A napelemes rendszerek terjedése miatt ma már sok családi ház és kisebb intézmény dönt úgy, hogy megújuló energiaforrásokra építve csökkenti a hálózatból vásárolt villamos energia mennyiségét.
Mi számít háztartási méretű kiserőműnek?
Háztartási méretű kiserőműnek – röviden HMKE – az a villamosenergia-termelő berendezés minősül, amely:
- a közcélú kisfeszültségű villamos hálózathoz, vagy kisfeszültségű magán- illetve összekötő hálózathoz csatlakozik,
- erőművi névleges teljesítménye nem haladja meg a felhasználó rendelkezésére álló teljesítményt,
- legfeljebb 50 kVA névleges teljesítőképességgel működik.
A HMKE rendszerek lényege, hogy kisebb léptékben termelnek villamos energiát, elsősorban a helyi fogyasztás kiszolgálására.
A leggyakoribb HMKE megoldás: a napelemes rendszer
Napjainkban a legelterjedtebb háztartási energiatermelési forma a napelemes rendszer. A napelemek a napfény energiáját alakítják át villamos energiává, amelyet az inverter tesz alkalmassá a háztartási villamos hálózat számára.
A napelemek által termelt energia egyenáram formájában keletkezik, ezt az inverter alakítja át a hálózati szabványoknak megfelelő váltakozó árammá.
Egy 1 kW teljesítményű napelemes rendszer Magyarországon évente átlagosan 1000–1100 kWh villamos energiát képes előállítani.
A napelemek típusai
A jelenleg elterjedt technológiák közé tartoznak:
- amorf napelemek
- kristályos napelemek, amelyek lehetnek
- monokristályos
- polikristályos változatok
Az amorf napelemek általában kedvezőbb árúak, ugyanakkor hatásfokuk és élettartamuk körülbelül fele a kristályos napelemekének.
A kristályos technológián belül:
- a polikristályos panelek szórt fényviszonyok között működnek hatékonyabban,
- a monokristályos panelek erős napsütésben teljesítenek jobban.
Az éves energiatermelés tekintetében azonban a különbség általában nem jelentős.
Miből áll egy napelemes HMKE rendszer?
Egy tipikus háztartási napelemes rendszer az alábbi fő elemekből áll:
- tartószerkezetre rögzített napelem modulok
- speciális elektromos csatlakozó kábelek
- áramátalakító (inverter)
Ez a három fő komponens együtt biztosítja, hogy a megtermelt energia biztonságosan és hatékonyan kerüljön a háztartási villamos hálózatba.
Szélturbinás HMKE rendszerek
A napelemes rendszerek mellett kisebb léptékben szélturbinás energiatermelő berendezések is alkalmazhatók háztartási méretben.
Kisebb teljesítmények esetén ezek általában inverteres rendszerekkel működnek, míg nagyobb teljesítményeknél előfordulhat közvetlen váltakozó áramú generátoros kitáplálás is.
A szélturbinák által termelt villamos energia mennyisége elsősorban az adott terület szélviszonyaitól függ, ezért telepítés előtt rendszerint szélmérésekre van szükség.
A rendszer fő részei
- tartószerkezetre szerelt vízszintes vagy függőleges tengelyű szélturbina
- generátor (egyen- vagy váltakozó áramú)
- váltakozó áramú rendszer esetén gerjesztésszabályozó
- egyenáramú rendszer esetén inverter
Vízturbinás energiatermelés
Bizonyos földrajzi adottságok mellett vízturbinás kiserőművek is működhetnek háztartási vagy kisüzemi méretben.
Az ilyen rendszerek teljesítménye a következő két tényezőtől függ:
- a vízhozamtól
- az úgynevezett esésmagasságtól, vagyis a víz szintkülönbségétől
A rendszer fő elemei
- a vízszintkülönbséget biztosító gátrendszer
- vízszintes vagy függőleges tengelyű vízturbina
- generátor
- szükség esetén inverter vagy gerjesztésszabályozó
Motorhajtású energiatermelő berendezések
A háztartási méretű energiatermelés egy másik típusa a motorhajtású generátoros rendszer.
Ebben az esetben egy belső vagy külső égésű motor hajtja meg a generátort, amely villamos energiát állít elő. A termelt energia mennyisége általában a motor teljesítményének 30–50%-a.
Amennyiben a motor működése során keletkező hőt is hasznosítják – például fűtés vagy használati melegvíz előállítására –, a teljes rendszer hatásfoka akár 90% fölé is emelkedhet.
A rendszer fő elemei
- belső vagy külső égésű motor
- generátor
- szükség esetén inverter
Miért lehet fontos a HMKE a háztartások számára?
A háztartási méretű kiserőművek egyik legnagyobb előnye, hogy csökkenthetik a villamosenergia-költségeket, miközben hozzájárulnak a fenntartható energiagazdálkodáshoz.
A saját energiatermelés különösen akkor válhat előnyössé, amikor a fogyasztók szeretnék pontosan felmérni a jövőbeni költségeiket. Ilyen helyzetben hasznos lehet egy lakossági áram ára kalkulátor, amely segíthet megbecsülni a fogyasztás és az aktuális tarifák alapján várható villamosenergia-kiadásokat.
A jövő energiatermelése egyre inkább decentralizált
A szakértők szerint a következő években folyamatosan nőni fog a háztartási méretű kiserőművek száma, különösen a napelemes rendszerek terjedésével.
A HMKE rendszerek hozzájárulnak ahhoz, hogy az energiarendszer decentralizáltabb, rugalmasabb és fenntarthatóbb legyen, miközben a fogyasztók is aktív szereplőivé válhatnak az energiatermelésnek.
