Napelempark

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez

A napelempark a Napból érkező energiát ipari mennyiségben villamos energiává átalakító fotovoltaikus rendszer (PV rendszer). A napelemparkok rendszerint a közcélú villamosenergia-hálózatba táplálják be az általuk környezetbarát módon, károsanyag kibocsátása nélkül előállított tiszta, „zöld” villamos energiát, amely a hálózaton keresztül jut el a végfelhasználókhoz.

Napelempark Freiberg mellett
Egy inverter

A napelemparkok létesítése hozzájárul a globális energiarendszerek környezetbarát átalakításához és egyúttal támogatja a nemzetközi éghajlatvédelmi célkitűzéseket.

Működési elve[szerkesztés]

A napelemparkok fotovoltaikus panelek segítségével állítanak elő villamos energiát. A szilíciumkristályokból álló napelem jelenleg a legalkalmasabb technológia a napfény villamos energiává való közvetlen átalakítására. A panelek által leadott energia arányos a besugárzott fényerősséggel. A napelemcellákat összekapcsolják és keretbe foglalják, az így létrejött napelemmodulokat pedig napelempanelekké kapcsolják össze. A napelemparkok földre rögzített összekapcsolt napelempanelek soraiból állnak. A tartószerkezetek lehetnek fix telepítésűek vagy alkalmazhatnak egy, illetve kéttengelyű napkövető technológiát. A sortávokat és a panelek magasságát alapvetően a földrajzi, domborzati viszonyok alapján határozzák meg, ezzel is maximalizálva a termelői hatékonyságot. A keletkező egyenáramot inverterek alakítják váltakozó árammá és transzformátorok emelik a megfelelő feszültségszintre. Az így keletkező elektromos áramot jellemzően földkábelen keresztül juttatják el egy elektromos állomásra, amelyen át kerül betáplálásra a közcélú hálózatra.[1]

A napelempark részei és a szükséges berendezések[szerkesztés]

  • Fotovoltaikus panelek
  • Tartószerkezetek
  • Inverterek
  • Transzformátorok
  • Csatlakozást biztosító állomás berendezései
  • Napelemkábelek[2]

A napelemparkok kategóriái[szerkesztés]

A napelemparkok teljesítményük alapján a hazai jogszabályok szerint az alábbi kategóriákba sorolhatók.

  • Kis teljesítményű:[3] 50 kW-nál nagyobb, de a 0,5 MW névleges teljesítményt meg nem haladó napelemparkok
  • Kiserőmű:[4] 50 MW-nál kisebb névleges teljesítőképességű napelemparkok

A napelemparkok előnyei[szerkesztés]

  • Helyben (a fogyasztás helyszínén, ill. annak közelében) termelnek villamos energiát, ezáltal csökkentve az import áramtól való függőséget.
  • Károsanyag-kibocsátás nélkül üzemelnek.[5]
  • Üzemeltetésük összekapcsolható állattartó vagy növénytermesztő (rét-legelő) gazdálkodással, így növelve a termőföld-használat hatékonyságát.[6]
  • A napelempanelek sorai között kialakuló zöld felület (gyep) pozitív hatással van a terület biodiverzitására.[7]
  • A talajtakaróra gyakorolt kedvező hatásuk alapján a napelemparkok a Föld biológiai sokféleségének megőrzését szolgáló win-win beruházások közé tartoznak.[8]
  • A napelemparkok részelemei életciklusuk végén közel 100%-ban újrahasznosíthatók.
  • A napelemparkok fajlagos beruházási költsége az egyik legkedvezőbb a megújuló energiaforrást hasznosító rendszerek között.[9]
  • A napelemparkok tiszta villamosenergia-termeléséhez helyben (a termelés helyszínén) elérhető a megújuló energiaforrás (napenergia), emiatt nem kell számolni nyersanyag-beszerzési és nyersanyag-szállítási költséggel.

A termőföld napelemparkokkal való hasznosítása[szerkesztés]

  • A termőföld felelős és fenntartható módú hasznosításának egyik reális, a klímavédelmet is támogató alternatívája a napelemparkok telepítése.[10]
  • A napelemparkok érdemben növelhetik a földhasználat hatékonyságát, amivel hozzájárulnak az élelmiszerellátás biztonságának javulásához is.
  • A napelemparkok területén egy védett (aktív emberi beavatkozástól mentes) és egységes gyepterület alakulhat ki, amely alkalmas lehet állatok legeltetésére vagy kaszálóként történő hasznosításra is.[11]
  • A napelemparkok automatizált, zajmentes és károsanyag kibocsátása nélküli működése minimális karbantartást igényel, így az üzemelési terület kifogástalan védett közeget jelent „méhrezervátumok” kialakítására.[12]
  • A napelemparkok negyedszázados üzemelési ideje alatt a területen egyfajta ugaroltatás valósul meg, ami fontos szerepet tölt be a termőföld rehabilitációjában.[13]
  • A napelemparkok elősegítik az üzemelési terület talajtisztulási folyamatát. A talajpihentetés és a kisarjadó, erősödő növényzet által javul a talaj szerkezeti stabilitása, vízáteresztő és vízmegtartó képessége, tápanyagellátottsága és az erózióval szembeni ellenálló képessége is.
  • A napelem panelek telepítéséhez használt cölöpök vagy földcsavarok érintetlenül hagyják a termőföld humuszrétegét, emellett az üzemelési területen megtelepedő és/vagy ültetett növények folyamatos tápanyagutánpótlást jelentenek a talajnak.
  • A napelemparkok környezettudatos üzemeltetése következtében garantáltan visszaállítható a művelés alól kivont termőföld eredeti művelési ága.

A napelemparkok hátrányai[szerkesztés]

  • Az energiatermelés csak napközben valósítható meg, éjszaka a napelempark nem üzemel.
  • Az időjárási viszonyok nagyban befolyásolják az energiatermelés mennyiségét.

Története[szerkesztés]

A világ első 1 MW teljesítményű napelemparkját az Arco Solar építette 1982 végén Kaliforniában (Amerikai Egyesült Államok), a Hesperia közelében található Lugóban. Európában az első közösségi tulajdonú, 4 MW teljesítőképességű fotovoltaikus erőmű Németországban létesült 2004-ben.[14]

Magyarországon – a világ többi országához hasonlóan – egyre nagyobb teret hódít a Napból származó energia közvetlen energiatermelésre való felhasználása. 2019-ben, egy év alatt több mint két és félszeresére (az év eleji 335,5 MW-ról 936,3 MW-ra) emelkedett a fotovoltaikus erőművek beépített teljesítőképessége.[15] Ezzel 2019 decemberében a naperőművek adták a hazai villamosenergia-rendszer beépített teljesítőképességének 9%-át, míg a hazai megújuló erőművek beépített teljesítőképességének több mint 54%-át. A 2019-ben a magyarországi bruttó villamosenergia-termelés (33 075,16 GWh) 2,8%-a (925,87 GWh) származott fotovoltaikus erőművekből.[16]

A klímavédelem, a felhasznált energiaforrások diverzifikálása, az energiahatékonyság növelése, az energiaimport-függőség csökkentése, valamint a helyi gazdaságfejlesztési hatások (pl.: munkahelyteremtés, vidékfejlesztés) kiaknázása érdekében hazánk támogatja a megújuló energiaforrások felhasználását. 2016 decemberében több mint 2000, többnyire kiserőmű építésére irányuló kérelem érkezett a Magyar Energetikai és Közmű-szabályozási Hivatalhoz (MEKH), amelyek nyomán a következő években jelentős mennyiségű napelemes kapacitás megvalósulása várható.[17] [18] A kiadott határozatok alapján 2019 utolsó negyedévében a következő évekre vonatkozóan közel 1,4 GW napelemes kapacitás kiépülésével számolt a MEKH.[18] A kisteljesítményűek mellett több nagyobb teljesítményű naperőmű is épült Magyarországon, részben magán, részben állami és uniós forrásból.

Magyarországi tervek[szerkesztés]

Az Európa 2020 stratégia céljaihoz kapcsolódóan Magyarország vállalta, hogy 10%-os teljes energiamegtakarítást ér el 2020-ig, valamint hogy ezen időpontig a megújuló energiaforrásból előállított energia bruttó végsőenergia-fogyasztásban képviselt részarányát (az előírt 13% helyett) 14,65%-ra növeli.[19][20] A kötelezően előírt megújulós részaránycélt Magyarország 2017-ben már elérte.[21]

Magyarország a tagállamok részére kötelezően előírt, 2020 januárjában ismertetett Nemzeti Energia- és Klímaterve alapján vállalta, hogy az unió célkitűzéseivel[22] [23] [24] összhangban 2030-ra legalább 40%-kal csökkenti az üvegházhatású gázok kibocsátását 1990-hez képest, és a megújuló energia bruttó végsőenergia-felhasználáson belüli részarányát minimum 21%-ra emeli 2030-ra.[21]

Ezen vállalásokon felül a szintén 2020 januárjában elfogadott új Nemzeti Energiastratégia célkitűzésként nevesíti többek között, hogy:

  • a Magyarországon előállított áramon belül a karbonsemleges villamosenergia-termelés részaránya 2030-ra 90%-ra nő az aktuális 70%-ról;[25]
  • a Magyarországon beépített fotovoltaikus kapacitás 2030-ra meghaladja a 6000 MW-ot, míg 2040-re megközelíti a 12000 MW-ot;
  • a villamosenergia-import aránya 2040-re 20% alatti szinten stabilizálódik a jelenlegi közel 30%-ról.[26]

Az Európai Unió az elfogadott Európai zöld megállapodás[27] célkitűzései és ütemterve alapján el szeretné érni 2050-re, hogy Európa a Föld első klímasemleges kontinensévé váljon. Ezen célhoz igazodóan Magyarország klímasemlegességének eléréséhez 30 éven keresztül évente a hazai GDP 2-2,5%-ára lenne szükség.[28][29]

Magyarország Nemzeti Tiszta Fejlődési Stratégiájának tervezete azzal számol, hogy 2050-ig 1990-hez képest 95%-kal szükséges csökkenteni az üvegházhatású gázok kibocsátását, amely érdekében – a hazai elnyelők fenntartását szolgáló lépések mellett – valamennyi kibocsátó szektor esetében jelentős intézkedések várhatók. Egyes ágazatokban (mint amilyen az áram- és távhőtermelés) várhatóan nem kerülhető el a kibocsátások nullára redukálása.[30]

A károsanyag-kibocsátáscsökkentésének és az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodás elősegítése, valamint a klímatudatos szemléletformálás érdekében a kormányzati intézkedéseket a nyolc pontból álló Klíma- és természetvédelmi akcióterv[31] fogja össze.[32] Az intézkedések között szerepel, hogy – az egyéni fogyasztók és a nagyméretű, erőművi energiatermelés területén – ösztönözni fogják 2022-ig a 3000, 2030-ig a legalább 6000 MW-nyi napenergia termelő kapacitás üzembe állítását.[32]

A Magyar Országgyűlés 2020. június 3-án klímavédelmi törvényt fogadott el.[33][34]

A magyarországi napenergia potenciál[szerkesztés]

A földrajzi adottságok alapján Magyarországon a legnagyobb kiaknázható potenciál a megújuló energiaforrásokon belül a napenergia hasznosításában rejlik. Magyarország kedvező napsugárzási viszonyai lehetővé teszik a napenergia fokozottabb alkalmazását villamosenergia-termelési célra.[35]

A globál napsugárzás átlagértéke hozzávetőlegesen 1250 kWh/m2/év; a Napból Magyarország területére érkező évi energiamennyiség közel 2900-szorosa az ország éves villamosenergia-felhasználásának.[36] Magyarországon hozzávetőlegesen 405 ezer hektárnyi kedvezően beépíthető felület hasznosítható napelemek telepítésére, amelynek túlnyomó hányada (több mint 98%-a) gyep, legelő, szabad vagy felszabaduló földterület.[37]

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. Mészáros Lajos és Schottner Károly. Alapismeretek, Megújuló energiatermelő rendszerek - Napelemes erőművek (PDF) (magyar nyelven), Magyar Mérnöki Kamara, Elektrotechnikai Tagozat, 5-30. o. [2015. 02]. Hozzáférés ideje: 2019. augusztus 9. 
  2. Véghely Tamás: Napenergia hasznosító berendezések (rendszerek) (magyar nyelven), 2012. (Hozzáférés: 2019. szeptember 6.)
  3. 2007. évi CXXIX. törvény a termőföld védelméről - Hatályos Jogszabályok Gyűjteménye (angol nyelven). net.jogtar.hu. (Hozzáférés: 2019. szeptember 6.)
  4. 2007. évi LXXXVI. törvény a villamos energiáról - Hatályos Jogszabályok Gyűjteménye (angol nyelven). net.jogtar.hu. (Hozzáférés: 2019. szeptember 6.)
  5. Armstrong, A., Ostle, N.J. & Whitaker, J. (2016). „Solar park impacts on microclimate, plants and greenhouse gas emissions”. Environmental Research Letters.  
  6. G E Parker, L Greene (2014. 04). „Biodiversity Guidance for Solar Developments” (angol nyelven) (PDF), Kiadó: BRE National Solar Centre. (Hozzáférés ideje: 2019. szeptember 6.)  
  7. The Effects of Solar Farms on Local Biodiversity; A Comparative Study. [archivált változat] (PDF) (angol nyelven), Clarkson and Woods and Wychwood Biodiversity. DOI: 9326/11/7/074016. 10.1088/1748- 9326/11/7/074016. (2016). Hozzáférés ideje: 2019. szeptember 6. [archiválás ideje: 2019. november 15.] 
  8. A 2030-ig tartó időszakra szóló uniós biodiverzitási stratégia, 2020. május 20. (Hozzáférés: 2020. június 25.)
  9. Technology Roadmap - Solar Photovoltaic Energy 2014. IEA Webstore. International Energy Agency, 2014. 09. (Hozzáférés: 2019. szeptember 6.)
  10. A napenergia lehelhet életet a haldokló magyar vidékbe (magyar nyelven). Portfolio.hu, 2019. június 7. (Hozzáférés: 2019. szeptember 6.)
  11. A napelemes a méhész legújabb legjobb barátja (magyar nyelven). Az Áram Ára, 2019. június 21. (Hozzáférés: 2019. szeptember 6.)
  12. Leroy J. Walston, Shruti K. Mishra, Heidi M. Hartmann, Ihor Hlohowskyj, James McCall, Jordan Macknick. „Examining the Potential for Agricultural Benefits from Pollinator Habitat at Solar Facilities in the United States”, Environmental Science & Technology, 2018. május 28., 7566-7576. oldal (Hozzáférés ideje: 2019. augusztus 21.) (angol nyelvű) 
  13. Major András: Olyan csodát tehet a napenergia a méhekkel, amivel mindenki nyerhet (magyar nyelven), 2019. szeptember 19. (Hozzáférés: 2019. augusztus 21.)
  14. History of Solar Parks from WolfeWare. wolfeware.com. (Hozzáférés: 2019. szeptember 6.)
  15. Major András. „Felpörgött a magyar napenergia-termelés, kevésbé függünk az áramimporttól”, 2020. április 24. (Hozzáférés ideje: 2020. május 8.) 
  16. A magyar villamosenergia-rendszer adatai 2019 (PDF). MAVIR ZRt., 2020. (Hozzáférés: 2020. június 20.)
  17. Két és félszeresére növekedhet Magyarországon a megújuló erőforrásból származó villamosenergia-termelés (magyar nyelven). www.mekh.hu. Magyar Energetikai és Közmű-szabályozási Hivatal, 2017. június 26. (Hozzáférés: 2019. szeptember 6.)
  18. a b 1,1 GW összteljesítményt értek el a napelemek 2019 közepére (magyar nyelven). www.mekh.hu. Magyar Energetikai és Közmű-szabályozási Hivatal, 2019. október 3. (Hozzáférés: 2019. október 14.)
  19. Magyarország Megújuló Energia Hasznosítási Cselekvési Terve 2010-2020. Nemzeti Fejlesztési Minisztérium. (Hozzáférés: 2019. május 4.)
  20. Az Európai Parlament és a Tanács 2009/28/EK irányelve a megújuló energiaforrásból előállított energia támogatásáról, valamint a 2001/77/EK és a 2003/30/EK irányelv módosításáról és azt követő hatályon kívül helyezéséről. eur-lex.europa.eu, 2009. április 23. (Hozzáférés: 2019. szeptember 6.)
  21. a b Nemzeti Energia- és Klímaterv (PDF) pp. 30. Innovációs és Technológiai Minisztérium, 2020. január. (Hozzáférés: 2020. március 10.)
  22. Megújuló energia | Ismertetők az Európai Unióról | Európai Parlament (magyar nyelven). www.europarl.europa.eu. (Hozzáférés: 2019. szeptember 6.)
  23. Éghajlat- és energiapolitikai keret a 2020–2030-as időszakra (PDF), 2014. január 22. (Hozzáférés: 2020. április 17.)
  24. A stabil és alkalmazkodóképes energiaunió és az előretekintő éghajlat-politika keretstratégiája (PDF), 2015. február 25. (Hozzáférés: 2020. április 17.)
  25. A kormány határozott célokat tűzött ki a klímaváltozás és a környezetvédelem területén”, 2020. január 16. (Hozzáférés ideje: 2020. február 20.) 
  26. Év végéig kidolgozzák a klímasemlegesség 2050-es eléréséhez szükséges stratégiát”, 2020. január 10. (Hozzáférés ideje: 2020. február 22.) 
  27. Az európai zöld megállapodás, 2019. december 11. (Hozzáférés: 2020. január 25.)
  28. MTI: A GDP 2-2,5 százalékára lesz szükség ahhoz, hogy elérjük 2050-re a klímasemlegességet, 2020. február 3. (Hozzáférés: 2020. február 20.)
  29. Portfolio. „Itt vannak a részletek Magyarország új nemzeti energia- és klímastratégiájáról”, 2020. január 10. (Hozzáférés ideje: 2020. február 5.) 
  30. Nemzeti Tiszta Fejlődési Stratégia (tervezet) pp. 6. Innovációs és Technológiai Minisztérium, 2020. (Hozzáférés: 2020. június 10.)
  31. Klíma- és Természetvédelmi Akcióterv. Innovációs és Technológiai Minisztérium, 2020. (Hozzáférés: 2020. június 12.)
  32. a b MTI: Nyolc pont köré szerveződik a Klíma- és természetvédelmi akcióterv pp. 16–17, 2020. február 19. (Hozzáférés: 2020. március 20.)
  33. MTI: Magyarország a gazdasági növekedés visszafogása nélkül válhat klímasemlegessé, 2020. június 3. (Hozzáférés: 2020. június 23.)
  34. (2020. június 9.) „2020. évi XLIV. törvény a klímavédelemről”. Magyar Közlöny 2020 (137), „3348–3349”. o.  
  35. Nemzeti Energiastratégia 2030 (PDF), Nemzeti Fejlesztési Minisztérium [2012] 
  36. Dr. Horváth József: Megújuló energia (magyar nyelven), 2011 (Hozzáférés: 2019. szeptember 6.)
  37. Pálfy Miklós. „A napenergia fotovillamos hasznosítása” (magyar nyelven) (PDF). Magyar Tudomány (Magyarország) 2017 (05), "534-536". o.  

További információk[szerkesztés]