napelemtelepek

téma: verir_27
1 / 15
Napelem, napelem telepek
Összefoglaló jellegű áttekintés
Napelemek
Napelem rendszerek
PV modules, PV arrays, PV plant
Napelem hybrid rendszer szigetüzemben
Napelem működési karakterisztika,
DC/DC, DC/AC átalakító
Napelem telepek összesített teljesítménye Németországban
PV in Europe
Napelem telepek a villamosenergia-rendszerben
külön pdf: Efficient monitoring and control of PV_plants

2 / 15
Napelemek
A napenergia közvetlen felhasználása félvezető lapok, ún. napelemek
segítségével történik, melyekben a napsugárzás elektromos feszültséget
indukál. Egy adott intenzitású napsugár esetén az alkalmazott felület és
az áram nagysága egyenes arányban áll.
A napelem anyaga félvezető kristály, melynek elektronjai
kölcsönhatásba lépnek a fénysugárzással.
A lezajló folyamat a foto effektus, melynek során egy foton nekiütközik
egy elektronnak és teljes energiáját átadja neki, miközben a foton
megsemmisül. Az elektron ezáltal mozgási energiára tesz szert, melynek
hatására feszültség indukálódik és zárt áramkörben elindul az áram.
Energiaforrásként tehát a sugárzási energia szerepel, míg az átadási mód
a foto effektus. A fénysugárzás fotonjai kimozdítják a félvezető
elektronjait a kötéseikből, ennek köszönhetően elektron- lyuk párok
keletkeznek. A keletkező elektron többletet elektromos vezetőkkel
lehet a napelem felületéről elvezetni a fogyasztókhoz vagy az
akkumulátorokhoz.
Áramköri modell

3 / 15
Napelem rendszerek
Photovoltaic (PV) systems
1. Szigetüzemű napelem rendszerek
Nincs hálózati kapcsolat:
●Fogyasztó(k) közvetlenül a napelemről ellátva
●Energiatöbblet esetén akkumulátorba is táplálás
●Energiahiány esetén fogyasztó(k) ellátása akkumulátorból is
�
�
�
�
�

PV hybrid system�
�
4 / 15
�
�

5 / 15
2. Hálózatba visszatápláló napelem rendszerek:
●Hálózat megléte esetén hálózatra kapcsolt konverterként működik
●Hálózatról leválás esetén szigetüzemre képes (akkumulátorral együttműködhet)
A - Napelem modulok B - Fogyasztó E - Fogyasztást mérő óra
C - Hálózatba tápláló inverter D - Betáplálást mérő óra
F - Közcélú hálózat
�

�
6 / 15
Háztartási méretű (pl. napelemes) kiserőmű hálózatra csatlakoztatásának és
hálózat használatának különös szabályai (273_2007_X_19_Korm_rendelet -
részlet)
4. § A háztartási méretű kiserőmű üzemeltetője által termelt villamos energiát
az üzemeltető kérésére az adott csatlakozási ponton értékesítő villamosenergiakereskedő
vagy egyetemes szolgáltató köteles átvenni.
5. § (1) A háztartási méretű kiserőmű rendelkezésre állási teljesítménye alatt a
kVA mértékegységben kifejezett erőművi teljesítőképességet kell érteni.
(2) Egy adott csatlakozási ponton háztartási méretű kiserőművet létesíteni,
illetve üzemeltetni a felhasználóként ugyanazon csatlakozási ponton
rendelkezésre álló teljesítmény határáig a csatlakozási szerződés módosítása
nélkül, a rendelkezésre álló teljesítményt meghaladó, de legfeljebb a VET 3. §
24. pontjában meghatározott teljesítményig a csatlakozási szerződés megfelelő
módosítása mellett, a hálózathoz való csatlakozásra vonatkozó külön jogszabály,
továbbá az elosztói szabályzatban, és az elosztó üzletszabályzatában
meghatározott részletes szabályok szerint lehet.
(3) A felhasználó a háztartási kiserőmű üzembe helyezésére vonatkozó szándékáról a
háztartási méretű kiserőmű alapvető műszaki adatait tartalmazó írásbeli vagy elektronikus
igénybejelentésben tájékoztatja a vele jogviszonyban álló elosztót.
(4) A felhasználó a háztartási méretű kiserőmű létesítésére,
illetve üzemeltetésére vonatkozó igénybejelentésében köteles nyilatkozni arról,
hogy kíván-e villamos energiát betáplálni a közcélú hálózatba, vagy kizárólag
saját villamos energia fogyasztásának kielégítése érdekében kíván villamos
energiát termelni. A hálózati csatlakozás műszaki jellemzőit ezen nyilatkozat
figyelembevételével kell kialakítani.
(5) Ha a háztartási méretű kiserőmű a csatlakozási ponton a közcélú hálózatba
villamos energiát betáplál, akkor a háztartási méretű kiserőmű üzemeltetőjével,
mint felhasználóval jogviszonyban álló villamosenergia-kereskedő, illetve
egyetemes szolgáltató elszámolási időszakonként a hálózatba összesen betáplált
és vételezett villamos energia vonatkozásában a felek megállapodása
szerint havi, féléves vagy éves szaldó elszámolást alkalmaz.
háztartási méretű kiserőmű (HMKE) < 50 kVA, csatlakozás 0.4 kV-ra

7 / 15
PV modules, PV arrays, PV plant

8 / 15
DC/DC Converter box for each module DC/AC Central Inverter for grid Connection
DC/AC Converter for each module directly connected with the grid
Napelem hybrid rendszer szigetüzemben

9 / 15
Napelem működési karakterisztika,
DC/DC, DC/AC átalakító
A napelem működési karakterisztikája
Jellemző munkapontok:
1. Rövidzárási áram: ISC
2. Üresjárási feszültség: Uoc
3. Maximális kivehető teljesítményhez
tartozó munkapont: UMPP/IMPP
A napelemet az optimális kihasználtság érdekében az MPP (Maximal Power Point)
munkapontban célszerű üzemeltetni A megvilágítás és a hőmérséklet
függvényében változik a napelem karakterisztikája → MPP munkapont is változik
DC / DC átalakító
A napelem(ek) feszültségét illeszti az inverter/akkumulátor feszültségéhez:
feszültség növelő hálózatra tápláláshoz (Boost konverter),
feszültség csökkentő kapcsolás akkumulátorhoz (Bust konverter)
Irányítása magában foglalja a maximális munkapont kereső algoritmust is
(MPPT –Maximal Power Point Tracker)
DC/AC átalakító
A hálózati csatlakozástól függően 1 vagy háromfázisú hídkapcsolású inverter IGBT
(Insulated Gate Bipolar Transistor) elemekből, impulzus szélesség
moduláció,(PWM), hálózati feszültséghez orientált áramszabályozás (vector
control) a hatásos és a meddő teljesítmény szabályozására.

10 / 15
Napelem telepek összesített teljesítménye
Németországban
Increases in installed solar PV power capacity and generation in recent
years is shown in the table below:
�
Year 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
Capacity (MW) 0.6 2.0 3.0 5.0 6.0 8.0 11 18 23 32 76
Generation (GWh) 0.6 1.6 3.2 5.8 8.0 11 16 26 32 42 64
% of total electricity
consumption

11 / 15
Largest German photovoltaic power stations (20 MW or larger)
PV Power station Nominal Power in MWp (csúcs)
Brandenburg-Briest Solarpark 91
Solarpark Finow Tower 84.7 2010, 2011
Finsterwalde Solar Park 80.7 2009, 2010
Senftenberg Solarpark 78 2011, + 70 MW planned
Strasskirchen Solar Park 54
Lieberose Photovoltaic Park 53 2009
Tutow Solar Park 52 2009, 2010, 2011
Kothen Solar Park 45 2009
Waldpolenz Solar Park 40 2008
Fürstenwalde Solar Park 39 2011
Reckahn Solar Park 36 2011
Lauingen Energy Park 25.7 2010
Pocking Solar Park 22
Mengkofen Solar Park 21.7
Rothenburg Solar Park 20
20 MW felett összesen 742 MW
20 MW alatt: 24 800- 742 � 24 000 MW (2011-ben)

12 / 15
PV in Europe (MWpeak)
# Country 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
1 Germany 1,910 3,063 3,846 6,019 9,959 17,370 24,875.0
2 Italy 46 58 120 458 1,157 3,478 12,763.5
3 Spain 58 118 733 3,421 3,438 3,808 4,214.2
4 France 26 33 47 104 335 1,054 2,831.4
5 Czech Republic 0 1 4 55 463 1,953 1,959.1
6 Belgium 2 4 22 71 574 787 1,812.3
7 United Kingdom 11 14 19 23 30 75 1,014.0
8 Greece 5 7 9 19 55 205 631.3
9 Slovakia 0 0 0 0.07 0.2 144 488.2
10 Austria 24 29 27 32 53 103 173.8
11 Portugal 3 4 18 68 102 131 143.6
12 Bulgaria 0.8 1 6 17 132.7
13 Netherlands 51 51 53 57 68 97 118.0
14 Slovenia 0.2 0.4 1 2 9 36 90.4
15 Luxembourg 24 24 24 25 26 27 30.6
16 Sweden 4 5 6 8 9 10 18.7
17 Denmark 3 3 3 3 5 7 16.7
18 Malta 0.1 0.1 0.1 0.2 2 2 11.5
19 Finland 4 4 5 6 8 10 11.2

�
13 / 15
PV in Europe (MWpeak)
# Country 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
20 Cyprus 0.5 1 1 2 3 6 10.1
21 Hungary 0.2 0.2 0.4 0.5 0.7 2 4.1
22 Romania 0.2 0.3 0.5 0.6 2 2.9
23 Poland 0.3 0.4 0.6 1 1 2 1.8
24 Latvia 0 0 0 0.004 0.008 0.008 1.5
25 Ireland 0.3 0.3 0.4 0.4 0.6 0.6 0.7
26 Estonia 0 0 0 0.01 0.05 0.08 0.2
27 Lithuania 0 0 0 0.06 0.07 0.1 0.1
EU27 (GWp) 2.17 3.42 4.94 10.38 15.86 29.33 51.36

14 / 15

15 / 15
� Grid-Friendly PV Station Integration and
Coordinated Operation in Power System
Impacts of PV stations while integrating into power system
• The unique features of PV systems
– fluctuating generation
– inverter connection
• Impacts to power system
– Voltage fluctuation directed by the output
variability of PV system
– Reduction of stability margin due to the PV system
are current sources without rotating inertia
– Making protection setting be more complex in
distribution system
MPPT: Maximal Power Point Tracking
LVRT: Low Voltage Ride Through
külön pdf :
� Efficient monitoring and control of photovoltaic plants