Általános ismertető

Napelemekkel környezetbarát módon, széndioxid-kibocsátás nélkül termelhetünk villamos áramot a napsugárzásból. A legtöbben a számológépekről, órákról, kis kerti lámpákról ismerik a napelemeket, de a komolyabb rendszerek akár egy egész háztartást is el tudnak látni elektromos árammal. A háztetőre szerelt, 15-20 négyzetméternyi, 2-3 kilowattóra összteljesítményű rendszerrel már biztonságosan megoldható egy átlagos család áramellátása. Nem érdemes azonban túlméretezni a napelemeket, mert akkor már nem térül meg a beruházás. A napenergia kinyerésére a napkollektorokhoz hasonlóan a déli, esetleg délkeleti, délnyugati tájolás és a 45 fokos dőlésszög az ideális. Ha napelemmel termeljük otthon az áramot, csatlakoztathatjuk a villamosenergia-hálózatra. Ennek az az előnye, hogy ha több áramot fogyasztunk, mint termeltünk, áramot vásárolhatunk a szolgáltatótól. Ha pedig olyan sok energiát ad le a napelemünk, hogy azt nem használjuk fel a házunkban, akkor a szolgáltató megvásárolja tőlünk a felesleget. A visszatáplált energiát egy erre a célra felszerelt külön mérővel mérjük. Ráadásul, ha a hálózatba vissza is táplálhatjuk a felesleges energiát, akkor nincs szükség az áram tárolását szolgáló akkumulátorokra.

Mit nevezünk napelemnek, és hogyan működnek?

A napelemek olyan napfénygyűjtő eszközök, amelyek a fénysugárzás energiáját képesek közvetlenül villamos energiává, azaz elektromos árammá alakítani. Erre azért képesek, mert a fény elnyelődése a napelem celláiban elektromosan töltött részecskéket hoz létre az eszközben, melyeket a szerkezetbe beépített elektrontér mozgásra késztet, ezáltal elektromosságot hozva létre. A napelemek egy speciális fajtája a fotovoltaikus elem, mely nem csupán napsütésben, hanem árnyékban is képes áramot termelni. A napelemekre minimálisan 25 év garanciát ad a legtöbb gyártó, valamint forgalmazó, de ez számos esetben, kimagasló minőség és szakszerű tervezés esetén a 40 évet is eléri.

A napelemek fajtái

Alapanyag szerint többféle napelemet különböztetünk meg: léteznek szilícium, valamint különböző félvezető és szerves anyagokból készült berendezések. A szilíciumon belül vannak egykristályos szilícium, polikristályos szilícium, és amorf szilícium napelemek.

Kinyerhető teljesítmény

A napelemekből kinyerhető teljesítmény meglehetősen sok összetevő függvénye. Hatással van rá többek között a fény beesési szöge, a megvilágítás intenzitása, valamint természetesen a napelemre csatolt terhelés is. A fény intenzitását nem mi befolyásoljuk, hanem az éppen aktuális időjárás, azonban a másik két fent említett összetevő megfelelő tervezési munkával adott lakásra, házra optimalizálható. Többfotonos technológia alkalmazásával, azaz apró lencsék használatával koncentrálható a napsugárzás, így a hatásfok 66%-ra növelhető, melynél a legkorszerűbb gáztüzelésű erőművek hatásfoka is gyengébb, ezek ugyanis maximum 55-60%-os hatásfokkal dolgoznak.

A napelem beépítése tulajdonságait tekintve kétféle lehet, fix vagy napkövető fajta.

Ahhoz, hogy egész nap maximális teljesítménnyel tudjuk gyűjteni a napsugarakat (természetesen az aktuális időjárás által behatárolt ez az időszak), a napkövető rendszer kiépítése szükséges. Ekkor ki kell építenünk egy mozgató elektronikát, mely mindig úgy mozgatja a szolár paneleket, hogy a napsugarak beesési szöge lehetőleg a merőlegeshez közelítsen, mert ilyenkor tudja a legtöbb napfényt elnyelni.

Ezzel szemben a fix beépített rendszereknél elegendő a ház tetőszerkezetét a napelemek tartójaként felhasználnunk. A fixen beépített rendszer, megfelelő tájolással természetesen, naponta 6 órán keresztül képes önmagába napfényt beszívni. Mindennek az alapja azonban a pontos mérnöki tervezés, ennek hiányában sokszor csupán kidobott pénz a fix beépítéses napelemes rendszer.

Háztartásainkban az elektromos berendezéseinket folyamatosan szeretnénk üzemeltetni, viszont a napelem a napsugárzás intenzitásának változatossága következtében nem tud folyamatosan energiát biztosítani. Erre a problémára az energiatároló pufferek alkalmazása jelenthet megoldást. A puffer egyfajta átmeneti energiatároló, melynek használatával a kevésbé napsütéses órákban is működtethetjük elektromos berendezéseinket.

A berendezéseink által termelt többletenergia hasznosításának másik útja az inverter alkalmazása. Az inverter egy olyan készülék, mely a napelem egyenáramát váltakozó árammá alakítja át, és visszatáplálja azt az elektromos hálózatba. Arra viszont ügyeljünk, hogy szükségünk lesz a hálózat üzemeltetőjének engedélyére, ezért már a beruházás tervezésekor tájékozódjunk a feltételekről! Ha csatlakoztunk a helyi hálózatra, termelésünket és fogyasztásunkat egy speciális villanyóra méri, ami a bejövő és kimenő áramot is számolja, a végén pedig a kettő különbsége szerepel majd a számlán.

Telepítési lehetőségek

Sziget üzemű rendszerek
A: napelemmodulok
B: inverter (opcionális)
C: töltésszabályozó
D: akkumulátor/napelem
Hálózatba tápláló kis-erőművek
A – Napelem modulok
B – Fogyasztó
C – Hálózatba tápláló inverter
D – Betáplálást mérő óra
E – Fogyasztást mérő óra
F – Nyílvános hálózat

Egy napelemes beruházásnál (a mai technológiát figyelembe véve) még nem számíthatunk nagyon gyors megtérülésre, de hosszú – akár 40 éves – élettartamuk alatt jóval nagyobb költségmegtakarítást érhetünk el, mint amennyit befektettünk.

 

 

 

 

Be Sociable, Share!