Magyar Vízgazdálkodás, 1982 (22. évfolyam, 1-8. szám)
1982 / 4. szám
Az Iszkahegyi napelemes vízügyi rádióállomás Й vízügyi körzeti (igazgatósági) URH rádióhálózatok fejlesztésének kezdetén felmerült annak szükségessége, hogy beruházási költségmegtakarítás céljából az ellátandó terület besugárzásához szükséges átjátszó állomás energiaforrását napelemmel biztosítsuk. Egy-egy átjátszó állomás 30—50 km sugárban biztosíthatja a rádióösszeköttetést az állandóhelyű állomás (gátőrház, védelmi központ stb.) és a mozgó gk. (munkagép, repülő stb.) között. Miután az átjátszó állomásokat rádiótechnikai szempontból minél magasabbra, esetleg hegytetőkre kell elhelyezni — a napelemes áramellátással — az odavezető elektromos energia távvezeték építési, beruházási költségei megtakaríthatók. TERVEZÉSE, GYÄRTÄSA A Nap sugárzó energiájának hasznosítása a fényenergia közvetlen elektromos energiává történő átalakításának gyakorlata mind nagyobb teret nyer napjainkban. Ilyen megfontolások vezették az Árvízvédelmi és Belvízvédelmi Központi Szervezetet, a Középdunánúli Vízügyi Igazgatósággal együtt, amikor 1973- ban a Veszprém megyei Iszka hegyen tervbe vett rádió átjátszóállomás energiaellátását elsősorban a napelemhasznosításra tervezte meg. A napelemes áramforrás tervezési irányelvét az ÁBKSZ állította össze és kötött fejlesztési szerződést a VNIamosipari Kutató Intézettel. Magyarországon első ízben a VKI mutatott be napenergiából közvetlen villamosenergiát szolgáltató ún. napelemet 1972-ben a BNV-n. A létesítendő napelem rendszerből következő műszaki követelmények teljesítését várták: — 2x10 W-os URH rádióberendezés kb. 200 W teljesítményének állandó üzemi biztosítását; — 24 órás üzemből kb. 8 óra adásidőt kb. 150 W teljesítménnyel; — 24 órás üzemből kb. 16 óra vételidőt kb. 150 W teljesítménnyel; — a napelemcellák olyan kivitelezését, hogy legfeljebb 1—2-szeres karbantartással üzemeljenek évente; — a megfelelő villámvédelmet, s magaslati telepítésre való tekintettel; — megfelelő átkapcsoló rendszert és akkumulátortelep kialakítását az energia tárolására. A tervezési adatok rögzítése után a VKI a telepítési helyszín környezetére jellemző időjárási adatokat összesítette az Országos Meteorológiai Intézet Martonvásár—Erdőhát mérőállomásáról. Tízévi időtartamot (1963—1973) véve figyelembe számították ki az évi napsütéses órák havi átlagát. Ennek alapján lehetett tervezni napi 900 Wó energiát szolgáltatásra. A Villamosipari Kutató Intézet a napelem rendszer tervezésénél a következő alternatívákat vette figyelembe: — folytonosan napratájolt napelemes és fénykoncentrátoros napelemes egységek, — fix tájolású egysíkban elhelyezett és különböző dőlésszög alatt elhelyezett napelemes egységek, A rendszerekből végül is az egyes tervek részletes műszaki és gazdasági, előállíthatósági, mechanikai működési megbízhatósági, pénzügyi szempontok alapján a VKI és az ÄBKSZ a fix tájolású síkban kiterített változatot valósította meg. A VKI gyártmányú napelem felépítése és adatai Napelemtábla keretmérete: 1300x1100 x60 mm; súlya 100 kp. Napelemes tápegység aktív felülete (1 tábla): 0,7783 m3, teljesítménye 34 W (89 000 lux megvilágításnál). Napelemtáblák száma: 6 db; beépített táblák dőlési szöge 50°. Egy napelemtábla 24—22 mm-es cellákból épül fel. A napelemcellákat a VKI gyártotta és gondos válogatással építette be a táblákba. Egy ilyen egység tokozása bontható és vízzáró kivitelben készült, s a vezetékek kilépési pontjain is biztosították a vízzáróságot. A vízzáró anyag hidegen kötő szilikongumi (típusa SZILORKA H—1). Az alapegységek üvegburkolata speciális tulajdonságú (kis fényelnyelő képességű) üvegből készült és szerepe az, hogy a szilícium napelemeket a külső mechanikai sérülésektől védje. A táblák karbantartás és javítás végett bonthatók, a Középdunántúli Vízügyi Igazgatóság által kivitelezett üzemi épület tetejére lettek felszerelve, déli tájolással, 50°-os szögben. A napelem vázszerkezetét az épület tetőszerkezetébe épített I tartóhoz kötötték. A tetőtér kiképzés úgy történt, hogy még egyszer annyi napelemtábla fölszerelhető a vakpanelek levétele esetén. A teljes fémszerkezet földelését az acélvázhoz hegesztett 15 mm 0 gömbacél csatlakozásával biztosították. A napelem rendszer tartozéka egy kapcsolótábla, stabilizátor és akkumulátortelep (2 db Vili P 310 típusú). A stabilizátor VKI gyártmányú. Feladata, hogy az akkumulátor töltöttségétől és a terhelés változásaitól függetlenül, a kimenő feszültség értékét 24 V-on tartsa. A stabilizátor működési rendszerét tekintve az impulzus szélesség szabályozott, a kiegészítő feszültséget — kisebb mint 24 V bemenő feszültség esetén — mágneses úton állítja elő. Hatásfoka 90—95%-os. Az iszkahegyi napelemes URH átjátszóállomás látképe ÜZEMI TAPASZTALATOK A napelemállomás 1975 augusztusában készült el, építészetileg és elektromos szereléssel együtt. Ilyen teljesítményű napelem tápegység ekkor Európában tudomásunk szerint még nem működött. Az állomás egyéves próbaüzemének eredményeit az alábbi szempontok figyelembevételével értékelték: 1. Átlagos napsütéses idővel számolt teljesítmény értékek és a tényleges teljesítményértékek viszonya. A teljes rendszer által szállított teljesítmény éves átlagában 40 W helyett csak 18 W volt. A tervezés kiinduló adatként felvett napsütéses órák számával számított teljesítmény különbsége abból adódik, hogy a napelemtáblák fix tájolására való tekintettel nem mindegy az, hogy a napsütés a nap melyik órájában történik. Ugyanis kora reggel, vagy késő délután, a napelem nem adja le a beeső teljesítmény sűrűségnek megfelelő energiát (ferdén süt rá a Nap). A mérések alapján megállapítható, hogy hazai meteorológiai viszonyaink között, fix tájolású napelemtáblák esetén — éves viszonylatban — a napelemtáblák maximális teljesítményének (jelen esetben 200 W) átlagosan 10%-ával lehet számolni, mint állandó kivihető teljesítménnyel. Napsugár 22
