Zöldinfó

Magyar tudósok: ebbe az irányba kell fordítani a napelemeket, a jobb teljesítményhez

Létrehozva:

4 év telt el a létrehozás óta

2022-05-17

Szerző:

Hell

Az ELTE kutatói a napraforgók fénymaximalizáló “viselkedését” vizsgálva arra jutottak, hogy a napelemtáblák akkor termelik a legtöbb energiát Magyarországon, ha nem délre, hanem a dőlésszögüktől függően kissé kelet felé tájolják azokat.

A napelemek teljesítménye leginkább attól függ, milyen szögben éri őket a napfény. Eddig úgy vélték, hogy a legtöbb energiát a földrajzi dél felé fordítva termelik, mivel a napfény ereje délben a legnagyobb. Az ELTE kutatói azonban arra jutottak, hogy Magyarországon a napelemtáblákat nem délre, hanem a dőlésszögüktől függően “többé-kevésbé” kelet felé kell tájolni, ami függőleges táblák esetén akár 5 százalékos energiatöbbletet is eredményezhet. E felismerésre a napraforgók vezették a kutatókat – olvasható az ELTE MTI-hez eljuttatott hétfői közleményében. A beszámoló szerint az már régóta ismert, hogy a napraforgók érett virágai kelet felé néznek. A jelenséget sokan sokféleképpen magyarázták az idők során, de egyik feltételezés sem nyert kísérleti bizonyítást. 2020-ban az ELTE kutatói elsőként vetették fel, hogy a virágzat keleti irányát a növény tenyészhelyének fényviszonyai okozhatják.

Horváth Gábor és munkatársai csillagászati, meteorológiai és növényfiziológiai adatok felhasználásával meghatározták az érett napraforgófej virágzata és hátoldala által elnyelt fényenergiát a virágképzés kezdete és a magok teljes érése között, és megállapították, ha a tenyészidőben a délutánok átlagban felhősebbek a délelőttöknél, akkor a keletre néző napraforgóvirágzat nyeli el a legtöbb fényenergiát.
Az energiatöbblet előnyökkel jár a napraforgó számára: serkenti a magok fejlődését, gyorsítja a virágzatra lecsapódott harmat reggeli elpárolgását, ami csökkenti a gombásodás veszélyét, és magához vonzza a délelőtt aktív beporzókat.

A kutatók következő kérdése az volt, vajon a napraforgóvirágok a földrajzi kelet felé, vagy a napkelte folyamatosan változó aktuális azimut irányába (a földrajzi északtól mért irányba) néznek. Azt találták, hogy a virágzatok átlagos azimutszöge megegyezik a földrajzi keleti iránnyal, és jelentősen eltér a helyi napkelte azimutszögétől. “A drónos vizsgálat azt is megmutatta, hogy a kutatók jó irányba indultak el, amikor környezetoptikai magyarázatot kerestek a jelenségre. A 14 vizsgált napraforgótábla közül ugyanis kettőben azt találták, hogy a virágzatok azimutiránya többé-kevésbé eltért a síkvidéki virágzatok keletre nézésétől” – írják, hozzátéve, hogy ezek a táblák domboldalon feküdtek, a dombos helyek fényviszonyai pedig eltérnek a síkvidékiekéitől, mivel egy domboldalt más szögekben ér a közvetlen napsugárzás, mint egy vízszintes területet. Emellett a kutatók azt találták, hogy a környező fák árnyéka is befolyásolja a virágzatok irányát.

Miután a kutatók számára bizonyítást nyert a napraforgók fénymaximalizáló viselkedése, azt kezdték el vizsgálni, vajon igaz lehet-e a napraforgókon tett megfigyelésük a napelemekre is. “Az északi féltekén a rögzített (tehát állandó dőlésű és azimutirányú) napelemtáblák hagyományosan dél felé néznek, mert az uralkodó vélemény szerint a déli irány biztosít maximális napenergiát. Azonban a napraforgókhoz hasonlóan a napelemek fénymaximalizálását is meghatározza a felhőzöttség délelőtt-délutáni eltérése” – fejtik ki.

A beszámoló szerint a napjárás csillagászati ismereteinek és az elmúlt évtizedre átlagolt meteorológiai fénysugárzásmérési adatoknak a felhasználásával az ELTE kutatói meghatározták, hogy egy rögzített napelem egységnyi felülete mennyi fényenergiát nyel el egy év alatt. A vizsgálatot három amerikai területre (a kentuckyi Boone megyére, Tennessee-re és Georgiára), valamint három európai régióra (Közép-Olaszországra, Közép-Magyarországra és Dél-Svédországra) terjesztették ki. Azt találták, hogy a napelemtáblák ideális iránya egyedül Dél-Svédországban a hagyományos földrajzi dél, mégpedig azért, mert ott a délelőttök és délutánok évi átlagban egyformán felhősek. A többi területen viszont megfelelőbb a napelemtáblákat kissé a földrajzi kelet felé fordítani, mivel ezekben a régiókban a délutánok éves átlagban felhősebben a délelőttöknél. Ebből az is következik, hogy azokon a területeken, ahol éves átlagban a délelőttök felhősebbek a délutánoknál, a napelemek ideális iránya kicsit nyugat felé fordul.

Kapcsolódó tartalom:elte kutatók napelem napelem támogatás napelemek napenergia tudomány

Zöld Energia

Közel harmadára esett a villanyszámla, miután energiatárolót szereltek be

Egy dán család napelemes rendszerének energiatárolóval történő kiegészítésével jelentősen, évente több százezer forinttal csökkentette villanyszámláját, miközben az akkumulátor az olcsóbb áram tárolásával és a hálózati terhelés kiegyenlítésével is segíti az energiafelhasználást.

Létrehozva:

6 óra telt el a létrehozás óta

2026-11-11

Szerző:

Hell

Mennyibe kerülne egy napelemes rendszer akkumulátoros energiatárolóval? Tudja meg az ingyenes kalkulátor segítségével! Kattintson ide! (x)

Jelentősen csökkentette villanyszámláját egy dán család azzal, hogy a napelemes rendszerét otthoni energiatárolóval egészítette ki. A megoldás nemcsak a saját termelésű áram hatékonyabb felhasználását teszi lehetővé, hanem az olcsóbb időszakokban vásárolt villamos energia eltárolásával is mérsékli a kiadásokat. A szakértők szerint a háztartási akkumulátorok az elektromos hálózat terhelésének kiegyenlítésében is fontos szerepet kaphatnak. A dániai Asnæs településen élő Henrik Lomholdt családjának már nem kell folyamatosan figyelnie, mikor a legolcsóbb az áram. A házukban működő napelemes rendszerhez csatlakoztatott akkumulátor automatikusan tárolja az energiát, amelyet a család később, például az esti órákban használhat fel. „Az a nagyszerű benne, hogy szinte semmivel sem kell foglalkozni. Minden automatikusan működik” – mondta Henrik Lomholdt, aki szerint a rendszer nyáron különösen jelentős megtakarítást eredményez. A család éves villamosenergia-költsége a napelemek és az energiatároló telepítése előtt nagyjából 1,1–1,2 millió forint volt. A rendszer kiépítése óta ez az összeg mindössze mintegy 370 ezer forintra csökkent évente. Ez évente megközelítőleg 740–790 ezer forintos megtakarítást jelent. A család a nyári hónapokban szinte teljes egészében saját maga fedezi villamosenergia-igényét.

Télen a rendszer más módon segít csökkenteni a költségeket: az akkumulátor az olcsóbb időszakokban töltődik fel, a háztartás pedig a drágább órákban a tárolt energiát használja fel. Így mérsékelhető a hálózatból vásárolt, magasabb árú villamos energia mennyisége.

Henrik Lomholdt szerint a napelemek megvásárlásakor egyértelmű döntés volt az akkumulátor beépítése is. A tárolóval kiegészített rendszer hozzávetőleg egyharmaddal került többe, mint az akkumulátor nélküli változat, de a tulajdonos úgy számol, hogy a magasabb kezdeti beruházás gyorsabban megtérülhet. Várakozásai szerint az energiatároló körülbelül nyolc év után kezdhet tényleges nyereséget termelni.

Az elektromos hálózatnak is segíthetnek az akkumulátorok

A háztartási energiatárolók előnyei túlmutatnak az egyéni megtakarításokon. A megfelelően vezérelt akkumulátorok hozzájárulhatnak a villamosenergia-hálózat terhelésének kiegyenlítéséhez is. Amikor sok háztartás egyszerre fogyaszt nagy mennyiségű áramot, vagy a napelemes rendszerek egy időben jelentős mennyiségű energiát táplálnak a hálózatba, megnőhet a helyi infrastruktúra terhelése. Az akkumulátorok a termelés és a fogyasztás időbeli eltéréseinek mérséklésével segíthetnek a meglévő hálózati kapacitás hatékonyabb kihasználásában.

Henrik Madsen, a Dán Műszaki Egyetem (DTU) professzora egy, a Trefor energiaszolgáltatóhoz tartozó, viszonylag nagy terhelésű hálózati szakaszt vizsgált. Mérései szerint a hálózat átlagos kihasználtsága ezen a területen mindössze 15 százalék körül alakult. A professzor szerint az akkumulátorokkal kiegyenlíthetők a fogyasztási és termelési csúcsok, ami megfelelő feltételek mellett jelentősen növelheti a meglévő hálózat hasznosítható kapacitását. Ez mérsékelheti az új hálózati beruházások iránti igényt is, bár a tényleges lehetőségek az adott hálózati szakasz műszaki adottságaitól függnek.

Egyre többen választanak otthoni energiatárolót

A dániai adatok alapján a háztartási akkumulátorok iránti érdeklődés is növekszik. A Dán Napelem Szövetség adatai szerint az egyik tavalyi negyedévben 546 otthoni akkumulátort telepítettek, míg a következő év második negyedévében már 1403 ilyen berendezést helyeztek üzembe. Tavaly szeptember óta összesen több mint 3700 háztartási energiatároló telepítése történt meg, írja az alternativenergia.hu.

forrás: Dansk Solcelleforening / TV2 ØST/ alternativenergia.hu

A növekedés egyik oka, hogy a háztartások egyre inkább felismerik a napelemes rendszerek és az akkumulátorok együttes alkalmazásának előnyeit. A napközben megtermelt, alacsonyabb értékesítési árú többletenergia helyben tárolható, majd később felhasználható, amikor a hálózati villamos energia drágább.

A szövetség elnöke, Flemming Kristensen egy másik szempontot is kiemelt: az energiatárolók áramszünetek esetén tartalék energiaforrást jelenthetnek. A tényleges ellátásbiztonság azonban attól is függ, hogy az inverter és a rendszer képes-e hálózattól függetlenül működni, illetve milyen fogyasztókat tud ellátni. A szakember szerint a napelemes rendszerek értékesítésekor egyre gyakrabban eleve akkumulátorral együtt kínálják a berendezéseket, vagy legalább olyan invertert telepítenek, amely később energiatárolóval is kiegészíthető.

A dán példa azt mutatja, hogy az otthoni akkumulátor nem csupán a saját termelésű napenergia jobb kihasználását teszi lehetővé. Az energiatárolás az időjárásfüggő termelés és a változó áramárak mellett a háztartások költségeinek mérséklésében, valamint a villamosenergia-rendszer rugalmasabb működésében is szerepet játszhat.

Tovább olvasom