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?
![Magyarország napsugárzás térképe Forrás: Wikipedia](https://bze.hu/wp-content/uploads/magyarorszag-napsugarzas-terkepe-192823.png)
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
![Vékonyrétegű napelem Amorf napelem](https://bze.hu/wp-content/uploads/amorf-napelem-376599.jpg)
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.
![Poli és monokristályon napelem Poli és monokristályon napelem](https://bze.hu/wp-content/uploads/monokristalyos-napelem-es-cella-140250-150x150.jpg)
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
![Vékonyfilm napelem Vékonyfilmes napelem](https://bze.hu/wp-content/uploads/vekonyfilm-napelem-2-110716-150x150.jpg)
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
![Kioto Solar Smart napelem Kioto Solar Smart napelem](https://bze.hu/wp-content/uploads/kioto-solar-smart-napelem-137006-1-150x150.jpg)
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.