiák

Dr. Német Béla (2013)

Pécsi Tudományegyetem

Napelemes erőművek

Napelemes erőművek

A napelemek a napsugárzás elnyelését követően, fotofizikai folyamatok útján a panelben közvetlenül egyen feszültséget eredményeznek. A napelemeket három fő csoportra oszthatjuk.

- a legjobb hatásfokúak a monokristályos napelemek, ezeket követik

- a többkristályos (polikristályos, multikristályos) cellából készített napelemek és végül

- a vékonyrétegű napelemek

9.35. ábra - Amorf napelem tábla

Amorf napelem tábla

9.36. ábra - Monokristályos tábla

Monokristályos tábla

9.37. ábra - Polikristályos tábla

Polikristályos tábla

A gyakorlatban a napelemes elektromos energia termelő rendszereket mindkét üzemmódban lehet alkalmazni: hálózati betáplálásra, vagy szigetüzemi ellátásra.

9.38. ábra - Hálózati betáplálás kapcsolása

Hálózati betáplálás kapcsolása

9.39. ábra - Szigetüzemi kapcsolás

Szigetüzemi kapcsolás

A napelemes erőművekben (solar photovoltaic power plant) a napelemeket ideális esetben déli tájolással, kb. 35-45 fokos dőlésszöggel kell elhelyezni az optimális energiatermelés érdekében. A földre telepített napelemes rendszer tartószerkezete nagyon egyszerű és rendkívül időtálló fémszerkezetet jelent. Napelemes erőműbe leginkább a monokristályos és a polikristályos napelemeket célszerű beépíteni, ugyanis ezeknek a legnagyobb a hatásfoka. Egy 1 MW csúcsteljesítményű naperőmű megépítéséhez kb. 4100 darab 240 W-os napelem panelre (egy terület igénye ~5 m2) van szükség, így 1 hektár területű naperőmű 500 kW elektromos csúcsteljesítményt képes biztosítani.

A napelemek összekapcsolását nagyon sok variációban ki lehet alakítani, attól függ, hogy milyen invertereket alkalmazunk. Meg lehet oldani az egyenáram váltóárammá történő átalakítást sok kisebb teljesítményű inverterrel, vagy néhány nagyobb teljesítményű inverterrel is. A váltakozó árammal már minden szokványos villamos berendezés működtethető.

A napelemeket mezőkre osztva helyezik el a területen és ezeket a napelem mezőket kapcsolják rá az inverterekre, és ezek állítják elő a váltakozó áramot ~ 98 százalékos hatásfokkal. Az „erőmű” transzformátor állomáson keresztül csatlakozik a már meglévő nagyfeszültségű hálózatra. Ekkor nem kell foglakozni a nappal „megtermel” elektromos energia éjszakára történő tárolásával. Naperőműt gyakran a hegyekbe telepítik a tiszta levegő és a napsütés miatt:

9.40. ábra - Napelemekből álló „erőmű” a Francia Alpokban

Napelemekből álló „erőmű” a Francia Alpokban

http://www.siemens.com/press/en/presspicture/?press=/en/presspicture/pictures-photonews/2011/pn201105.php

2011-ben a Siemens napelemekből álló „erőművet” telepített a La Colle des Mées fennsíkon a Francia Alpok közelében 112,000 napelem 70-hektáron. Csúcsteljesítmény 31 MW.

Sziget üzem esetében azonban az elektromos energia tárolását, „családi házas szinten” akkumulátorokkal oldják meg. Ezek kapacitása 200-300 Ah (6-8 személyautó akkumulátor) is kell, hogy legyen a teljesítmény felhasználás miatt. Megvalósítható oda-vissza üzemmód is.

9.41. ábra - Kis teljesítményű napelemes rendszer ad-vesz üzemmódban

Kis teljesítményű napelemes rendszer ad-vesz üzemmódban

http://www.acrux.hu/sun/napelem2.html