A szélerőmű és napelem együtt jelenti a jövő energiarendszerét

Az elmúlt években Magyarországon robbanásszerűen nőtt a napelemes kapacitás. Mára a napsütéses időszakokban gyakran több villamos energiát termelnek a hazai naperőművek, mint amennyit a rendszer éppen fel tud használni. Ugyanakkor télen, borult időben vagy az esti órákban továbbra is jelentős villamosenergia-importra szorul az ország.

A megoldás azonban nem a napelemek lecserélése, hanem egy másik megújuló energiaforrás mellé állítása: a modern szélerőművek telepítése.

Magyarországon újraindul a szélerőmű-fejlesztés

Több mint egy évtizedes szélenergia tiltás után most megváltozott a hazai szabályozás, amely ismét lehetővé teszi új szélerőművek létesítését. A kormányzati tervek alapján 2030-ig a jelenlegi 330 MW szélerőmű teljesítmény megtízszerezése várható. A fejlesztést Uniós finanszírozás biztosítja (RRF), melyhez a kormány villamosenergia-hálózat fejlesztésre és okosmérő telepítésre is pályázatot írt ki.

A modern turbinák ráadásul sokkal magasabbak, modernebbek és hatékonyabbak, mint a Magyarországon jelenleg működő régebbi típusok. A föld felszíntől minél magasabbra megyünk, annál erősebb a szél, így több energia nyerhető ki belőle, ezért sokat számít a régi 130 m helyett a 199 méteres engedélyezett magasság.
A modern szélerőművek jellemző teljesítménye 7MW körüli, a jelenlegi jellemző 3MW-os telepítések helyett.
A meglévő szélerőművek átlagos kihasználtsága jelenleg 22–23% körüli, az új generációs berendezések ugyanazon helyszíneken már 30% feletti kapacitáskihasználásra is képesek lehetnek. Ez közel másfélszer nagyobb energiatermelést jelent.

Tehát kevesebb telepítéssel is jóval több lesz a kinyerhető energia.

A szélerőmű és napelem természetes módon kiegészíti egymást

A két technológia legnagyobb előnye, hogy nem ugyanakkor termelnek a legintenzívebben.

A napelemek csúcsteljesítményüket tavasszal és nyáron adják le.
A szélerőművek ezzel szemben jellemzően ősszel és télen termelnek többet, amikor erősebbek és tartósabbak a légmozgások.

Ennek következtében az éves termelési görbéjük egymást kiegészíti, így a két technológia együttes alkalmazása jelentősen kiegyenlítettebb villamosenergia-termelést eredményez. Számos hazai és nemzetközi vizsgálat arra jutott, hogy a nap- és szélenergia kombinációja lényegesen kisebb ingadozást okoz, mint bármelyik technológia önmagában.

A napelemek napon belüli és éves energiatermelése is haranggörbe alakú. A rendszerek a nagyobb erejű és hosszabb nappalok miatt tavasztól nyár végéig adják a csúcsteljesítményüket. A szélenergia ennek pont az ellentéte, ősztől a tél végéig van a termelés csúcsa. A nyári napelemes és a téli szélerőművi csúcstermelés összesítve tehát sokkal kiegyensúlyozottabb éves energiatermelést biztosít.

Ritka, hogy egyszerre nincs nap- és szélenergia

Sokan gondolják, hogy ha nem süt a Nap, akkor a megújuló energiatermelés is leáll. A valóság ennél jóval kedvezőbb.
Az Energiaklub 2024-es tanulmánya kimutatta, hogy Magyarország időjárási viszonyai mellett a nap- és szélerőművek termelése erősen komplementer, vagyis amikor az egyik technológia gyengébben teljesít, a másik gyakran éppen többet termel. Emiatt jelentősen csökken azoknak az óráknak a száma, amikor egyik technológia sem képes érdemi villamos energiát előállítani.

Kisebb hálózati kiegyenlítésre van szükség

A villamosenergia-rendszer egyik legnagyobb kihívása a termelés folyamatos egyensúlyban tartása.

Ha ugyanarra a hálózati csatlakozási pontra naperőművet és szélerőművet is telepítenek, akkor:

• kisebbek a teljesítmény-ingadozások,
• egyenletesebb a hálózat terhelése,
• csökkennek a kiegyenlítő energia költségei,
• hatékonyabban használható ki a hálózati infrastruktúra.

Nemzetközi tapasztalatok szerint az ilyen hibrid projektek nemcsak stabilabb energiatermelést biztosítanak, hanem a közös infrastruktúra miatt a beruházási költségek is csökkenthetők. Egy ausztrál projektben például mintegy 20%-os beruházási megtakarítást értek el az együttes telepítéssel.

Az akkumulátoros energiatárolás teszi teljessé a rendszert

Azokban a rövidebb időszakokban, amikor sem a nap-, sem a szélenergia nem elegendő, egyre nagyobb szerepet kapnak a nagy teljesítményű akkumulátoros energiatárolók.

Mivel Magyarországnak nincsenek magas hegyei, ezért a vizes szivattyús-tározós erőmű nálunk nem opció, így tökéletes alternatíva számunkra a nagy teljesítményű akkumulátoros tárolás. Az Európai Unió energiapolitikája pedig kiemelten támogatja az energiatárolók telepítését, mivel ezek:

• másodpercek alatt képesek reagálni,
• kiegyenlítik a megújuló termelés ingadozásait,
• javítják az ellátásbiztonságot,
• csökkentik a fosszilis tartalékerőművek szükségességét.

A jövő villamosenergia-rendszere ezért három pilléren nyugszik:

1. naperőművek,
2. szélerőművek,
3. energiatároló akkumulátorok.

Magyarország számára különösen fontos az egyenletes termelés

Hazánk jelenleg sajátos helyzetben van.

Napközben, különösen tavasszal és nyáron, gyakran jelentős napelemes túltermelés alakul ki. Ilyenkor az exportpiacokon sokszor rendkívül alacsony, esetenként negatív villamosenergia-árak mellett lehet csak értékesíteni az energiát. Estére viszont, amikor a napelemek termelése megszűnik, Magyarország ismét importra szorul, amelynek ára rendszerint magasabb. Ez jelentős költséget okoz a villamosenergia-rendszer számára.

A szélerőművek esti, éjszakai és téli termelése mérsékelheti ezt a napi ingadozást, csökkentheti az importigényt, valamint növelheti Magyarország energiafüggetlenségét.

A fosszilis energiahordozók kiváltásának egyik legjobb eszköze

A klímavédelmi célok eléréséhez nem elegendő kizárólag a napelemek telepítése. A legnagyobb előrelépést a különböző megújuló technológiák összehangolt alkalmazása jelenti.

A napenergia, a szélenergia és az energiatárolás együttes alkalmazásával:

• csökkenthető a földgáz- és szénfelhasználás,
• mérsékelhető az importfüggőség,
• stabilabbá válik a villamosenergia-rendszer,
• hosszú távon alacsonyabb és kiszámíthatóbb energiaköltségek érhetők el,
• jelentősen csökkenthető a szén-dioxid-kibocsátás.

Magyarország számára ezért a következő évek egyik legfontosabb energetikai feladata nem az, hogy a szélerőmű és napelem között válasszon, hanem hogy mindkettőt a lehető legjobban kihasználja, és ezt nagykapacitású energiatároló rendszerekkel egészítse ki. Így valósulhat meg egy olyan villamosenergia-rendszer, amely tisztább, biztonságosabb, versenyképesebb és sokkal kevésbé függ a fosszilis energiahordozóktól.

Ez hasznos és jó az országnak, de miért érdekes ez a lakosságnak?

• A gazdaságosabb energiatermelés segít alacsonyan tartani az energia árakat.
• Ha nem kell fizetnünk, hogy megvegyék az áramunkat, és pár órával később sem kell fizetnünk, hogy „vissza-vásároljuk”, kevesebb az energiaelosztó hálózat költsége. Ezt eddig a lakosság és a cégek is fizették a villanyszámlában, tehát ez által is csökkenhet a villanyszámla összege.
• Minél több kiegészítő és egymástól független erőművünk van, annál stabilabb az energiaellátás, kevesebb az áramszünet.

Tehát a szélerőmű és napelem nem csak zöld és trendi, de a rezsicsökkentésben is jó.