- Bevezetés
- A napenergia hasznosítása
- A napelem működése
- Napelemek felhasználási területei
- Napelemek Magyarországon
- Összefoglalás
- A napelemes rendszerek elterjedésének további ösztönzése
- Zárszó
Bevezetés
A fosszilis energiahordozók végessége, a környezetszennyezés növekedése és a klímaváltozás világszerte arra ösztönzi a nemzeteket, hogy megújuló energiaforrásokra térjenek át. Ezen erőforrások egyike a napenergia, amelynek felhasználása napjainkban rohamosan terjed világszerte.
A napenergia hasznosítása
A napenergia hasznosításának legkézenfekvőbb és egyre elterjedtebb módja a napelemek alkalmazása. A napelemek félvezető eszközök, melyek a napfény fotonjai által keltett fotoelektromos hatás révén elektromos áramot állítanak elő. Ez a „napelem effektus” teszi lehetővé, hogy a napelemek áramtermelők legyenek.
A napelem működése
A napelemek általában szilícium alapú félvezető anyagokból készülnek. Egy tipikus napelem felépítése nagyon vékony, „n-típusú” és „p-típusú” szilícium rétegekből áll, amelyek közé egy fémes huzalozású elektromos mezőt alakítanak ki.
Amikor a fény a napelem felületére érkezik, a nagyenergiájú fotonok a szilícium atomjainak elektronjait gerjesztett, nagyobb energiájú állapotba hozzák. Ez az elektronok „kilökődését” okozza a szilárd kristályrácsból. Az ilyesmódon létrejött elektronok és az általuk hátrahagyott „lyukak” (hiányok) keveredése elektromos áramot hoz létre a p-n átmenetben. A napelem fémhuzalozása ezután összegyűjti és továbbítja ezt az áramot a rajtuk keresztül csatlakoztatott külső fogyasztókhoz.
A napelemek hatásfoka a felhasznált félvezető anyagoktól és a gyártási technológia fejlettségétől függ. A szilícium alapú elemek hatásfoka jellemzően 15-22% között mozog a legmodernebb konstrukciók esetében. Intenzív kutatás-fejlesztési munka folyik új, hatékonyabb anyagok és technológiák kidolgozására.
Napelemek felhasználási területei
A napelemek széles körben használhatók gyakorlatilag minden olyan helyen, ahol a nap fényenergiája elérhető. Felhasználhatók:
- Házak, épületek energiaellátására (hálózatról részben vagy teljesen független üzemben)
- Kisebb elektromos berendezések, eszközök (pl. hordozható számítógépek, mobiltelefonok stb.) töltésére
- Üzemanyagcellás meghajtású járművek energiaellátására
- Távolabbi, hálózattól elszigetelt helyszínek (pl. világítótornyok, hírközlésirelék stb.) energiaellátására
- Nagy napelemes erőművek villamos hálózatot tápláló üzemére
Napelemek Magyarországon
Magyarország égövi adottságai viszonylag kedvezőek a napenergia hasznosítására. Az évi átlagos napsütéses órák száma 1900-2200 közötti értékű, amely már elég jó feltételeket teremt a napelemes rendszerek gazdaságos üzemeltetéséhez.
A lakossági és kisvállalati napelemek terjedése hazánkban is megindult az elmúlt évtizedben. 2022 végén már több mint 300 000 napelemes háztartási kiserőmű működött az országban, összesen mintegy 3500 MW összteljesítménnyel. A nagy egybefüggő napelemes erőművek telepítése is egyre nő, 2023 elejére már meghaladta a 2000 MW-ot a beépített kapacitás.
A kormányzat számára fontos feladat a hazai napenergia potenciál ésszerű és hatékony kiaknázását elősegítő szabályozási környezet és támogatási rendszerek kialakítása. Jelenleg a következő főbb jogszabályok vonatkoznak a magyarországi napelemes rendszerek telepítésére és üzemeltetésére:
- A megújuló energiák használatát az 1781/2007. (XII.23.) számú kormányrendelet szabályozza
- A kiserőművek engedélyezési eljárásait a 76/2011. (XII.21.) számú NFM rendelet tartalmazza
- A napelemes rendszerek hálózatra csatlakozási feltételeiről a VET, valamint a hatályos Hálózati Elosztói Szabályzatok rendelkeznek
- A villamosenergia-termelés ösztönzését a 112/2022. (III.24.) számú kormányrendelet biztosítja
A lakosság részére lakóházak energiaellátását szolgáló ≤50 kW teljesítményű napelemes rendszerek telepítéséhez jelenleg nem szükséges külön engedély, csak egy egyszerűsített bejelentés az áramszolgáltatónál. Nagyobb teljesítményektől és erőművi kategóriáktól már komoly tervek és hatástanulmányok kellenek.
A hazai háztartások és vállalatok számára 2022-től elérhetővé vált a megtermelt napelemes többletenergia hálózatba táplálásának lehetősége és támogatott átvételi rendszere. Ez akaratlanul is sok új kiserőmű telepítését ösztönözte.
A hazai napelemgyártás is fejlődésnek indult. Európa egyik legnagyobb, új napelemgyára 2023-ban kezdte meg működését Debrecenben, amely évente akár 3
GW kapacitást is elő tud állítani. A gyártás a legmodernebb technológiákat használja.
Összefoglalás
A napenergia kiaknázása a XXI. században alapvető fontosságúvá vált, hogy elérjük a fenntartható fejlődést és csökkentsük a fosszilis energiaforrások okozta környezeti károkat. A napelemek technológiai fejlődése és elterjedése elősegíti ezt a folyamatot, különösen akkor, ha a szükséges szabályozási, gazdasági és társadalmi feltételek is rendelkezésre állnak.
A napelemes rendszerek elterjedésének további ösztönzése
A napelemes rendszerek széleskörű elterjedéséhez további intézkedések szükségesek:
- Gazdasági ösztönzők: Állami támogatások, adókedvezmények és kedvező hitelezési konstrukciók csökkenthetik a telepítés költségeit, és rövidítik a megtérülési időt.
- Hálózati csatlakozási szabályok egyszerűsítése: A napelemes rendszerek engedélyezési és hálózathoz csatolási eljárásainak egyszerűsítése megkönnyítheti azok telepítését. Az adminisztratív akadályok lebontása, az eljárások gyorsítása ösztönözheti a lakosságot és a vállalatokat a napelem választására.
- Oktatás és tudatosság növelése: A napenergia előnyeinek és a napelemes rendszerek működésének szélesebb körű megismertetése elengedhetetlen a társadalom elfogadásának növeléséhez. Az oktatás, a szemléletformálás segíthet eloszlatni a téves nézeteket, aggályokat.
- Támogató infrastruktúra fejlesztése: A napelemes rendszerek nagyobb mértékű elterjedéséhez elengedhetetlen az ezeket kiszolgáló műszaki infrastruktúra, pl. áramelosztó hálózat, tárolók és intelligens hálózati megoldások fejlesztése is.
- Új, hatékonyabb technológiák: A napelemek hatásfokának és élettartamának növelése, az előállítási költségek csökkentése tovább javíthatja a gazdaságosságot. Az újgenerációs, áttörő technológiák (pl. perovszkit, töltéshiányos stb. napelemek) elterjesztése is hajtóerő lehet.
- Decentralizált és mikrohálózati megoldások: A mikrohálózatok, helyi megújuló alapú áramtermelő egységek és okos elosztóhálózatok lehetővé teszik a nagyobb mértékű energiafüggetlenséget, rezilienciát és költségmegtakarítást a fogyasztók számára. Elterjesztésük ösztönözheti a napelemes rendszerek telepítését.
- Integrált energiatárolók: Az energiatárolási technológiák (akkumulátorok, töltőrendszerek) integrálása a napelemes rendszerekbe kiküszöbölheti a napenergiaellátás időbeli ingadozásait, növelve a rugalmasságot és megbízhatóságot.
- Megfelelő szabályozási környezet: Elengedhetetlen egy stabil, kiszámítható és ösztönző szabályozási-jogi környezet kialakítása, amely megfelelően támogatja a tiszta megújuló energiák terjedését háztartási és ipari szinten egyaránt.
Zárszó
A jövőben a napenergia feltehetően még nagyobb szerepet kap az energiaellátásban a klímasemlegesség elérése, az ellátásbiztonság növelése és a költségmegtakarítások miatt. A kormányzatoknak, iparágaknak és a társadalomnak összehangoltan kell támogatnia e folyamatokat ahhoz, hogy a napenergia a mainál is jelentősebb helyet foglaljon el Magyarország és a világ jövőbeni energiamixében.
„`