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
auto

Tíz év alatt 30%-kal nőtt a naperőművek energiasűrűsége

energia
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

Az Egyesült Államokban működő Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium (LBNL) kutatói megállapították, hogy az újonnan épülő naperőművekben ma hektáronként 43-52%-kal több napelemet telepítenek, mint tíz évvel ezelőtt. Ennek köszönhetően az egy hektárra jutó átlagos villamosenergia-termelés még annak ellenére is 25-33%-kal tudott növekedni, hogy időközben egyre több naperőmű épül északi államokban.

A 2021-ben íródott tanulmány a bevezetőjében megjegyzi, hogy már tíz év telt el a naperőművek teljesítmény- és energiasűrűségére vonatkozó nemzeti referenciaértékek legutóbbi hivatalos frissítése óta, ezért időszerű volt azok felülvizsgálata. A kutatók ennek érdekében áttekintették az LBNL adatbázisában szereplő összes 2011 és 2019 között létesült, 5 MW-nál nagyobb névleges teljesítménnyel bíró naperőmű adatait, a megállapításaikat pedig az IEEE Journal of Photovoltaics című tudományos folyóiratban publikálták.

A kutatók azt találták, hogy a naperőművek medián teljesítménysűrűsége (MW/hektár) 52%-kal nőtt a fix dőlésszögű létesítmények, és 43%-kal nőtt a napkövető tartószerkezetek esetében. Az LNBL a frissített adatok alapján új nemzeti referenciaértékeket javasolt a sűrűségre vonatkozóan:

0,87 MW/hektár a fix dőlésszögű létesítmények esetében
0,59 MW/hektár a napkövetős tartószerkezetet alkalmazó erőművek esetében

Ezzel párhuzamosan e létesítmények villamosenergia-termelése – MWh/év/hektárban mérve – 33%-kal nőtt a fix dőlésszögű és 25%-kal a napkövető létesítmények esetében. Az új értékek:

1,10 GWh/év/hektár a fix dőlésszögű létesítmények esetében
0,97 GWh/év/hektár a napkövetős tartószerkezetet alkalmazó erőművek esetében

Az elemzés megállapította, hogy a naperőművek teljesítménysűrűségének növekedése nagymértékben korrelál a felhasznált panelek névleges teljesítményének növekedésével, ami pedig a napelemes cellák hatékonyságának javulásával mutat szoros összefüggést.

Az alábbi grafikon azt ábrázolja, hogyan nőtt az egy angol holdra (angolul acre, ami 0,4 hektár) jutó teljesítménysűrűség, a szaggatott vonal pedig azt mutatja, hogy ez mekkora részben köszönhető a napelemek növekvő névleges teljesítményének.

A kék a fix dőlésszögű, a narancs a napkövetős erőműveket jelöli. Forrás: Land Requirements for Utility-Scale PV: An Empirical Update on Power and Energy Density

Az a tény, hogy a fenti ábrán látható medián teljesítménysűrűség növekedése meghaladja a modulok medián teljesítménynövekedését, arra utal, hogy az idő múlásával más tényezők is hozzájárultak a magasabb teljesítménysűrűséghez. A napkövető erőművek esetében ezek közé tartoznak a „backtracking” algoritmusok, amelyek szorosabb sortávolságot tesznek lehetővé azáltal, hogy korlátozzák a követő mozgástartományát reggel és este az önárnyékolás csökkentése érdekében. Hogy ez hogyan működik a gyakorlatban, azt az alábbi animáció mutatja be.

A fix dőlésszögű erőműveknek a hatékonyabb állványkonfigurációk és elrendezések segítettek a jobb helykihasználásban, ami részben a továbbfejlesztett modellező szoftvereknek köszönhető.

A tanulmányból az is kiderül, hogy a talajfedettségi arányok jellemzően 40-50% között mozognak a fix dőlésszögű erőművek és 25-40% között a napkövetős erőművek esetében. Ez az érték azonban telephelyenként nagymértékben változik, mivel a domborzati viszonyoktól, a dőlésszögtől és más tereptulajdonságoktól függ.

A következő ábra az egy angol holdra jutó éves villamosenergia-termelést mutatja, és itt már egy kicsit összetettebb a kép. A termelés még mindig növekszik, de kevésbé gyorsan, ami a „telephely minőségét” jelző szaggatott vonalak 2015 óta tartó stagnálásának, illetve csökkenésének számlájára írható.

A kék a fix dőlésszögű, a narancs a napkövetős erőműveket jelöli. Forrás: Land Requirements for Utility-Scale PV: An Empirical Update on Power and Energy Density

A helyszín minősége itt azt jelenti, hogy mekkora a globálsugárzás értéke, azaz évente mennyi napfény ér egy négyzetmétert. A kutatás kezdete óta mind a fix dőlésszögű, mind a napkövetős projektek esetében csökkent a napfény átlagos mennyisége, miután egyre több naperőmű épül az északi régiókban. Amíg ugyanis drágák voltak a napelemek, csak ott érte meg telepíteni őket, ahol nagyobb kihasználtságnak örvendhettek, de ahogyan csökken az áruk, ez már kevésbé volt szempont.

A fentieket talán úgy foglalhatnánk össze, hogy a napelemek egyre olcsóbbak és hatékonyabbak lettek, melynek következtében a naperőművek mind északabbra húzódtak, így az átlagos napelemet most kevesebb napfény éri, mint tíz évvel ezelőtt, de a hatékonyságjavulásnak köszönhetően átlagosan mégis több energiát tudunk kihozni egy hektárnyi napelemből.

Mindez pedig azt is jelenti, hogy a 10-20 évvel ezelőtt született kalkulációk alighanem túlbecsülték a napenergia valós területigényét. Ezek a korábbi tanulmányok a vízfelszínre telepített naperőművek lehetőségével sem számoltak, mivel akkoriban még nem létezett ez a technológia, ma már azonban egyre több lebegő naperőmű épül, melyekről az alábbi cikkünkben írtunk részletesebben.

Nincs elég hely a napelemeknek? A tengeri naperőművek megoldják a problémát

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.
Összehasonlítás