Aktuális2013 október 21

Mennyit ér a magyar szél? Többet, mint gondolná!

Mennyit ér a magyar szél? Többet, mint gondolná!

Szélenergiát hasznosító 50 kW teljesítményig terjedő háztartási kiserőművek, gazdasági előnyeivel kapcsolatos elemzés, avagy miért kezd egy hazai vállalkozás szélerőművekkel kapcsolatos kutatás-fejlesztésbe önerőből? (energiacentrum.com)

1. Összefoglaló tájékoztató

Háztartási méretű kiserőműnek (hkm) nevezzük azokat a kisfeszültségű hálózatra csatlakozó kiserőműveket, melyek csatlakozási teljesítménye  egy csatlakozási ponton nem haladja meg az 50 kVA-t.

A hkm-k létesítésének, hálózatra csatlakozásának, elszámolásának feltételeit a „2007. évi LXXXVI.törvény a villamos energiáról (VET)  és az egyes rendelkezéseinek végrehajtásáról szóló 273/2007. (X. 19.) Korm. Rendelet (Vhr) ” illetve a felhatalmazása alapján kiadott további előírások, jogszabályok, szabályzatok határozzák meg. A létesítésre vonatkozó szabályokat a hkm-et beépítő és hálózatra kapcsoló, arra jogosult szakemberek ismerik, így azzal a felhasználónak részleteiben nem kell foglalkozniuk.

Előzetesen megállapítható, hogy a saját fogyasztás nettó egységára mintegy 40-43 Ft/kWh körül alakul.

Amennyiben napenergiát vagy vízenergiát hasznosítunk, úgy szűk határok között, szinte pontosan megmondható a hozam. Pl. fotovoltaikus napelem 50 kW-os háztartási kiserőmű várható energiatermelése 50kW x max.1.100 hasznos napsütéses óra (statisztika, gyakorlatban használt adat) = 55.000 kWh/év villamos energia. Vízenergia hasznosítás a ritka és egyedi adottságok miatt itt nem taglalandó.

Alternatív alkalmazásként lehetséges még az 50 kW-os (49,9 !) szélerőmű, amit részletesen megvizsgáltunk és az alábbi következtetésekre jutottunk.

2. A szélkerék teljesítménye

Elméleti háttér

A számítás a szélkerekek teljesítményét meghatározó egyenleten alapul:

P = 0,5 ρ A v3 η,    ahol

P a szélkerék teljesítménye,
ρ = 1,29 kg/m3 a levegő sűrűsége,
A = r2 π = d2 π / 4 a lapátok által súrolt terület mérete (r a lapátok hossza, d = 2r a szélkerék átmérője),
v a szél sebessége, amely mellett a teljesítményt meghatározzuk,
•  η a szélkerék hatásfoka, amely nem lehet több 60 %-nál (elméleti maximum),

A világpiacon elsősorban nagy szélsebességek mellett ideálisan működő termékek találhatóak. Ezek főleg észak-amerikai és távol-keleti termékek. Ezek a termékek főleg azért nem alkalmasak kontinentális (többnyire alacsony szélsebességek) szélviszonyokra, mivel az ezen berendezések esetében alkalmazott szélkerék lapátok által súrolt felület jellemzően csekély. A lapáttollak hossza mindössze 7-10 méter. Ez ugyan nem jelent gondot a főleg nagy szélsebességek esetén, de egyértelműen hátrány a gyakori, de alacsonyabb szélsebesség viszonyok mellett.

Fent ismertetett képletbe helyettesítve a lapátok hosszát egyértelműen adódik a következtetés.

Európai gyártású szélkerekek ebben az 50 kW-os teljesítménykategóriában gyakorlatilag megszűntek, mert a gyártók a nagy gépek fejlesztésének irányába fordultak.

Az amerikai gyártmányok árai rendkívül magasak, így a nem megtérülő beruházás mellett a  paramétereik sem ideálisak a kontinentális (lassú) széljárások esetén.

A távol-keleti termékek minősége bizonytalan, szállítási és garanciális feltételei egyaránt kockázatosak.

3. Magyar fejlesztés

Felmerült tehát a kérdés, hogy van-e lehetőség hazai fejlesztésre, gyártásra és értékesítésre. Cégünk (Kautéla Zrt.) közel 15 éve telepít, forgalmaz zöldenergia hasznosító megoldásokat és azt tapasztaltuk, hogy a nevezett kategóriájú szélerőműre van piaci igény, de a piacképes termék hiányában eddig nem tudtuk teljesíteni az igényeket.

Felismerve a helyzetet, olyan berendezés fejlesztési koncepcióján dolgoztunk, amely megfelel az alábbi kritériumoknak:

1. Kontinentális szélviszonyok mellett a lehető legnagyobb energiatermelés
2. Minősített fődarabokból építhető, hosszútávon megbízhatóan működő berendezés, vállalható garanciákkal
3. Szakmai, műszaki, elméleti és gyakorlati szakemberek rendelkezésre állnak a fejlesztéshez
4. Vannak hazai gyártók a fődarabok legyártásához és összeszereléséhez
5. Hazai telepítő és szervízhálózat szervezhetősége

Arra a következtetésre jutottunk, hogy kifejleszthető egy olyan berendezés, mely egy kedvezőtlen szélviszonyokkal rendelkező helyszínen is termelhet mintegy 130.000 - 180.000 kWh mennyiségű energiát. Ez a hozam a napenergia villamos hasznosítással összehasonlítva több, mint két-háromszoros mennyiség és hozam, egy hasonló nagyságrendű befektetett összeg mellett.

A fejlesztendő termék tehát a hazai piacon kívül a hasonló szárazföldi szélviszonyú helyszíneken ideális, hiánypótló, tehát piacképes lesz.

A megvalósítandó ideális szélerőmű összetevőit és paramétereit az alábbi ábra szemlélteti:

Egy átlagos háztartás éves fogyasztását mintegy 5-15-ször  meghaladó termelés is kialakulhat megfelelő szélviszonyok mellett az 50 kW beépített teljesítmény mellett, ilyen módon a fenti mértékben fogyasztó kisvállalkozások, illetve integrált lakossági fogyasztók jöhetnek számításba ekkora beépített teljesítmény és jó  szélviszonyok mellett.

Tájékoztató adatként nagyon leegyszerűsített, primitív számítás mellett   évi 4,5 m/s mértékű átlagos szélsebesség esetében és átlagos 40%-os átalakítási hatásfokkal  15,53 kW-ra adódik  a pillanatnyi  átlag teljesítmény, ami évi  8400 órás üzemvitel mellett 130 452 kWh termelést jelent, ez pedig közel   5,9 M Ft éves megtakarítást eredményezhet  abban az esetben, ha az éves fogyasztás eléri a
130 452 kWh mértéket és a hálózatba ezen felül nem kerül sor visszatáplálásra –lakossági tarifát alapul véve.

Hirdetés

4. A létesítés szabályai és előnyei

A hkm létesítéséhez a villamos művek építési engedélyezésére vonatkozó általános előírások nem vonatkoznak, azonban létesítésük előtt ajánlatos a helyi közigazgatás építési hatáságához fordulni az építési magasságból adódó helyi előírások tekintetében.

A hkm-ek létesítésével kapcsolatosan óriási előny, hogy nem esnek a 33/2009. (VI. 30.) KHEM rendelet hatálya alá, amely a szélerőmű kapacitás létesítésére irányuló pályázati kiírás feltételeit tartalmazza. 50 kW felett ugyanis ezen jogszabály szerint a kiserőmű -ha szélenergiát használ fel -  csakis abban az  esetben létesíthető, amennyiben a fenti jogszabályban kiírt pályázaton nyer és ilyen módon  megszerzi a jogosultságot a létesítésre.

Fontos elem azonban, hogy egy csatlakozási ponton, egy fogyasztási helyen csak egy hkm csatlakoztatható. Tehát pl. egy társasház esetében valamennyi fogyasztó esetében külön-külön kell létesítenie egy –egy hkm-et, amennyiben más egyéb üzleti konstrukciót nem találunk.

További jelentős előny, hogy a háztartási méretű kiserőmű üzemeltetője által termelt villamos energiát az üzemeltető kérésére az adott csatlakozási ponton értékesítő villamosenergia-kereskedő vagy egyetemes szolgáltató köteles átvenni, ezzel az értékesítési partner kockázat kizárásra kerül.

Lényeges elem, hogy 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.

Ha a háztartási méretű kiserőmű a csatlakozási ponton a közcélú hálózatba villamos energiát betáplál, (termelése nagyobb, mint a saját fogyasztás mértéke) 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.

Forrás: energiacentrum.com/Aiolus News

NRGENS