Mire figyeljünk napelem vásárlásakor?
Cégünk alapvetően 3 minőségi kategóriával foglalkozik. A negyedik úgymond bóvli kategória nem tartozik az általunk forgalmazott, illetve telepített rendszerek közé.
Prémium kategória
A rendszer főbb elemei hozzáadott értékű termékekből állnak, a főbb elemek pl. napelem modulok, inverterek neves gyártótól származnak (pl. LG, KYOCERA napelem, SMA, HUAWEI, ABB inverter), ezért a hosszú távú garancia, amit szinte mindenki ígér a piacon, a prémium rendszerek esetében nem jelent kockázati tényezőt. Ezek a rendszerek ígérik a legjobb hatásfokot a legkisebb avulási értékek mellett (erről a megtérülés témakörnél külön foglalkozunk), így hosszú távon ezeknek legjobb a hozama.
Azoknak ajánljuk, akik a legjobb minőséget preferálják adott esetben nagyon jó ár/érték arány mellett. Megújuló viszonylatban hosszútávon gondolkodnak a rendszerrel kapcsolatban (25-35) év.
Smart kategória
A rendszer főbb elemei jó minőségű, magas hatásfokú elemekből állnak, adott esetben kevésbé ismert gyártótól származnak (pl. Q-CELL napelem, FRONIUS inverter). A garanciális feltételek gyengébbek, mint a prémium kategória esetében, de nem jelentenek túl nagy kockázatot. Hatásfokuk közel van a prémium rendszerekéhez, de például a napelem modulok rosszabb karakterű avulási görbéje miatt gyengébb hozamok érhetőek el azonos futamidő alatt.
Azoknak ajánljuk, akik a jó minőséget preferálják a legjobb ár/érték arány mellett. Megújuló viszonylatban középtávon gondolkodnak a rendszerrel kapcsolatban (15-25) év.
Economy kategória
A rendszer főbb elemei gyengébb hatásfokú napelem modulokból állnak (pl. CANADIAN SOLAR), de az inverter ill. az egyébb aktív-passzív elemek ugyanolyan minőségűek, mint a SMART kategóriában. Ebben a kategóriában jellemzően Kínából származó napelem modulok vannak, de kizárólag olyan gyártótól, aki legalább 10 éve a piacon van és a saját projektjeinkben, illetve a környezetünkben még nem tapasztaltunk a termék specifikációjától eltérő rossz paramétereket vagy minőségi kifogást.
Azoknak ajánljuk, akik a még elfogadható minőséget preferálják alacsonyabb ár mellett. Megújuló viszonylatban rövidtávon gondolkodnak a rendszerrel kapcsolatban (10-15) év.
Bóvli kategória
A rendszer főbb elemei papíron teljesítik a szabványban előírtakat, de a leggyengébb hatásfokkal bírnak, nagyon rossz karakterisztikájú avulási görbék mellett. A gyártók ismeretlen néhány éve létező cégek, akik természetesen vállalnak 10-12 év garanciát (hallottunk már 30 évről is), de ezek a cégek jellemzően néhány év alatt eltűnnek és a garancia érvényesítése lehetetlenné válik. A legjobb példák erre az úgymond Németországban, USA-ban, Kanadában gyártott napelem modulok (ezek rendszerint Kínában készülnek, csak az 51%-os VÁM trükk miatt vállnak európai vagy észak-amerikai gyártásúvá). Itt meg kell említeni, hogy léteznek magas színvonalú kínai gyártású termékek, mint például a HUAWEI termékei. Ezért téves az a paradigma hogy a gyenge minőségű termékek mind Kínából származnak.
A napelemek minőségét a következő paraméterek határozzák meg:
1. Napelem dimenziója
A napelemek térbeli dimenziója, fizikai méretei lényeges paraméter, esztétikai, de tervezési, méretezési szempontból is. Számos gyártó különböző méretű napelemeket gyárt, melynek hatása van a telepíteni kívánt rendszerre, de akár a későbbiekben az esetleges rendszerbővítésre vagy hibás modulok cseréjére. A napelemek vastagsága gyártási technológiától függően 1 cm és 5 cm között változik. Például. egy üveg-üveg napelem az esetek többségében alig több mint 1 cm vastagságú és ezért esztétikailag az egyik legjobb megoldás, de az ilyen kivitelű modulok súlya általában több mint az alumíniumkeretes EVA fóliás társaiké. A napelemek súlyáról az alábbiakban részletesebben tárgyalunk. A modulok vastagsága az esztétikán túl a tervezésnél is egy jelentős szempont, mivel az alumínium keretes modulok esetében a keret profilja illetve annak vastagsága meghatározza a modul statikai terhelését és így közvetve az élettartamát is.
Magyarország a nemzetközi szél zóna besorolás szerint a II.-es zónába sorolható, melyet szabvány is rögzít. Ebben a zónában a piacon kapható modulok jelentős része várhatóan teljesíti az élettartam elvárásokat, de természetesen itt is igaz, hogy az erősebb kivitelű prémium modulok hosszabb távon tudják kiszolgálni tulajdonosaikat. A modulok esetében nem egyértelmű hogy a vastagabb modul jobb minőségű mivel azt az alumínium ötvözet minősége és a profil kialakítása jelentősen befolyásolja.
A modulok szélessége és hosszúsága szintén jelentős tervezési szempont mivel meghatározza, hogy hány darab modult tudunk telepíteni egy adott felületre. Ez a paraméter természetesen szoros összefüggésben van a rendszerünk hatásfokával is, amit az alábbiakban szintén részletesen kifejtünk. Általánosságban kijelenthetjük, hogy az adott felületre telepíthető maximális modulok számát az adott felületen található műtárgyak pl. szellőző kupola, kémény, antenna, villámhárító rendszer szívócsúcsa, stb. vagy szomszédos épület illetve különböző árnyékot vető tárgyak pl. magas fák mellett leginkább a rendszerbe illeszteni kívánt modulok hosszúsága illetve szélessége határozza meg.
Itt érdemes megjegyezni, hogy sokakat megtéveszt a modulok névleges teljesítménye, melyet az alábbiakban a hatásfoknál részletesebben vizsgálunk. Egy 72 cellás 365 Wp névleges teljesítményű modul ugyan is kb 2 m2 felület foglal el a tetőn, amíg egy 62 cellás 365 Wp névleges teljesítmény modul csak 1,7 m2-t. Nem nehéz kiszámolni, hogy ha adott épület napelem modul telepítésére alkalmas felületén csak 60 m2 áll rendelkezésre, akkor a rosszabb hatásfokú 72 cellás modulból 30 db-ot (rendszer méret ca. 11 KVA), míg a jobb hatásfokúból 35 db-ot (rendszer méret ca. 13 KVA) tudunk telepíteni, mellyel így jóval nagyobb hozamot érünk el.
2. Napelem modulok súlya
A különböző technológiával gyártott napelemek között jelentős súly eltérések vannak. Nyilvánvaló, hogy egy esztétikailag nagyon szép üveg-üveg napelem modul, az extra üveg mennyiség miatt jelentősebb súllyal bírnak, mint az EVA fóliás modulok. Végfelhasználói szempontból (pl. lakóingatlan tulajdonos) ennek nincs túl nagy jelentősége. Nagyon ritka azon esetek száma (de már fordult elő a mi gyakorlatunkban is), amikor a napelem modulok okozta extra súlyterhelés (amely elenyésző a Magyarországra jellemző szél és hó viszonyok miatt keletkező terhelések mellett), problémát jelent a rendszer telepítésekor. A napelemek súlyának leginkább logisztikai és kivitelezési szempontból van jelentősége.
Nagyobb rendszerek telepítésekor (amikor kamion vagy konténer mennyiségben kell a modulok logisztikáját megoldani), nem mindegy a költségek szempontjából a modulok mozgatása. A példa kedvéért nézzünk egy olyan esetet, amikor ez érdekes lehet. Tegyük fel, hogy egy olcsóbb 20 kg-os modulból akarunk rendszert telepíteni, ahol a modul névleges teljesítménye 300 Wp egy 50 KWp HMKE napelemes rendszerhez ebben az esetben 167 db modulra van szükségünk. A modulok súlya miatt a gyártó vagy a szállítmányozó 25 db/raklap-ra szabályozza szállítható mennyiséget. Ez 7 raklapnyi helyet foglal el a szállító járművön. Amennyiben a szállító járműnek csak 6 raklap a kapacitása, már egy nagyobb járműre lesz szükség, ami drágább, vagy még egy fuvarra, ami időveszteség és jelentős szállítási többlet költség. Ugyanez jobb minőségű 17 kg-os modulokból 30 db/raklapot jelent, vagyis a 167 db modul kevesebb mint 6 raklapot jelent, melyet így alacsonyabb költséggel szállítmányozhatunk.
Az előbb részletezett számítás természetesen egy kiragadott példa, de megtörtént esetet mutat be, ahol egyéb tényezőket figyelembe véve az elsőre drágábbnak hitt modulokból került megvalósításra a rendszer. A modulok súlyának a kivitelezés során van a legnagyobb jelentősége. EU direktíva, hogy 1 munkás maximum 25 kg súlyt emelhet. Amennyiben ennél nehezebbek a modulok, akkor legálisan csak 2 ember mozgathatja. Természetesen még nem hallottunk olyan esetről, amikor a munkavédelmi felügyelőség, vagy a szakszervezet ilyen probléma miatt bárkit vegzált volna Magyarországon, de az USA-ban a saját szemmel láttam ilyet. Viccet félre téve, a modulok súlya a tetőn való mozgatáskor válik érdekessé a kivitelező számára, amikor nem mindegy, hogy 17 vagy 30 kg-ot kell a helyére illeszteni. Például egy 20 m orom magasságú 45 fokos dőlésszögű tetőn 100 db 17 kg-os modul mozgatása elmondhatatlanul könnyebb ugyanennyi 30kg-os modulhoz képest.
3. Napelem modulok hatásfoka
Ez a paraméter jelentősen meghatározza a legfontosabb dolgot számunkra, a rendszer hozamát (figyelem, a hatásfok mellett, a hozamot befolyásolja a telepítés – pl. megfelelő légrés a modulok alatt-, a modulok fizikai degradációja, és a gyártó által megadott, illetve valós avulási görbe) . A napelemek hatásfokát a következők szerint határozzák meg: STC (Standard Condition Test- Szabványos Vizsgálati Körülmény) Ebben az esetben a földet érő nap általi besugárzást 1000W/m2-nek vesszük (a valóságban az egyenlítőnél délben ennél nagyobb értékek vannak), a modul hőmérséklete 25 celsius fok és a szélsebessége 1,5 m/s. Ebben az esetben pl. a termék adatlapján egy Pmax 370Wp maximális teljesítményű napelem modul hatásfoka – amelynek a hossza H=1.700mm és szélessége SZ=1.016mm azaz felülete A=1,7272 m2 – a következőképpen alakul 370/1,7272/1000*100=21,4%.
A valóságban, üzemi körülmények között a besugárzás nagysága folyamatosan változik, csak úgy mint a környezeti hőmérséklet (így a modulok hőmérséklete is) és a szélsebessége is. Ezért a modulok legfontosabb paramétereit a NOCT (Nominal Operational Condition Test- Névleges Működési Körülmény) szerint is vizsgálják, ahol a besugárzás mértékét 800W/m2-nek veszik, a környezeti hőmérsékletet pedig 20 celsius foknak, valamint a szélsebességét 1.0 m/s-nak. Az így kapott értékek azok, amelyeket tervezéskor figyelembe kell venni a hozam számításakor, míg az STC leginkább a rendszer méretezésének maximumairól és a termék minőségéről árulkodik.
Mivel folyamatosan változó körülmények között üzemelnek a modulok és a piacon jelenleg a szilícium monokristályos vagy polikristályos napelemek a legelterjedtebbek, figyelembe kell vennünk azt is hogy hogyan viselkednek ezek a modulok a változó körülmények esetén. Köztudott, hogy a szilícium egy félvezető elem, vagyis alacsonyabb hőmérsékleten szigetelőként, míg magasabb hőmérsékleten vezetőként viselkedik. Egy jó minőségű napelem modul NOCT (lásd előbb ) körülmények esetén 44 fok celsius körüli üzemi hőmérsékleten működik. Könnyű belátni hogy alacsonyabb besugárzás mellett csökken a hatásfok és a hőmérséklet változás ezt tovább rontja. A fentebb említett Pmax= 370Wp napelem modul esetében pl. 200W/m2 besugárzási értéknél 4,5%-al csökken, valamint NOCT esetén 1 celsius hőmérséklet változáskor a Pmax 0,3%-al csökken és így romlik a hatásfoka is. A napelem modul kiválasztásánál ezért nagyon fontos figyelembe venni hogy ezek a paraméterek milyen értékkel szerepelnek a termék adatlapján, mert ezek az értékek alapjaiban határozzák meg a várható hozamunkat, amely miatt az egész beruházást végezzük.
4. Napelem modulok mechanikai tulajdonságai
A mechanikai tulajdonságok (hőtágulás, terhelés) közül a terhelés bír nagyobb jelentőséggel, bár a hőtágulási együtthatót sem lehet figyelmen kívül hagyni a dilatáció miatt egy rendszer paraméterezésekor. Az egyes gyártók között nincs jelentős eltérés a hőtágulási együtthatóban (mindenki szilíciumot és alumíniumot használ) így ezzel a modul választásnál nem különösebben kell foglalkoznunk végfelhasználóként. Egy dolgot itt meg kell említeni, amely szorosan kötődik a dilatáció kérdéséhez. A bóvli kategóriás moduloknál sok minden más mellett elhagyják a csapadék elvezető furatokat (nyilván emiatt is olcsóbb a modul). Ebben az esetben a dilatáció miatt keletkező résekbe bejut a pára vagy egyéb csapadék és télen egy hirtelen fagyáskor roncsolja a modul szerkezetét elgyengítve azt.
A terhelések (hó, és szél) már zsebre menő kérdés. Az IEC 61215 szabvány rögzíti a napelemek hó és szélterheléssel szembeni elvárt ellenállását, így ezt minden gyártó feltünteti a termék adatlapján, hogy teljesíti ezeket az értékeket, vagyis megfelel a szabványnak. A napelemeknél a napelem frontoldalát a hó terheli, míg a hátoldalát a szél terheli annak szívóhatása miatt. Prémium gyártók mégis a szabványos érték több mint kétszeresét teljesítik (6000 Pa hó és 5400 Pa szél). Nyilvánvaló, hogy nem azért csinálták ezt mert megbolondultak, bár elsőre felmerül a kérdés, hogy ha 5400 Pa szélterhelés 93m/s szélsebességnél keletkezik és a Katrina hurrikán 2005-ben 75m/s (270km/h) szélsebességgel tombolt és vitt el házakat, akkor mi szükség erre az extra erős terhelhetőségre. A válasz már a mi gyakorlatunkban is előfordult.
Egyik ügyfelünk egy bóvli kategóriás rendszert telepített (napelem modulok miatt volt bóvli, a rendszer többi eleme rendben volt). A modulok a hó statikus terhelése és szél dinamikus terhelése, valamint a hőtágulás miatt deformálódtak, hajszál repedések, szakadások keletkeztek a szilícium kristályoktól induló vezetőkben és emiatt 3 év alatt a rendszer az eredeti hozamának az 1/3-ára esett vissza (ezzel a beruházás több mint 30 év múlva térült volna meg). A modulok cseréje után (prémium modulokra cseréltük) a hozam a korábbi rendszer kezdeti értéke fölött volt 20%-kal és azóta is az avulása a rendszernek a gyártó által specifikált közel lineárishoz tart évi 0,5% degradációval.
Az extra terhelhetőségű modulok hosszabb távon nagyobb biztonságot jelentenek a várható hozam elérésében. A prémium kategóriás modulok nem ritkán 25 év termék és 25 év teljesítmény garanciát adnak, úgy hogy egy komolyabb márka adja ehhez a likviditást. Természetesen nem telik mindenkinek ilyen rendszerre és egy Standard vagy Economy kategória is túléli a megtérülési idejét, de a bóvli szegmens már azt a kockázatot rejti magában, hogy soha nem térül meg, vagy jóval később, mint azt a beruházáskor vártuk.
Cégünk 2011 óta foglalkozik napelemes rendszerekkel. Az évek során szinte az összes elképzelhető konfigurációban telepítettünk napelemes rendszereket. Referenciáink itt megtekinthetőek.
