Napelem rendszerek

Mi is a napelem?

A napelem olyan eszköz, amely napfényből állít elő elektromos áramot. A napelem fény hatására működik, így a felhőkön keresztül érkező napsugárzásból is termeli az áramot.

Napelem típusai:

A napelemeket technológiájuk alapján két fő csoportba lehet sorolni: kristályos és vékonyrétegű napelemek.

1. Kristályos napelemek: mono- és polikristályos technológia

A kristályos napelemek a legrégebben használt, leginkább kiforrott és a legelterjedtebb technológiának számítanak, 1954 óta gyártják őket tömeggyártásban.

A napelemek a kristályos technológia esetén nagy tisztaságú szilíciumcellákból épülnek fel, melyek sorba kötve és vízmentesen egy üveglap és egy műanyag hátlap közé laminálva kerülnek gyártásra.

A cellák gyártási technológiája alapján megkülönböztetünk monokristályos és polikristályos cellákat.

A különbség a két technológia között a szilíciumtömbök előállításában van, amiből a cellákat vágják:

A) a monokristályos szilíciumot elektromos térben húzzák ki henger alakúra, és a szilícium egy tömbben dermed meg (ezért mono, azaz ?egy? kristályos).

B) a polikristályos cellákat négyzet alapú tömbökbe öntik, eközben a szilícium több kristályban dermed meg (innen a poli, azaz ?több? kristályos név).

A monokristályos cellák éleit levágják a henger alakú tömbből, hogy jobban el lehessen helyezni őket a napelem modulon. Leggazdaságosabban nyolcszög alakú cellákat lehet vágni a mono tömbökből. Ránézésre is meg lehet különböztetni a poli- és monokristályos cellákat és az abból készült napelemeket, a polikristályos négyzet, a monokristályos nyolcszög alakú cellái alapján:

A gyártási eljáráson kívül a gyakorlatban csak nagyon kevés és kismértékű különbség van a mono- és polikristályos napelemek között, hiszen mindkét esetben ugyanaz a szilícium a félvezető réteg. Néhány eltérés: forró égövben a monokristályos modulok kicsit jobban teljesítenek, míg északon a polikristályos teljesít jobban; illetve általában minimálisan nagyobb a hatásfoka a mono-celláknak.

Hogyan működik?

Mikor a napelem elnyeli a fényt, mozgásképes töltött részecskék keletkeznek. Ezek az apró részecskék olyan fizikai változást hoznak létre, amely hatására elektromos áram termelődik.

Egy napelemes rendszer egyik legfontosabb része maga a napelem, amelyben a félvezető (leggyakrabban kristályos szilícium) villamos energiát képes biztosítani a fény gerjesztő hatásának köszönhetően. A ma legelterjedtebben használatos csoportosítás szerint beszélhetünk kristályos napelemről és vékonyréteg napelemekről. A kristályos napelemekben nagy szilíciumkristályok vannak vékony szeletekre vágva (ezeket hívják celláknak), és ezek a cellák vannak villamosan összekötve egy alufólia-szerű vezetővel. Mindez egy alaplemezre van felragasztva, a tetején egy edzett üveglappal, légmentesen laminálva és rendszerint egy alumíniumkerettel bekeretezve.

A napelemekről, működésükről bővebben szakembereinktől tud tájékozódni.

Napelem rendszerek típusai:

A napelemes rendszereknek két fajta telepítési megoldása létezik napjainkban:

• sziget üzemmód /akkumulátor/
• hálózatra visszatápláló rendszer

Sziget üzemmód:

Az akkumulátorok jelenlegi ára miatt elég drága beruházás, amit 4-6 év múlva ismételni kell, mert az akkumulátorok élettartalma elég rövid. Olyan területeken érdemes alkalmazni, ahol nincs hálózati visszatáplálásra lehetőség. A visszatáplálás fogyasztói költsége minimális (csak a helyet, illetve a kapcsolószekrényt kell kialakítani).

1. Napelemek: egyenáramot termelnek 2. Töltésszabályozó: a megtermelt energiát ezen keresztül akkumulátorban tároljuk. Védi az akkumulátorokat a túltöltéstől, illetve mélykisüléstől 3. Akkumulátor: a benne eltárolt energiát közvetlenül felhasználhatjuk egyenáramú fogyasztóink üzemeletetésére 4. Inverter: az egyenáramot váltóárammá alakítja

Hálózatra visszatáplálás:

Olyan felhasználói hely esetén, ahol van vezetékes áram, nem célszerű a napból érkező energiát akkumulátorban tárolni. A fel nem használt energiát a közüzemi hálózatba visszatáplálva jelentősen csökkenthetjük napelem-rendszerünk költségeit. A visszatáplált energia mennyiségét mérik (úgynevezett ad-vesz mérőt szerelnek fel) és időszakonként elszámolnak vele. Jelenleg Magyarországon lehet éves periódusú az elszámolás, amely lehetővé teszi a nyáron megtermelt többlet energiát télen hasznosítani. Amennyiben napelem rendszerünk teljesítménye nem haladja meg az 50kW-ot, úgy az áramszolgáltató ugyanazon az áron veszi tőlünk át az elektromos áramot, mint amennyiért ő adja nekünk. Ha túllépjük fogyasztásunkkal a rendszerünk által megtermelt energiát, csak a különbözetet kell megfizetnünk. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy napközben a napelem rendszer betáplál a hálózatba, s mikor szükségünk van rá, akkor felhasználjuk, akár este vagy éjszaka. A napelem-rendszerünk által napközben megtermelt áramot addig, úgymond, a közüzemi hálózatban tároljuk. Elszámoláskor mi csak azt a különbözetet fizetjük, amennyivel többet fogyasztottunk az általunk termelt energiamennyiségnél. Ha 50 KW feletti napelem rendszert telepítünk, ott már más szabályozás érvényes. Az áramszolgáltató átveszi tőlünk a teljes árammennyiséget, s fizet is érte úgynevezett ?nagykereskedelmi? áron.

1. Napelemek: egyenáramot termelnek 2. Kapcsolódoboz: itt csatlakoznak a napelemek kivezetései 3. Inverter: az egyenáramot váltóárammá alakítja 4-5. Oda-vissza mérő óra: méri a saját fogyasztásra elhasznált és a hálózatba visszatáplált energia mennyiségét