A napelem rendszer működése családi házaknál
A napelem egy olyan eszköz, ami képes hasznosítani a nap energiáját. A napsugarak a földre érve energiát adnak át melyet a napelem felfog és energiává alakít át. Ezt nevezzük fotovoltaikus hatásnak, míg a napelemet fotovoltaikus cellának is lehet hívni. A napelem története több évtizedre nyúlik vissza, azonban az elmúlt évtizedben vált csak használata mindennapossá a családi házak esetében is.
A napelemeknek is volt „evolúciója” melynek során több típus alakult ki.
Monokristályos napelem: A legrégebbi típus és emiatt ezzel kapcsolatban van a legtöbb tapasztalat is. Egy darab szilícium tömbből áll, emiatt a gyártása a legdrágább, de teljesítménye is a legjobb. Jobban teljesít napos időben, emiatt a csapadékos, felhős időjárás nem kedvez neki. Hatásfoka kb. 16-19%-os, ami kiemelkedő a többihez képest. Élettartama kb. 30 év, de vannak napelemek, amik már régebben működnek.
Polikristályos napelem: Szintén a kristályos napelem típusok közé tartozik. Az előállítása kevésbé költséges, mert több szilícium tömbből áll. A teljesítménye pedig csak alig marad el a monokristályos társától, kb. 13-18% között mozog. A polikristályos napelem számára kedvezőbb a magyarországi éghajlat, mert jobb teljesítményt nyújt a felhős időben. Bár Magyarországon ezek az időszakok kiegyenlítik egymást éves termelést nézve, a polikristályos egy kicsit jobb. Élettartama szintén kb. 30 év, ami típusonként, gyártótól függően jelentős különbségeket mutathat.
Vékonyrétegű, vagy amorf napelem: Ez a legolcsóbb típusú napelem, de a teljesítménye is a legrosszabb. Előállítása jelentősen különbözik az előző kettőtől, de szintén szilíciumból áll. Alacsony ára mellett másik előnye a változatos felhasználási módjaiban rejlik.
Hibrid napelem: A hibrid napelem ötvözi a napelem cella és a napkollektor előnyeit. Egyszerre termel elektromos áramot és meleg vizet. Folyamatosan keringet folyadékot a napelem hátoldalán, amit felmelegít. Előnye, hogy a hatékonysága növekszik, mert a keringetett víz hűti forró napokon a napelemet és így nem melegszik túl. Hátránya, hogy bonyolultabb és így több a meghibásodás lehetősége és természetesen a bekerülési költségek is magasabbak.
Polimer napelem: Az egyik legújabb és legígéretesebb technológia napelemek terén a polimer, avagy organikus napelem. Előnyei, hogy könnyen és olcsón előállítható, változatos felhasználási módjai vannak. Flexibilis és környezetbarát felületekre is felvihető. Egyenlőre alacsony hatásfokkal és rövid élettartammal kell számolni. Remélhetőleg ezek a hátrányok pár éven belül eltűnnek és akár átvehetik a szilícium alapú napelemek helyét.
Nemcsak a típus megválasztása fontos, hanem a rendszer meghatározása is. Napelem rendszerről akkor beszélünk, amikor a napelem paneleket összekötjük és egy inverterrel hasznosítjuk az általuk termelt energiát. Ez a rendszer különböző méretű és bonyolultságú lehet.
Okos napelem rendszer: Az okos napelem rendszereket smart napelem rendszereknek is hívjuk. Nagyon gyorsan elterjedt ez a technológia, hiszen képes az energia termelést 5-25%-al növelni. Optimalizálja az egész rendszer működését, jelzi a hibákat, megtudhatjuk a rendszer gyenge pontjait és csökkenthetjük a veszteséget árnyékolás esetében.
Hálózatra szerelt: A hálózatra szerelt napelemes rendszer a legelterjedtebb megoldás, hiszen a legtöbben rendelkeznek elektromos hálózattal, így a megtermelt energiát, amit nem használnak fel, egyszerűen visszatöltik az elektromos hálózatba. A szolgáltató azt megvásárolja és az éves elszámolás esetén jóváírja.
Sziget üzemű rendszer: A sziget üzemű rendszer jelentős különbsége, hogy nincs a közelben elektromos hálózat, ezért nincs lehetőség visszatáplálni a felesleges áramot és vásárolni sem tudunk, ha épp szükségünk lenne rá. Ebben az esetben a sziget üzemű rendszereknek kell megtermelni és tárolni a lehető legtöbb energiát. Ezt nagy teljesítményű akkumulátorokkal kell megoldani. Mezőgazdasági létesítmények, tanyák, hétvégi házak számára ez egy kiváló lehetőség, hogy olcsón elektromos áramhoz jussanak.
A napelem használatának számos előnye van. A napsugárzás korlátlan mennyiségben áll rendelkezésünkre, ha a Földre érkező napsugárzást teljes egészében tudnánk hasznosítani, akkor 1 óra alatt megtermelné a Föld 1 éves energia igényét. Nincs káros anyag kibocsátás a működés közben, tehát tiszta energiából fedezi az energiaszükségletet. Az előállításához szükséges energiát 3-6 év alatt termeli meg, miközben az átlagos élettartamuk 25 év. Tehát jóval több energiát termel, mint amennyit az előállításához fel kell használni. Karbantartási, tisztítási költségei minimálisak. Emiatt ez a jelenleg elérhető legzöldebb megoldás arra, hogy fedezzük elektromos energia szükségletünket. (Forrás:innovativnapelem.hu)
Jelen cikk a KEHOP-5.4.1-16-2016-00822 az. sz. „Szemléletformálási programok megvalósítása Deszken” című pályázat keretében készült.
dr. Altmayerné dr. Kocsis Anita
klímareferens
