Szigetüzemű napelem rendszer: mikor kell, és hogyan méretezzük
A szigetüzemű napelem rendszer a közcélú hálózattól teljesen független: minden áramot a napelem termel, és akkumulátor tárolja arra az időre, amikor nem süt a nap. Akkor kell, ha az ingatlanhoz nincs hálózati áram, vagy a csatlakozás kiépítése aránytalanul drága. Ha a házadban van hálózati áram, és az áramszünet miatt keresel megoldást, nagy valószínűséggel nem szigetüzem kell, hanem hibrid rendszer áramszünet esetére kiépített tartalékkal (backup): az ugyanazt a biztonságot adja, jóval kisebb akkuval és panelmezővel.
A szigetüzemű rendszert másképp méretezzük, mint a hálózatra kötöttet. Itt nem az a kérdés, mennyi idő alatt térül meg, hanem az, hogy a leggyengébb hónapban is legyen elég áram (fedezettség), és hány napot bírjon napsütés nélkül (autonómia). Lent megmutatjuk, mi következik ebből a rendszer méretére.
Mi az a szigetüzemű napelem rendszer?
Egy önálló, kis áramellátó rendszer, amely semmilyen módon nem kapcsolódik a villamos hálózathoz. Négy fő része van:
- Napelemek: egyenáramot termelnek.
- Töltésvezérlő: úgy tölti az akkumulátort, hogy ne töltődjön túl, és ne merüljön le károsan mélyre. A mai szigetüzemi inverterekbe általában be van építve.
- Akkumulátortelep: éjszakára és borús napokra tárolja az energiát. Új rendszerbe ma szinte mindig lítium-vas-foszfát (LiFePO4) akku kerül.
- Szigetüzemi inverter: az akkumulátor egyenáramából 230 V-os váltakozó áramot állít elő a ház fogyasztóinak.
Mivel nincs hálózat a háttérben, a rendszernek minden pillanatban egyedül kell ellátnia a házat. Amikor az akku kiürül, és a napelem sem termel, nincs áram. Ezért szokás mellé aggregátort is kötni, amely a hosszú borús időszakokban tölti az akkut.
Szigetüzem, hibrid backup, akkumulátor: mi a különbség?
A három fogalom gyakran keveredik, pedig mást tudnak:
| Szigetüzemű rendszer | Hibrid rendszer backuppal | Hibrid rendszer akkuval, backup nélkül | |
|---|---|---|---|
| Hálózat | Nincs rákötve | Rákötve; áramszünetkor leválik, és tovább ad áramot | Rákötve; áramszünetkor leáll |
| Méretezés | A téli hónapra és a napsütés nélküli napokra: nagy panelmező, nagy akku, gyakran aggregátor | Az éves fogyasztásra, a backup egy-két napra | Az éves fogyasztásra |
| Mi kell hozzá | Szigetüzemi inverter, akkutelep | Szigetüzemre alkalmas hibrid inverter, akku, leválasztó | Hibrid inverter, akku |
| A felesleg | Elvész, ha az akku tele van | A hálózatba megy | A hálózatba megy |
| Kinek való | Akinél nincs hálózat, vagy nem éri meg kiépíteni | Akinek az áramszünet és a villanyszámla is gond | Akinek a villanyszámla a gond |
Két dolgot érdemes ebből megjegyezni. Az akkumulátor magától nem ad áramot áramszünetben: egy hálózatra kötött rendszer, akkuval együtt, biztonsági okból leáll, amikor a hálózat kiesik. Áramszünetben csak az a rendszer ad áramot, amelyet erre építettek ki (szigetüzemi leválasztóval). Hogy ehhez mi kell, és mit enged meg az elosztói szabályzat, a napelem áramszünet esetén cikk részletesen leírja.
A másik: a hibrid rendszer backup-üzemben átmenetileg szigetüzemben működik, de közben a hálózat a tartalék. Nyáron a felesleget eladod, télen a hiányt megveszed, így nem kell a legrosszabb hétre méretezni. Ez a legfőbb oka annak, hogy olcsóbb.
Hogyan méretezzük a szigetüzemű rendszert?
Egy hálózatra kötött rendszert az éves fogyasztáshoz igazítunk: a nyári többlet és a téli hiány elszámolásban kiegyenlítődik. A szigetüzemű rendszernek nincs kivel elszámolnia, ezért három kérdésre kell válaszolni.
1. Mennyi áram kell naponta, és mikor?
A kiindulópont nem a villanyszámla, hanem a fogyasztók listája: mi mennyi ideig megy egy nap alatt, télen és nyáron külön. Egy hűtő, a világítás, a router, egy mosógép és a fűtés vezérlése együtt napi néhány kWh. Ha a fűtés, a melegvíz vagy a főzés is áramról menne, a napi igény a többszörösére nő. Ezeket szigetüzemű háznál érdemes gázra, fára vagy napkollektorra bízni.
2. Fedezettség: melyik hónapra méretezünk?
Ez dönt a panelmezőről. Magyarországon déli, 30°-os tetőn 1 kWp napelem egy év alatt ~1 230 kWh-t termel, de nagyon egyenetlenül: júliusban naponta ~4,8 kWh-t, decemberben csak ~1,3 kWh-t (EU JRC PVGIS). A november–február négy hónap együtt az éves termelés ~17%-a.
Egy példán: egy háztartás egész évben napi 8 kWh-t fogyaszt (évi ~2 900 kWh).
- Hálózatra kötve ehhez ~2,4 kWp napelem elég: az éves termelés fedezi az éves fogyasztást.
- Szigetüzemben, egész évre a decemberi ~1,3 kWh/kWp napi termelésből indulunk: 8 / 1,3 ≈ 6 kWp, vagyis két és félszer akkora panelmező. Ez a decemberi átlagra szól; a borult, napsütés nélküli napokra az akku és gyakran az aggregátor ad tartalékot.
- Szigetüzemben, márciustól októberig (például egy nyaraló vagy szezonális gazdaság) a gyengébb tavaszi-őszi hónapra méretezünk, ehhez sokkal kisebb rendszer is elég.
A téli termelést a panelek meredekebb dőlése javítja: a 30°-osnál meredekebb panel nyáron kevesebbet, télen többet termel, és szigetüzemben a tél a szűk keresztmetszet. A nyári többlet itt nem ér semmit: ha az akku tele van, a termelés elvész.
A gyakorlatban a teljes, egész éves fedezettség a legdrágább változat, ezért sok szigetüzemű ház úgy épül, hogy a napelem a nap nagyobb részét fedezi, a téli hiányt pedig aggregátor pótolja. Hogy melyik az észszerű, az a fogyasztástól és attól függ, mennyire fontos, hogy télen se kelljen aggregátort indítani.
3. Autonómia: hány napot bírjon napsütés nélkül?
Az akkumulátor méretét az dönti el, hány egymást követő borús napot kell áthidalnia. A számítás egyszerű: napi fogyasztás × az áthidalandó napok száma, és ezt az akku használható kapacitásával kell fedni, nem a névlegessel (a gyártó adatlapja adja meg, mennyi vehető ki belőle). A napi 8 kWh-s példánál két nap autonómiához ~16 kWh használható kapacitás kell.
Ez a fő különbség a hálózatra kötött rendszerhez képest: ott az akku egy estét hidal át, itt napokat. A hálózatra kötött rendszer akkujának méretezéséről a napelem akkumulátor oldalon olvashatsz.
Mekkora inverter kell?
A szigetüzemi inverternek egyedül kell elbírnia mindent, ami egyszerre megy. A motoros fogyasztók (szivattyú, kompresszor, kéziszerszám) induláskor az üzemi áramuk többszörösét veszik fel rövid ideig. Az inverter teljesítményét ezért nem az éves fogyasztás, hanem a legnagyobb egyidejű terhelés adja; ha a nagy fogyasztókat nem egyszerre használod, kisebb inverter is elég.
Mikor kell tényleg szigetüzem?
- Nincs hálózat, és a kiépítése drágább, mint a rendszer. Tanyán, zártkertben, külterületi telken a csatlakozás kiépítése (a legközelebbi oszloptól húzott vezeték, a csatlakozási díj) könnyen többe kerül, mint egy szigetüzemű rendszer. Ilyenkor érdemes a kettőt összevetni, mielőtt bármelyik mellett döntesz.
- Szezonális használatú ingatlan. Nyaraló, présház, horgásztanya, ahol télen nincs vagy alig van fogyasztás. Itt a téli méretezés gondja eltűnik, a rendszer kicsi maradhat.
- Mobil vagy ideiglenes egység. Lakóautó, konténer, építési terület, mezőgazdasági szivattyú vagy villanypásztor. Ezek kis rendszerek, külön logikával.
- Műszaki ok, ami miatt a hálózati csatlakozás nem oldható meg. Ilyenkor a szigetüzem az egyetlen út a saját áramhoz.
Ha egyik sem igaz rád, a következő szakasz neked szól.
Mikor jobb a hálózatra kötött rendszer?
- Ha a házad hálózatra van kötve. A hálózatról levált ház minden téli hiányt maga fizet meg panelben, akkuban vagy aggregátor-üzemben, miközben a nyári többlet elvész. Hálózatra kötött hibrid rendszerrel a nyári felesleget eladod, a téli hiányt megveszed.
- Ha az áramszünet a gond. Erre a hibrid rendszer backuppal a válasz, kisebb akkuval, mert csak az áramszünet néhány óráját vagy napját kell áthidalnia, nem a telet.
- Ha fűtés is áramról menne. A hőszivattyú az áramot épp novembertől februárig használja, amikor a napelem a legkevesebbet termel. Szigetüzemben ez óriási panelmezőt és akkut jelentene.
- Ha pályázatból finanszíroznál. Az otthoni energiatároló-pályázat csak hálózatra kötött, hibrid bekötésű rendszert támogat; szigetüzemű rendszer nem támogatható. A pályázat állapotát az energiatároló pályázat oldalon követjük.
Ha nálad a hibrid rendszer a jobb megoldás, azt javasoljuk, akkor is, ha a szigetüzemű rendszer nagyobb megrendelés lenne. Számunkra az a jó munka, amire neked szükséged van.
Mennyibe kerül?
A szigetüzemű rendszer árát a fenti három kérdés határozza meg: a fogyasztás, a fedezettség (egész év vagy csak a napos hónapok) és az autonómia napjai. Ugyanakkora fogyasztáshoz más-más méretű panelmező és akku tartozhat, ezért a szigetüzemű rendszerre egyedi ajánlatot adunk, a fogyasztók listája és a helyszíni felmérés alapján.
A hálózatra kötött rendszerek árát (akkuval és akku nélkül) a napelem rendszer árak oldal mutatja; a saját fogyasztásodra a napelem kalkulátor számolja ki a méretet és az árat.
Szigetüzemű rendszer házilag?
Kis, 12 vagy 24 V-os rendszert (egy kerti házba, lakóautóba) sokan építenek maguk. Egy ház ellátására szolgáló, 230 V-os szigetüzemű rendszer viszont más műfaj: nagy akkuval és nagy egyenáramú feszültséggel dolgozik, ahol a hibás bekötés, a rossz kábelkeresztmetszet vagy a hiányzó védelem tüzet és áramütést okozhat. Az érintésvédelmet és a villamos biztonságot ilyenkor is ugyanúgy be kell tartani, mint bármely más háztartási villamos berendezésnél. Ha az épületnek hálózati csatlakozása is van, a szigetüzemű kör és a hálózat engedély nélkül nem köthető össze.
Gyakori kérdések
Kell engedély a szigetüzemű napelem rendszerhez?
Elosztói csatlakozási eljárás nem kell, mert a rendszer nem kapcsolódik a közcélú hálózathoz. A villamos biztonsági előírások ettől még vonatkoznak rá. Ha a rendszert hálózattal rendelkező épületben akarod használni, az már backup-kérdés, és az elosztóval egyeztetni kell.
Működik télen a szigetüzemű napelem?
Működik, de decemberben a júliusi termelés nagyjából negyedével. Ha a rendszert egész évre méretezik, télen is ellátja a házat; ha a napos hónapokra, télen aggregátor kell mellé.
Mi történik, ha lemerül az akkumulátor?
Az inverter lekapcsol, hogy az akku ne merüljön károsan mélyre, és a ház áram nélkül marad, amíg a napelem vissza nem tölti. Ha van aggregátor, a rendszer azt indítja el.
Mekkora akkumulátor kell egy szigetüzemű rendszerhez?
Napi fogyasztás szorozva azzal, hány borús napot kell áthidalni. Napi 8 kWh-hoz és két nap autonómiához ~16 kWh használható kapacitás kell.
Rá lehet később kötni a hálózatra?
Igen, ha a hálózat kiépül, de ehhez a hálózatra kötés szabályai szerint kell átalakítani: elosztói engedélyre és listázott, hálózatra köthető inverterre van szükség. Ha ez várható, a tervezésnél érdemes ilyen invertert választani.
Mi a különbség a szigetüzemű és a hibrid inverter között?
A szigetüzemi inverter hálózat nélkül, egyedül állítja elő a ház áramát. A hibrid inverter a hálózattal együtt dolgozik, és csak akkor tud szigetüzembe kapcsolni, ha erre alkalmas, és leválasztóval építették ki. A hibrid inverter lehetőségeit a hibrid inverter cikk veszi végig.
Szigetüzemű vagy hibrid rendszert tervezel? Felmérjük, mire van szükséged, és mindkettőre adunk ajánlatot, ha mindkettő szóba jöhet.