Hogyan döntsük el, hogy mekkora rendszerre van szükségünk? – A napelemes rendszerek méretezése
A napelemek telepítése előtt, már a tervezés első fázisaiban át kell gondolnunk, hogy valójában mennyi villamos energiára van szükségünk, és mindezt mekkora rendszerrel tudjuk fedezni. Mivel az áramszükséglet megállapítása csak egyetlen lépés ebben a kalkulációban, most áttekintjük, hogyan is határozható meg a napelemrendszer ideális mérete.
Mivel a napelemes rendszerek telepítésének egyik legfőbb előnye a havi villanyszámla nullázása (vagy legalábbis annak igen jelentős csökkentése), fontos, hogy megfelelő mennyiségű panelt telepítsünk az ingatlanon. Korábban már áttekintettük a napelemrendszer elemeit és azok működését is, így most kimondottan arra fókuszálunk, hogy a tervezés során a méretezéssel kapcsolatban mire kell ügyelni.
Előrebocsátjuk, hogy az itt következő sorok csak tájékoztatásul szolgálnak, hiszen az Ön fogyasztási adatai és jövőbeli tervei alapján természetesen szakértőink fogják a számításokat elvégezni, és ők fogják a megfelelő méretű napelemrendszert megtervezni.
Előrelátás és tapasztalat
A rendszer tervezésekor az egyik legfontosabb lépés a jelenlegi és a korábbi fogyasztási igény áttekintése. A háztartás éves villamosenergia-fogyasztását kell kiszámítanunk, és mindenképpen fontos, hogy a számításnál ne az átalánydíjakat vegyük alapul. A valós fogyasztási értékek mentén, az egyes hónapok közötti eltéréseket kiegyensúlyozva kaphatjuk meg az éves fogyasztást, amely a napelemes rendszer méretének tervezéséhez alapinformáció.
A múltbéli tapasztalataink azonban még nem elegendőek egy ekkora beruházás tervezéséhez. Mindenképpen szükségünk lesz némi előrelátásra is: a tervezési fázisban célszerű mérlegelni, hogy milyen további, elektromos fogyasztók telepítését tervezzük az ingatlanban a következő egy évben. Ez lehet például egy elektromosautó-töltőállomás, egy új klímaberendezés vagy egy elektromos hőszivattyú, amelyet ugyanúgy el kell látni villamos árammal, mint a már megszokott háztartási kis- és nagygépeket. Ahhoz, hogy ezt a fogyasztást is fedezhessük, már most érdemes egy nagyobb teljesítményű rendszerben gondolkodnunk.
Nem éri meg ugyanakkor csak „a biztonság kedvéért” túlméretezni a rendszert. Ez ugyanis feleslegesen drágítja a beruházást. Még egy támogatási programban részt vevő fogyasztó esetén is fontos, hogy a valódi igényeire szabott rendszert válasszon, mivel ez a kulcsa a valódi fenntarthatóságnak. Természetesen ez nem zárja ki azt, hogy a későbbiekben további fogyasztó berendezéseket lássunk el napenergiával, ám évekkel korábban nem szükséges erre méretezni a rendszert, elég, ha az inverter kiválasztásánál figyelembe vesszük ez irányú törekvéseinket.
Nem csak a panelekből áll
A napelemes rendszerek – bár egyértelműen a panel a leglátványosabb elemük – nem csak a tetőre szerelt panelekből állnak. A rendszer meghatározó eleme az inverter, amelynek több típusa közül is választhatnak a lakossági felhasználók.
A megfelelő típust a felhasználási körülmények, a méret, a későbbi bővítési igények, valamint a rendszer optimalizálásával kapcsolatos elvárások határozzák meg. A panelek száma utólag is növelhető, ám a beépített inverter cseréje körülményes, ezért törekedjünk arra, hogy minden paramétert mérlegelve válasszuk ki a legjobbat az adott felhasználáshoz.
Fontos továbbá tisztáznunk, hogy a hagyományos string inverterek műszaki követelményei megszabnak bizonyos rendszerparamétereket a kivitelezés során. Ilyen például az, hogy munkapontonként minimum 6 db napelempanelnek kell csatlakoznia hozzájuk. Mivel ezek az inverterek többnyire két tájolást tudnak kezelni – így egy háztetőn két különböző tájolású tetősíkra helyezett panelek csatlakoznak az inverterhez – előfordulhat, hogy a panelek számát ez a követelmény növeli meg.
Ugyanakkor az, hogy a string inverterek két eltérő tájolás kezelésére is lehetőséget adnak, biztosítja a rendszer jobb hatásfokát, mivel a nem ideális tájolású panelek hatásfoka számottevően elmaradhat a szerencsésebb irányban telepítettekénél. A sorba kötött panelekből így tudjuk tehát a lehető legnagyobb villamos energia teljesítményt kinyerni.
Ezzel szemben az optimalizált rendszerekben található inverterek közvetlenül képesek csatlakozni a panelekhez. Az egyszerűbb lakossági rendszerekhez azonban nagyon ritkán szükséges ilyet választani. E rendszerek bővítése egyszerűbb, mint a hagyományosoké, ugyanakkor magas áruk miatt hosszabb megtérülésre kell számítani. Versenyképességüket azok a telepítési helyzetek adják, amelyekben nem célszerű vagy nem lehetséges hagyományos string invertert telepíteni.
Számoljunk!
Az éves fogyasztás és a következő egy-két évben tervezett fogyasztó berendezések alapján meghatározhatjuk a napelemrendszer szükséges beépített teljesítményét. Egy napelempanel átlagos teljesítménye 400 Wp, ezzel elosztva az összteljesítményt megkapjuk a napelemek szükséges darabszámát.
Figyelnünk kell azonban arra, hogy ezt a kb. 400 Wp-es teljesítményt ideális körülmények között – megfelelő, 35 fokos dőlésszögben telepítve, déli tájolás esetén – tudja leadni a panel. Ilyen helyzetben egy 1 kWp teljesítménycsúcsú rendszer kb. 1200 kWh energiát termelhet egy évben.
Minden más tájolás és eltérő szög esetén ennél kisebb teljesítménnyel kell számolnunk, például délkeleti és délnyugati tájolás esetén 1200 kWh helyett csak 1150 kWh, keleti és nyugati tájolás esetén 1050-1100 kWh közötti teljesítményt nyerhetünk ki (a dőlésszög figyelembevétele nélkül számolva).
A pontos adatok meghatározásához online GPS-alapú termelési kalkulátorokat és szimulátorokat használhatunk. Miután megadjuk az elhelyezkedés koordinátáit, a tető paramétereit és a veszteségi tényezőket, viszonylag pontos értéket nyerhetünk.
A számítások során se feledkezzünk meg magáról az inverterről. Amennyiben a fogyasztási adatok alapján meghatároztuk a szükséges teljesítményt és a napelempanelek számát, vegyük figyelembe, hogy milyen tájolással és hány részletben (síkban) tudjuk felszerelni a paneleket.
A legtöbb esetben arra törekszünk, hogy a panelek száma ne haladja meg a szükséges energia biztosításához nélkülözhetetlen mennyiséget, azonban az inverterek esetén más a helyzet. Itt lehetőségünk van némi mozgásteret hagyni a rendszerben. A lakossági felhasználóknak szánt inverterek teljesítménye fix, azonban viszonylag széles skálán mozog. Amennyiben a háztartás távlati terveiben további bővítési szándék szerepel, az inverter túlméretezése indokolt lehet. Például egy család, amelynek jelenleg 5,2 kWp teljesítményű napelemrendszerre lenne szüksége, viszont további, villamos energiával működő berendezések beszerzését (autótöltő, klíma, fűtésrendszer stb.) tervezi, választhat egy 8 kWp-es teljesítményre szabott invertert, amely így a későbbi bővítések során is alkalmas lesz a feladatai ellátására. A bővítés feltétele még a háztartás elektromos hálózatának alkalmassága is, fontos tehát megvizsgálni, hogy mennyi a rendelkezésre álló lekötés.
Előfordulhat, hogy nem állnak rendelkezésünkre fogyasztási adatok a háztartásról (például egy új ingatlan építésekor). Ilyenkor is fontos azonban megbízható és viszonylag pontos adatokat felhasználnunk a méretezéshez. Ebben egy energetikus lehet a segítségünkre, aki a használatos fogyasztók teljesítményének, továbbá az ingatlan állapotának és kivitelezésének ismeretében megállapítja a szükséges összteljesítményt.
Az inverterekkel kapcsolatban érdemes megjegyeznünk továbbá, hogy minden inverter túlméretezhető. A beépített panelek névleges teljesítményüket ugyanis csak tiszta időben, 35 fokos dőlési szög esetén, ideális tájolás mellett, megfelelő hőmérsékleten adják le. Amennyiben ezt az értéket az átáramló energia nem haladja meg, a rendszer nagyobb termelt villamos energiát képes leadni a fogyasztók felé, ha pedig a panelek teljesítménye eléri az inverter csúcsteljesítményét, a rendszer lekorlátoz, így nem tudja leadni a többlet energiát. Fentiek alapján minden rendszer túlméretezhető, azonban egy bizonyos méret felett a lekorlátozott teljesítmény mértéke miatt már nem éri meg a rendszer további bővítése.
Néhány gyakorlati példa
Vegyünk egy háztartást, amelynek éves villamosenergia-felhasználása 6000 kWh. Tudjuk, hogy egy átlagos napelempanel teljesítménye 400 Wp.
Déli tájolás esetén egy 1 kWp-es rendszer 1200 kWh-t termel.
Tisztán deli tájolás esetén az alábbi értékekkel számolhatunk:
6000 : 1,2 = 5000 Wp
5000 : 400 = 12,5 db napelem panel (felfelé kerekítve 13 db) a szükséges mennyiség.
Nézzük ugyanezt a háztartási fogyasztást nyugati tájolású tető esetén:
6000 : 1,1 = 5454,54 Wp
5454,54 : 400 = 13,63 db napelem panelre, vagyis kerekítve 14 db-ra lesz szükség.
Ha a déli tájolású tetőre 8 db panel kerülhet, akkor:
8 x 400 x 1,2= 3840 kWh termelhető meg ezen a síkon, és 6000 – 3840 = 2160 kWh-t kell a nyugati tájolású tetőn kinyerni.
A nyugati tetőre tehát 2160 :1,1 = 1963 Wp
1963 : 400 = 4,9 azaz 5 db panel kerülhet. Azonban az inverter munkapontja által szabott feltételek miatt minimum 6 panelt kell ide is beépítenünk.
Így a déli tájolású tetőre 8 db, a nyugati tájolású tetősíkra 6 db panel kerülhet. Ezzel lefedhetők a példabeli háztartás fogyasztási igényei.
Napelem kalkulátor
OPTI kalkulátorunkban megtervezheti napelemes rendszerét, és azonnal láthatja annak indikatív árát. Nézze meg most, hogy mennyibe kerülne zöldebbé tenni otthonát!
Kalkulálok az OPTI-ban
