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:

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?

1. 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.
2. Szezonális használatú ingatlan. Nyaraló, présház, horgásztanya, ahol télen nincs vagy alig van fogyasztás. Itt a téli méretezés gondja eltűnik, a rendszer kicsi maradhat.
3. Mobil vagy ideiglenes egység. Lakóautó, konténer, építési terület, mezőgazdasági szivattyú vagy villanypásztor. Ezek kis rendszerek, külön logikával.
4. 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

Szigetüzemű vagy hibrid rendszert tervezel? Felmérjük, mire van szükséged, és mindkettőre adunk ajánlatot, ha mindkettő szóba jöhet.