Keresés

Pályázatok

Van jobb ötletünk!

 

napkolektor-napelem-energiaárak

Hírlevél

Facebook

joomla template

Napelemek

A napelemes rendszerek

A napelem önmagában nem elég a termelt áram felhasználására. A napelemes rendszerek egyik típusa a hálózatra kapcsolt üzem másik a sziget üzem-re alkalmas napelemes rendszer.

 A hálózatra kapcsolt napelemes rendszer:

A hálózatra kapcsolt napelemes rendszert a napelemek, a  szükséges kábelek, a visszatápláló inverter és napelem szerelő keretek alkotják. Hálózatra kapcsolt üzemről abban az esetben van szó, amikor a napelemek által megtermelt energiát egy inverteren segítségével betápláljuk, vagy visszatápláljuk a hálózatba. A napelemen kívül kell ehhez egy ad-vesz mérő is, amivel mérni és elszámolni lehet a visszatáplált energia mennyiséget. .  Ezt a helyi áramszolgáltatótól lehet beszerezni, és kizárólag ő jogosult a beszerelésre. Ezáltal gyakorlatilag áramszolgáltatóvá válunk és a napelem által megtermelt energiát eladhatjuk az ELMŰ, az E-ON, az ÉDÁSZ, a DÉDÁSZ, stb. részére, aki csak a termelésünk és fogyasztásunk közötti különbséget fizetteti ki velünk. Az áramszolgáltató ugyanolyan áron veszi meg tőlünk a napelem által megtermelt energiát, mint amennyiért nekünk adja azt. Ha a napelem által megtermelt energia több, mint a vételezésünk, akkor a többletet az áramszolgáltató a vételezett ár 85%-áért veszi meg.

A sziget üzemű napelemes rendszer:

A sziget üzemű rendszer a napelemekből, a szerelő keretekből, kábelekből, a szükséges akkumulátor telepből, a töltés szabályzóból és az inverterből áll. A napelemek sziget üzemű működtetése során a villamos hálózatunk el van szigetelve a szolgáltatói hálózattól. A napelemekkel ekkor  közvetlenül egyenfeszültségű készülékeket üzemeltetünk illetve napelemes rendszer  töltésszabályzóján keresztül akkumulátort tölthetünk és az inverter segítségével a váltakozó feszültségű készülékeinket működtethetjük. Van olyan napelem rendszer is, ami hálózati üzemmódból áramszünet esetén átvált sziget üzemmódra.
Sziget üzemű napelemes rendszert akkor érdemes telepíteni, ha a villamos hálózatot a szolgáltatók nem tudják megfelelő áron biztosítani. Például ha többe kerülne valahová bevezetni az áramot, mint egy napelemes rendszert installálni. Önállóan a sziget üzemmódú napelemes rendszer sem lesz képes egész évbe ellátni egy háztartást, a téli hónapokban más energiaforrásra is kell támaszkodni. Gondoskodni kell a sziget üzem esetén is akkumulátorokról, azok töltéséről az év nagy részében napelemről. Az akkumulátorokat néhány évenete nem árt lecserélni.

 

A napelemek teljesítménye és hatásfoka

A napelemek teljesítménye változó típusonként és gyártónként. A napelemek csúcsteljesítményt Wp-vel, azaz Watt peak-kel jelölik. Ez fejezi ki, hogy a napelem mekkora maximális leadott teljesítményre képes.
Általánosságban 1 kW beépített teljesítményhez 4-5 napelemre van szükség. Ez hazánk természeti adottságai mellett, éves szinten nagyjából 1200 kWh energia megtermelését teszi lehetővé. Ez nagyban függ a napelem  tájolásától és dőlésszögétől: legideálisabb a déli tájolás 30°-os dőlésszöggel. Abban az esetben, ha tudjuk, mennyi villamosenergiát fogyasztunk évente (ezt számláinkról tudjuk ellenőrizni) ki tudjuk számolni, mennyi napelem kellene energiaszükségeltünk fedezésére.
A hatásfok tekintetében az amorf napelemeket, a polykristályos és a monokristályos napelemek követik . Az egyes napelemek típusai között gyártónként is van különbség a hatásfokban, de általánosságban az amorf napelem 5-8 % -ban, a polykristályos napelem 13-14%-ban, a monokristályos napelem 16-18%-ban  tudja a napsugárzást hasznosítani. Cellánként vizsgálva a hatásfok lehet 20 %-os is. De akkor mi okozza a veszteséget? A napelem celláinak összekötésénél és a kivezetéseknél használt technikák. Létezik olyan napcella, ahol ötvözik a monokristályos és a vékonyfilmes vagy amorf felépítést, ezáltal 18%-os hatásfokot érnek el.
A vásárlás előtt érdemes átgondolni, hogy ha kevés hely áll rendelkezésünkre napelemek telepítésére, akkor érdemes a lehető legnagyobb hatásfokút megvásárolni, míg ha sok helyünk van,  választhatunk kisebb hatásfokú napelemből többet ugyanazért a teljesítményért, és olcsóbban szerezhetjük be. A nagyobb energianyerést elősegítendő, léteznek hatásfoknövelő napkövető napelem rendszerek és állványok. Egy ilyen megoldással akár 10-12%-os éves hatásfok javulást is elérhető. A hatásfok hőmérsékletfüggő is, nyáron, amikor a napelem felület magasabb hőmérsékletű a hatásfok csökken, télen, a hidegben jobb a hatásfok, ám ilyenkor kevesebb fény éri a napelemeket. A hatásfok különbségek miatt nem kell aggódnunk, a gyári adatokat általában a hatásfok különbség figyelembevételével adják meg a gyártók.

 

A napelemek típusai

A napelemeket három fő típusra szokás osztani. A napelemek e három típusa mind hatásfokukban, mind szerkezeti felépítésben eltérő.

Amorf napelem:

Az amorf napelem a legelterjedtebb típusú napelemek közé tartozik, mivel előállítása viszonylag olcsó. Ez a fajta napelem homogén megjelenésű, tagolatlan, egyetlen feketés színű kristályból áll. 4-6% közötti hatásfokával alulmarad a többi napelem típushoz képest. A kis hatásfoka miatt elhelyezése nagyobb felületet igényel. Az amorf napelem a közvetlen napfénynél jobban hasznosítja a szórt fényt. Élettartama 10 év körül van.

Monokristályos napelem:

A monokristályos napelem több cellából épül fel, ezeket a cellákat homogén kékes árnyalatú kristályok alkotják, és minden cella egy kristályos szerkezetet alkot. Ma a monokristályos napelemnek van a legjobb hatásfoka, 15-17% körül. A szórt fényt kevésbé, a közvetlen napfényt jobban képes hasznosítani. Élettartama megközelítőleg 30 év.

Polykristályos napelem:

A polykristályos napelemet is több cella alkotja, de ez cellánként inhomogén megjelenésű, kékes árnyalatú kristályokból áll. Ránézésre olyan, mintha szilánkosra törték volna. Hatásfoka 10-13% között mozog, élettartama kb. 25 év.

Mivel sok, különböző területen használnak ma már napelemeket, léteznek speciális napelemek is. Például olyanok, amelyek néhány mm vékony nemesacél lapra vannak laminálva, lépésálóak és hajlékonyak; mozgó járműveken használják ezeket. Általában ezeknek a napelemeknek a teljesítménye nem haladja meg az 50 Wattot, merev és szilárd eloxált alumíniumkeretbe vannak foglalva, aminek köszönhetően két négyzetméteres felületet lehet velük kialakítani, ami 250 Watt teljesítmény leadására képes.

Napelemes rendszerek: klikk ide.

 

A napelem működése


Azokat a szilícium kristályokból felépített elektromos eszközöket, amelyek elektromos áramot képesek termelni a fotonok becsapódásakor egyirányú elektron-mozgásból adódóan, napelemeknek nevezzük.  A napelemet más néven fotovoltaikus elemnek, vagy elektromos napkollektornak is hívják.
A napelemek tehát napsugárzás hatására elektromos energiát állítanak elő, amelyet közvetlenül visszatáplálhatunk az elektromos hálózatba, hogy a szolgáltató visszavásárolja, vagy pedig napelem-rendszeres akkumulátorokkal tárolhatjuk a felhasználás idejéig. 
A napelemek vékony szilícium lapkákból épülnek fel, merevségüket és sérülésmentességüket  különböző hordozófelületekre való felvitellel biztosítják.  A szilícium lapkákba rétegesen meghatározott tulajdonságú atomokat juttatnak, így kialakítva egy „szennyezett” félvezetőt. A szennyező atomok egyik hányada elektron többlettel, másik hányaduk elektron hiánnyal bír a hordozó szilíciumhoz képest. Amikor a fényt alkotó foton részecskék ütköznek az elektrontöbblettel bíró atommal, kiütik azt és elektron áramlás indul el, tehát egyenáram fog folyni a zárt hálózaton belül. A napelem pólusai között egyenfeszültség alakul ki fény hatására, ezért a napelem áramgenerátorként is használható.
A napsütésnek kitett napelem képes a legjobb üzemmódot produkálni. Ennek oka a napelem viszonylag alacsony hatásfokában keresendő. Ez 6-20% közé esik, de ha figyelembe vesszük, hogy a Nap energiája fedezne egyetlen nap alatt bolygónk éves energiaszükségletét, akkor ez a szám már nem is tűnik olyan kevésnek. Mivel a napelemeknek szilícium az alapanyaga, ez szerencsére a Földön  szinte korlátlanul rendelkezésünkre áll. A napelemek „drágasága” a gyártási technológiájuk bonyolultsága miatt van. A legdrágábbak a monokristályos napelemek, de ezek rendelkeznek a legnagyobb hatásfokkal is. Általánosságban a polikristályos, valamint az amorf szilíciumkristályos napelemeket használják leginkább, de léteznek speciális napelemek is, mint pl. az adalékolt polikristályos napelem, a fém félvezető alapú napelem, illetve a szerves polimerekből készült napelem. Ezeknek a hatásfoka alacsony, az előállításuk viszont olcsóbb.
A  sziget üzemmódra szerelt napelemek képesek lehetnek egy háztartás elektromos energia-szükségletének ellátására, de ez az energiaforrás nem mindig áll rendelkezésre. Lehetséges a napelemek által termelt áramot akkumulátorokban tárolni, az egyenáramból pedig váltóáramot generálni.
A napelemes rendszereknek fontos szerepet tölthetnének be a környezetbarát energiatermelésben, ha például a sivatagos területeken nagy mennyiségben felállítanának napelemeket, az dupla haszonnal járna, mert egyfelől a napelemek energiát termelhetnének másrészt árnyékot adhatnának a talajnak. Az utak mentén meteorológiai állomások energiaellátásaként, forgalomfigyelő rendszerekben, sebességmérőkben, kertekben, kisteljesítményű számítógépekben, számológépekben, órákban találkozhatunk napelemekkel ma is.
Természetesen napelem alkalmazása a háztartásokban lenne igazán jó, de az érdeklődők leginkább az energiafaló berendezéseiket kívánnak üzemeltetni a napelemek által termelt energiával, ami, nem megfelelő megoldás. A napelemek jó felhasználásához először is csökkenteni kellene az energiafelhasználásunkat, ezt követően tudnánk ennek jelentős részét kiváltani a napelemek installálására való viszonylag kis beruházással. Az ésszerű igényeket érdemes a napelemek által hasznosított napenergiával fedezni.