Napelemmel termelt áram tárolása

A napelemek működésük során egyenáramot termelnek. Ezt az egyenáramot szinte minden esetben váltakozó árammá kell alakítani a felhasználás előtt. Csupán néhány olyan fogyasztó van mely a napelemek által termelt egyenárammal működnek. A „mobil” napelemek esetében találkozhatunk ezzel a felhasználással, mint például napjainkban kapható napelemes mobiltöltőknél, vagy LED-es világításoknál.

A termelt áram, és így a villamos energia egy részét azonnal a termelés időpontjában felhasználjuk, például minden háztartásban folyamatosan működik a nap 24 órájában a hűtő-fagyasztószekrény, senki nem csak a délután, esti órákban kapcsolja be a hűtőszekrényét. De kevésbé jelentős fogyasztók is működnek a nap minden szakaszában, például digitális óra, beltéri egységek, routerek. Ezen fogyasztók a napelemek által termelt energiát azonnal helyben felhasználják.

De mi történik akkor, hogyha a napelemek többet termelnek, mint amennyit éppen a fogyasztóink igényelnek, hiszen a fogyasztás jelentős része akkor történik, mikor hazaérkezünk a munkából, és már nincs napsütés, így például az esti TV-zés, mosás, sütés, klíma használat. Így a napelemek által termelt energia tárolását mindenképpen megoldhatóvá kell tenni. Lássuk tehát, hogy milyen megoldások születtek ennek a feladatnak teljesítésére.

Szolgáltatói hálózatra történő táplálás

napelemek termelt áram hálózatba

 

A hálózatra csatlakozó napelemes rendszer esetében lehetőség van a szolgáltatói hálózatra történő kitáplálásra. Ekkor a helyben fel nem használt energia kerül kitáplálásra, egy ún. ad-vesz mérőórán keresztül. A mérőóra feladata, hogy mérje a fogyasztást, és a termelést. A kettő különbségéből vesz egy éves szaldós elszámolást, mely alapján a szolgáltató biztosítja, hogy a termelt, és a fogyasztott mennyiség különbsége kerül elszámolásra.

Így összesítve három lehetőség történhet:

  • A fogyasztásunk több mint a termelt energia, ekkor a kettő különbségét fizetjük az áramszolgáltató felé.
  • Második esetben a fogyasztásunk megegyezik a napelemek termelésével, ekkor a villanyóra áll.
  • Harmadik esetben pedig több a napelemek termelése, mint a fogyasztásunk ekkor az áramszolgáltató fizet számla ellenében.

Tehát a hálózatra csatlakozó rendszer nagy előnye, hogy a szolgáltató hálózatot tudja „pufferként” használni, így a napelemek által termelt éppen fel nem használt energia a későbbiekben a hálózatról visszatáplálható, melyet a szaldós elszámolási lehetőség biztosít.

Akkumulátor

termelt áram akkumulátorok

Mindenki számára köztudott, hogy az akkumulátorokat energiatároló képességük miatt hasznosítjuk. Nincs ez másképp a napelemes rendszerek esetében sem.

A szigetüzemű napelemes rendszerek esetében a hálózatra csatlakozás lehetőségének hiánya miatt más alternatívát kellett kitalálni. Itt lép életbe az akkumulátorok használata. A napelemeknél használatos akkumulátor telepet úgy érdemes kialakítani, hogy az valamelyest túlméretezett legyen, hiszen a téli időszakban előfordulhat az, hogy akár több napon keresztül sincs megfelelő mennyiségű napsütés, és ekkor is szükség lenne a napelemek által termelt energiára.

Továbbá fontos, hogy megóvjuk a rendszerünket, és így az akkumulátorok használatával további „védelmi” eszköz beépítése szükséges. Mivel a megtermelt energiát nem lehet közvetlenül az akkumulátorokra kapcsolni szükséges egy a töltésszabályzó berendezés, melynek feladata a megfelelő töltés biztosítása az akkumulátorok számára. A szabályozása miatt nem engedi az akkumulátorok túltöltését, illetve mélykisütését, így látva el akkumulátorok védelmi funkcióját.

Az akkumulátorok használatával a rendszer költsége jelentősen megnő, akár 3-4x drágább lehet egy akkumulátoros rendszer kiépítése, mint egy hálózatra csatlakozó rendszeré. Valamint az akkumulátorok élettartama rövidebb, mint a napelemeké jellemzően 5-8 év, és így a későbbiekben további költségek jelentkeznek az akkumulátorok cseréje miatt. Éppen ezek miatt csak olyan esetekben érdemes szigetüzemű (akkumulátoros) rendszer kiépítése ahol nem áll rendelkezésre szolgáltatói hálózat.

 

Összegezve tehát, jellemzően két fő esetre bonthatjuk a napelemek által termelt energia tárolásának kérdését. Első, és legjellemzőbb esetben a szolgáltatói hálózatra történő kitáplálással valósul meg, második esetben pedig az akkumulátorok használatával lehetséges az energia tárolása. Kettő közötti elterjedést jelentő döntő különbség a hálózatra csatlakozás javára az akkumulátorok okozta jelentős többlet költség, valamint az emiatt jelentkező plusz karbantartási igény.

nv-author-image

Péter Cseke

Villamosmérnök, aki a napenergiára szakosodott.