Mekkora mértékben fedezheti egy gyár az áramfogyasztását napelemekkel?

Az ipari termelés jelenleg az egyik legnagyobb energiafelhasználással járó emberi tevékenység, amelyet mihamarabb tisztább működésre kellene átállítanunk. Erre a feladatra aligha lehetne jobb megoldást találni a tetőn elhelyezett napelemeknél, amelyek a helyben történő energiafogyasztás kielégítését szolgálják, hiszen nincs szükségük költséges infrastruktúrára, és nincs szállítási veszteség sem.

Az amerikai Northeastern University kutatói szerint az ipar a globális energiafogyasztás 38%-áért, az üvegházhatású gázok kibocsátásának 37%-áért felelős, és mivel jelenleg az Egyesült Államokban a helyben hasznosított megújuló energiaforrások csak az ipari villamosenergia-szükséglet kevesebb mint 0,1%-át fedezik, a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésének lehetőségei ezen a téren még jelentős részben kihasználatlanok.

„Az amerikai gyáripar tetőre szerelt napelemes rendszerekkel történő energiaellátásának technikai megvalósíthatósága” című, az IOP Science folyóiratban megjelent tanulmányukban arra a kérdésre keresték a választ, hogy az Egyesült Államok különböző régióiban és gyártási ágazataiban megvalósítható-e az említett villamosenergia-igények kielégítése tetőre szerelt napelemes rendszerekkel.

A kutatók az amerikai Energiaügyi Minisztérium Energiainformációs Hivatalának a feldolgozóipari energiafogyasztásról szóló felmérését felhasználva összehasonlították az épületeken elhelyezhető napelemek potenciális villamosenergia-termelését az átlagos feldolgozóipari épületek egy egységnyi alapterületre jutó villamosenergia-igényével.

A területegységre vetített napenergia-termelési potenciált az egyes amerikai államok fővárosaira vonatkozó műszaki-gazdasági elemzési és energiaszimulációs modell segítségével számították ki, amelyet a National Renewable Energy Laboratory (NREL) fejlesztett ki a Sandia National Laboratories-szal együttműködésben.

A modellben 476 W-os (DC) SunPower modulokat használtak, 22%-os névleges hatásfokkal, fixen rögzített tartószerkezeten elhelyezve. A modellezett ABB inverter 97,5%-os hatékonysággal, és, 20.000 W (AC) maximális teljesítménnyel rendelkezik, a tényleges DC-AC arány 1,2. A teljesítménymodellt óránkénti időzített szimulációk alapján futtatták le, hogy kiszámítsák az egyes rendszerek teljesítményét havonta, és feltételezték, hogy a tetők 90%-a rendelkezésre áll a panelek számára. Alternatív elemzést is végeztek olyan modulokkal, amelyek 16%-os névleges hatásfokkal rendelkeznek, és ebben a verzióban a tetőnek csak 80%-át fedték napelemek.

Mekkora az egy négyzetméterre jutó éves villamosenergia-igénye az egyes ipari ágazatoknak, és ehhez képest mennyi energiát tudnak előállítani tetőre szerelt napelemekkel.

Az eredmények azt mutatják, hogy a tetőkre telepített napelemes rendszerek – földrajzi helytől függően – az amerikai feldolgozóipari vállalatok villamosenergia-szükségletének 5-35%-át fedezhetik. Pontosabban a fogyasztásuk 5-35%-ának megfelelő energiát lennének képesek előállítani, hiszen a termelés olykor meghaladhatja a fogyasztást. Megállapították azt is, hogy ez az arány a bútor-, textil- és ruhagyártók esetében a legmagasabb, mivel ezek az üzemek általában nagy alapterületűek, és ehhez képest viszonylag kevés energiát használnak fel.

„Jelenleg az Egyesült Államokban a feldolgozóipar által igényelt villamos energia kevesebb mint 0,1%-át állítják elő megújuló, helyszíni forrásokból” – mondta Dr. Matthew Eckelman, a Northeastern University építő- és környezetmérnöki docense a PV Magazine-nak. „Ennek meg kell változnia, ha el akarjuk érni a dekarbonizációs célokat, és a tetőkön elhelyezett napelemek ma már sok esetben reális lehetőséget jelentenek az alacsony szén-dioxid-kibocsátású energiaellátásra.”

A tanulmány megállapította, hogy az olyan könnyűipari ágazatok, mint a bútorgyártás és a ruházati ipar, országszerte fedezni tudják az éves nettó villamosenergia-szükségletüket a telephelyeiken működő napelemekkel. Más, energiaintenzívebb ágazatok esetében is elérhető az önellátás, de ez jóval kevesebb telephelyre igaz.

A helyi napelemes létesítmények további előnye, hogy a gyártók bizonyos mértékig még hálózati zavarok idején is folytatni tudják a működésüket, különösen, ha a termelést energiatárolással is kiegészítik.

Magyarországon is azt láthatjuk, hogy egyre több termelőüzem fordul az önellátásra szolgáló napelemek felé. A Királyegyházán működő cementgyár is arra készül, hogy az energiaszükségletének harmadát a telephelyén megépülő naperőmű segítségével fedezze, amiről az alábbi cikkünkben írtunk.

Új korszakba lépett a magyar napenergia: megjelent az első vállalati PPA

Címlapkép: Sungrow

dr. Papp László (Sol Invictus)

Technológiai elemző, és a Villanyautosok.hu csapatának megújuló energiákkal, energiatárolással, illetve piaci trendekkel foglalkozó szakértője. Célja, hogy minél többek számára tegye egyértelművé, hogy a fenntartható jövő gazdaságilag is a legracionálisabb választás.