Ekonómia (hatásfok, költségek, megtérülés)
A napelemes energiatermelés egyelőre drága
A napelemmel való áramtermelés kezdetben, mint minden innovatív technológia, rendkívül költséges energiatermelési mód volt, azonban folyamatos elterjedésével egyre inkább csökkennek az előállítási költségek.
Miért érdemes napkollektort alkalmazni?
A napenergia a tudomány mai állása szerint a legtisztább és a kimeríthetetlen energiaforrások egyike. A környezet védelmének szempontjából tehát olyan megoldás, amely a fenntartható fejlődést szolgálja.
Napjainkban egyre elterjedtebb a napenergiát hasznosító berendezések alkalmazása, gyakran nyújtanak alternatívát a hagyományos melegvíz-előállító berendezések mellett vagy helyett. Telepítésük ott is javasolt, ahol nem áll rendelkezésre fosszilis energiahordozó (például földgáz, fűtőolaj, szén).
Kiszámoló – költségek, élettartam
A konkrét hőtechnikai beruházási döntést megtérülés számításnak kell megelőznie, amikor is az egyes lehetőségeket össze kell hasonlítani. Ehhez szükségesek egyebek között:
- Kivitelezési árajánlatok
- A villamos energia ára
- A gáz ára
- Az élettartam becslése
- Fogyasztási szokások ismerete
Általános az a vélemény, hogy gázfűtéses városi környezetben a kis rendszerekkel történő HMV előállításának a megtérülése ma Magyarországon 3-5 év között van. Informálisan tájékozódva az ilyen rendszerek bekerülési költsége akár az 1 millió forintot is elérheti. Ezt támasztja alá a mellékelt számítás is.

Napkollektoros rendszer költségvetése
A berendezések élettartama
| technológia elem |
élettartam |
karbantartási tevékenység |
karbantartási költség |
kockázati tényező |
| Napkollektoros HMV előállítás |
25 év |
|
évente a beruházási ktg. 4%-a |
|
| napkollektor |
25 év |
folyadékcsere |
|
túlmelegedés,
erős szél,
jegesedés,
jégeső,
villámcsapás
|
| keringetés |
10 év |
|
|
szorulás |
| elektronika, védelmek |
15 év |
|
|
villámcsapás |
| csővezeték |
25 év |
ellenőrzés |
|
szivárgás,
törés,
dugulás
|
Élettartam és hatásfoknövelő tevékenységek:
A kollektor rendszerek – amennyiben nem tartalmaznak napkövető mechanizmust – nem igen igényelnek karbantartást. Évente kell ellenőrizni őket, a hőtovábbító folyadékközeget szivárgás esetén pótolni kell. A legtöbbször a gépjárművekben alkalmazott fagyállót használják itt is.
Napelemes rendszerek költsége
A napelemes villamosenergia-termelést célzó beruházás költségeinek csak egyik eleme a napelem ára. A fennmaradó rész az installációhoz szükséges egyéb eszközök, valamint a kiegészítő teljesítményelektronikai berendezések (inverter, töltésszabályozó) és az esetlegesen szükséges akkumulátor költségeiből tevődik össze. Tájékoztatásként megadjuk néhány Magyarországon is elérhető, 320W-os és 1920W-os napelemes rendszer bruttó kiskereskedelmi árát különböző kiépítés esetén (csak napelem, hálózatra tápláló rendszer, szigetüzemű rendszer):
| Kiépítés/teljesítmény |
320W |
1920W |
| Csak napelem |
400 eFt |
2,4 MFt |
| Hálózatra tápláló rendszer |
510 eFt |
3 MFt |
| Szigetüzemű rendszer |
710 eFt |
3,9 MFt |
| Várható éves villamosenergia-termelés |
300-690 kWh/év |
1850-4120 kWh/év |
A hálózatra tápláló kiépítés a napelemeken kívül invertert is tartalmaz, míg a szigetüzemű rendszerben a napelemeken kívül inverter, akkumulátorok és töltésszabályzó is van (ez utóbbi esetleg az inverterrel egybeépítve). A fenti árak nem tartalmazzák a telepítés és beüzemelés költségét, valamint a kábeleket és napelem tartó kereteket.
A modern napelemek várható élettartama legalább 25-30 év (a fenti rendszerekre 25 év teljesítménygaranciát adnak). A szigetüzemű rendszerben akkumulátorok is vannak, amelyek élettartama ennél jóval rövidebb, a modern szolár akkumulátoroké körülbelül 10 év. Tehát 30 éves napelem-élettartamot feltételezve mindebből az következik, hogy 3 garnitúra akkumulátort kell elhasználni, míg elöregszik a napelem.
A szigetüzemű rendszereknél az akkumulátorok ára a teljes rendszer költségének (csak az eszközök árát tekintve telepítés nélkül) 25-30%-át teszik ki. Ebből következik, hogy a teljes élettartam alatt az induló eszközköltség 50-60%-át kell még pluszban ráfordítani 2 garnitúra új akkumulátorra. Tehát a teljes élettartamra vetített teljes eszköz-költség (napelem, akkumulátor, inverter, töltő) az induló eszköz költség 150-160%-a, amelynek hozzávetőlegesen a fele az akkumulátorok költsége (és az akkumulátorok előállítása és megsemmisítése/újrahasznosítása igen drága, és környezetszennyező).
A szigetüzemű rendszer kiépítésének költsége az akkumulátorok ára miatt magas, ezért e megoldásnak elsősorban ott van értelme, ahol másképp nem, vagy csak igen nagy ráfordítással oldható meg a villamosenergia-ellátás. A következő táblázat azt mutatja meg, hogy mikor éri meg egy villamos energiával el nem látott területen (szigetüzemű) napelemes rendszert kiépíteni az éves villamos energia igény függvényében.

A fenti költségszerkezet miatt elsősorban a hálózatra tápláló, energiatároló nélküli megoldások elterjedése várható.
A következő ábra a 125W-os, és nagyobb teljesítményű napelem modulok fajlagos árának változását mutatja Amerikában és Európában 2001. decembertől 2008. októberig:

A napelemek piaci árának alakulása
Hazánkban a napelemekkel termelt villamos energia kötelező átvételi ára jelenleg 26,46 Ft/kWh, a fajlagos nettó napelem költség körülbelül 1 MFt/kW, ami szinkronüzemű kiépítés esetén inverterköltséggel együtt nagyjából 1,25 MFt/kW. A kihasználtság átlagosan 15% körüli, átlagos megtérülési időre 36 évet kapunk, ami közel azonos a napelem élettartamával.