Információk a napelemekről
Mi a napelem?
A napelem olyan fotóvillamos eszköz, amely a nap sugárzási energiáját elektromos árammá alakítja át.
Az elemek működésének elvi alapja az, hogy napsugárzás hatására a napelem celláinak p és n típusú félvezető rétegei között elektronáramlás indul meg. Az elektronok áramlása pedig egyet jelent a villamos árammal.
Érdekességként érdemes megjegyezni, hogy a cellák nem csak napsugárzás hatására képesek áramot termelni, hanem arra bármilyen eredetű adott hullámhosszú fény is alkalmas! A napelem mint környezetbarát technológián felül a legnagyobb előnye a zajtalan működésben és az alacsony üzemeltetési költségben rejlik.
Földrajzi fekvésünk ideális-e a napelemek számára?
Forrás: Wikipedia
Magyarország a napfényes órák számát tekintve jó mutatókkal rendelkezik. A legszegényebb időszak a december, míg a maximális napfénytartam júliusban alakul ki. Napfénytartam alatt értjük azt az időtartamot, ameddig a felszínt közvetlen sugárzás éri.Magyarországon a legtöbb besugárzás a Tiszántúl déli területein tapasztalható, ezen belül is Szeged környékén. A legkevesebb pedig az Északi-középhegység térségében. Napsugárzás szempontjából hazánk jobb mutatókkal bír mint a szomszédos Ausztria, vagy Németország, ahol az érkező napsugárzás mennyisége még kevesebb, mégis a napkollektoros rendszerek számát tekintve sokszorosa hazánkéhoz viszonyítva. A napelemmel megtermelt energia alternatívája lehet a hagyományos, döntően fosszilis energiahordozók elégetésén alapuló hőenergia előállításnak.
Milyen fajta napelemek léteznek?
Amorf napelem
Olcsó, de gyenge hatásfokú (5-8%-ék) napelem. Nem tagolt, felületét egyetlen fekete árnyalatú amorf kristály alkotja. A gyártás során általában valamilyen hordozóra, például üvegre vagy vékony acéllemezre viszik fel. Előnye, hogy közel 100x vékonyabb lehet a kristályos változatnál és kevésbé érzékeny a melegedésre valamint szélesebb fényspektrumot tud hasznosítani. Nagyobb felülettel rendelkező épületeken alkalmazhatók előszeretettel. A napelem felülete szép homogén vagy átlátszó is lehet, továbbá hajlékony kivitele lehetővé teszi építészeti szempontból történő változatos kihasználtságát. Hátránya a gyenge hatásfok, a nagy felület igénye és a rövidebb élettartam (kb. 10 év).
Poli és monokristályos napelem
A kristályos modulokon belül poli és monokristályos napelemeket különböztetünk meg. Jelenleg a kristályos a leginkább elterjedtek, ezek a leginkább kiforrottak.
Mind a mono, mind a polikristályos modul szilícium félvezetőre épül, a különbség közöttük a gyártás technológiájában van. A mono modulok félvezető kristályait egyetlen tömbben gyártják, a polikristályosokét pedig több részben készítik el.
Mivel más a gyártási folyamat, más jellemzői is vannak a különféle napelemeknek. A polikristályos modul szórt fényben jobban teljesít, egyetlen cella termelés csökkenése kevésbé befolyásolja a többit, jellemzően egyenletesebb teljesítménnyel dolgozik.
A mono modulok optimális tájolás és dőlésszög mellett nagyobb teljesítményt adnak le, mint a polikristályosak, de ez mindig pillanatnyi érték. A nem optimális esetekben, gyakorlatilag napi egy-két óra kivételével, a leadott teljesítményük kisebb, mint a polikristályosoké.
Egy éves viszonylatot tekintve viszont az éves hozamuk kb. megegyező, nincs jelentős eltérés közöttük.
Vékony-film rétegű napelem modul
Ilyen napelem esetén a félvezető réteget rendkívül vékonyan egy üveglapra integrálják. A vékony-filmes moduloknak magas a hatásfoka, de az élettartamuk jellemzően 15 év.
A mi éghajlati viszonyaink között speciális esetek kivételével vékony-filmes modul használatát nem javasoljuk. A jelenleg általánosan forgalomban levő modulok hatásfoka 15-19% között van. Ez a mutató azt jelenti, hogy az adott napelem a napsugárzás hány százalékát képes elektromos energiává alakítani. Vigyázat, ez a szám becsapós, a nagyobb hatásfok nem jelent nagyobb teljesítményt!
„Smart” napelem
Honlapunkon van egy utalás arra, hogy egymással sorba kötött moduloknak ugyanolyan tájolásúnak és dőlésszögűnek kell lenniük, mivel ha egy napelem árnyékba kerül, vagy más szögben éri a nap és gyengébben termel, mint a sorban a többi, akkor lerontja a többi teljesítményét is. Nos, erre a problémára léteznek speciális megoldások, az ún. „smart” napelemek. Ezeknek az a lényege, hogy minden egyes elem külön munkapont keresővel, „mpp tarckerrel” rendelkezik, így minden modulról optimális teljesítmény nyerhető. Ezekhez természetesen speciális inverter is szükséges. Ez a fajta megoldás időszaki árnyékolás, tagolt tetőfelület esetén alkalmazható. Egy ilyen rendszer minimálisan drágább a hagyományoséval, de a többlet hozamuk azokhoz képest kb. 25%! Természetesen kínálatunkban a smart napelemei is szerepelnek.
Milyen típusú napelemes rendszerek telepíthetők?
Szigetüzemű napelemes rendszer
Használata olyankor indokolt, ha ha nincs lehetőség a közcélú elektromos elosztóhálózathoz csatlakozni. Ez a napelemes rendszer kiválóan alkalmas elszigetelt nyaralók, erdei házak és tanyák energiaellátására.
A rendszer nyáron a napos órák számának köszönhetően többet, télen viszont kevesebb energiát – a nyári termeléshez viszonyítva közel annak ötödét – termel.
A szigetüzemű napelem rendszer esetében a megtermelt villamosenergia egy töltő egységen keresztül biztosítja az akkumulátor folyamatos töltését. Ehhez csatlakozik az áramátalakító (inverter), mely előállítja a hálózati feszültséget, azaz a 230V-ot.
Bővebben: Szigetüzemű napelemes rendszer bemutatása
Hálózatra tápláló napelemes rendszer
A hálózatra tápláló rendszer a többlet megtermelt energiát egy speciális, ad-vesz mérőn keresztül táplálja be a közcélú hálózatba. A hálózatra tápláló napelem rendszer működése egyszerű. Az adott pillanatban megtermelt villamos energiát egy hálózati szinkronos inverter olyan váltóárammá alakítja át, amit közvetlenül fel tudnak a háztartási fogyasztók (világítás, hűtőgép, TV, stb) használni.