Minden, amit tudni érdemes a napelemekről

Minden, amit tudni érdemes a napelemekről

Az utóbbi néhány évben Magyarországi is fokozott aktivitással kapcsolódott be a nemzetközi „fotovoltaikus viharba”, vagyis egyre több és több embernek van a tetején, kertjében napelem.

Ez nagyon jó is, hiszen ez azt jelenti, hogy egyre többen környezettudatosak, és mind többen és többen döntenek úgy, hogy függetlenedni szeretnének az áramszolgáltató által szabott díjaktól.

Nyugat-Európában, elsősorban Németországban már olyan hatalmas piaca van ennek, mint nálunk a komplett autóipar, viszont azt se felejtsük el, hogy arrafelé már a ’80-as évektől kezdve jelen van a technológia, és a népesség anyagi lehetőségei is tágabbak.

Ez azonban nem jelenti azt, hogy az energiaszektorban ne a fotovoltaikus rendszerek lennének az utóbbi évtized legdinamikusabban fejlődő ágazata, megelőzve minden más hagyományos és alternatív módszert.

Azonban annak ellenére, hogy mennyien használják és még annál is többen terveznek beruházni, mégis, kisebbségben vannak azok, akik valójában tudják is, hogy hogyan működik.

Mi a napelem, és honnan jött?

Mi a napelem, és honnan jött?

Kevesen tudják, de a napelemek története régebbre nyúlik vissza, mint a robbanómotoré.

A fotovoltaikus hatást először a történelemben Alexandre Edmond Becquerel francia fizikus demonstrálta 1839-ben, mindössze 19 éves korában.

Nem sokkal később az apja laboratóriumában el is készítette a történelem első napelemét.

Azonban az első, modern értelemben vett fotovoltaikus elemet Charles Fritts amerikai feltaláló építette meg 1883-ban, mégpedig azzal az eljárással, hogy egy vékony aranyfóliával vonta be a félvezető szelént, és így valóban képes volt a napsugárzásból áramot előállítani.

Ez még egy igen kezdetleges formája volt csupán a csecsemőkorát élő technológiának, lévén a szelén és az arany nem éppen a legalkalmasabbak a feladatra, így Fritts kezdetleges napeleme még csak mindössze 1%-os hatékonyságot volt képes elérni.

A modern, félvezető napelemek első szabadalmáig 1946-ig kellett várni, Russel Ohl jóvoltából, és csak 1954-ben mutatták be a ma is ismert és széles körben alkalmazott szilícium alapú, szélesebb tömegek számára is elérhető változatot.

A nagy nyilvánosság számára azonban csak akkor vált igazán ismertté, amikor az amerikai haditengerészet 1958-ban napelemekkel szerelte fel a Vanguard-1 elnevezésű műholdat.

Az 1970-es évek olajválságának idején már a nagy energiaipari- és olajcégek is felfigyeltek a technológiára, és ekkor ők váltak a legnagyobb beruházókká, és ezzel együtt a legnagyobb termelőkké is.

Az azóta eltelt évtizedekben a fotovoltaikus rendszerek a lakosság számára is elérhetővé váltak, kvázi miniatűr formában, így aki megvásárolta és telepíttette, az kiválthatta az áramfogyasztásának egy részét, ezzel csökkentve a rezsijét.

Mint azt láthatjuk, ez a népszerűség-gyarapodás a mai napig sem ált meg, hiszen az egyre nagyobb hatásfokkal működő, egyre gazdaságosabb kisméretű naperőművek piaca a sokszorosára nőtt mind nyugaton, mind pedig idehaza.

Emellett olyan energiacégek is megjelentek a piacon, amelyek már kizárólag csak megújuló energiával foglalkoznak, nagy hangsúlyt fektetve a napelem-telepek, naperőművek telepítésére.

A Nap valóban elektromosságot is közvetít?

A Nap valóban elektromosságot is közvetít?

Nem, viszont egy olyan tulajdonsággal rendelkezik, ami jobbá teszi bármilyen fényforrásnál: a mi léptékünkkel mérve kifogyhatatlan.

Tulajdonképpen szigorú értelemben véve nem feltétlenül van napfényre szükség ahhoz, hogy a fotovoltaikus hatás végbe menjen.

Elég hozzá egy olyan erős fényforrás, melynek olyan széles a spektruma, ami kiváltja a félvezető rétegben az elektromágneses hatást, azaz az áramtermelődést.

Nem véletlen, hogy a legmagasabb hatásfokot a napelem paneleknél laboratóriumi körülmények között érik el, nem a szabad ég alatt, hiszen a számítások alapján végzett kísérletek mindig a lehető legideálisabb, legtökéletesebb feltételeket igyekeznek előteremteni, úgy, mint ideális dőlésszög, megfelelő fényerősség, stb.

Valójában azonban a fénynek itt nem a látható tartománya az, ami számít, hanem az, ami az emberi szem számára láthatatlan.

Mint tudjuk, a fény egyidejűleg áll részecskékből, és viselkedik hullámként, sugárzásként.

Ebben az esetben minket nem az előbbi, sokkal inkább az utóbbi állapota érdekel, ugyanis ilyen téren nagyon sok dologhoz hasonlít, amiket mi is használunk a mindennapjainkban.

A dolgokat, tárgyakat azért látjuk olyan színűnek, amilyennek, mert a fény (számunkra) látható spektrumának azt a bizonyos hullámhosszát verik vissza.

A fénynek ezen a tartományon kívül is vannak hullámhosszai, nevezetesen az infravörös és az ultraibolya, melyek a mi látószervünk számára már láthatatlanok, viszont annál több módon hasznosíthatóak.

Az infravörös tartomány hullámhossza már van olyan alacsony, hogy hőként is működik, nem véletlenül működnek az infralámpák, hősugárzók.

A fény másik tulajdonsága, hogy elektromágneses sugárzást is közvetít, és ez az a tényező, ami a fotovoltaikus elv tekintetében érdekel minket.

Hogyan lesz a fényből energia?

Hogyan lesz a fényből energia?

A napelemben található félvezető szilíciumréteggel találkozva az elektromágneses töltéssel rendelkező részecskékkel, elektronokat fejleszt, melyeket a panelt alkotó anyagok és az elektromágnesesség következtében kialakult mágneses tér mozgásra kényszerít, vagyis egyenáram jön létre.

Ezt a legjobban úgy lehetne leegyszerűsíteni, mintha egy természetes kőfalhoz és a mögötte kialakult üreghez hasonlítanánk: a szél ereje homokszemeket mállaszt le a kőről, amik a mögötte lévő üregben kialakult szélcsatornában a légmozgás hatására egy irányba kezdenek el szállni.

Való igaz, kissé sántít a példa, mivel a fotovoltaikus elemben nem leválás, hanem generálódás történik, tehát amíg a kő a szél hatására egyszer majd elfogy, addig a napelem az alapanyagok elfáradásáig vételen számú elektront képes termelni.

Az így keletkező, mozgó elektronokat már elektromosság formájában a tényleges vezető kábelrendszer továbbítja az inverter felé, további átalakításra.

A létrejött egyenáram a háztartás számára még nem hasznosítható, mivel a hálózatunk és a berendezéseink váltóáramra vannak kialakítva, ezért az emlegetett inverter a hálózati feszültséget figyelembe véve váltóvá alakítja, és továbbengedi vagy belső használatra, vagy betáplálja a hálózatba.

Ez utóbbihoz szükséges a kétirányú villanyóra, ugyanis a szolgáltatóval így lehet majd elszámolni, hogy mennyi volt a ki- és bemeneteli forgalom.

Szigetüzemű rendszereknél az inverter az akkumulátorok felé továbbítja az áramot, amikről azután a házi hálózat üzemelhet.

Milyen fajta napelemek vannak?

Milyen fajta napelemek vannak?

Koncentráljunk első sorban a legszélesebb körben használt szilícium-alapú napelemekre, hiszen ezek adják a jelenlegi piac 90-95 %-át, és ha valaki napelemet szeretne telepíttetni, akkor szinte teljesen biztos, hogy ez kerül majd az ingatlanja tetejére.

A szilícium napelemeket más néven kristályos napelemeknek is nevezzük, ezen belül is kétféle található, a monokristályos, és a polikristályos.

  • A monokristányos szilícium napelemek ugyan elég költségesek, azonban a hatásfokuk 18%-körül mozog, mesterséges körülmények között azonban már a 25%-os is elérhető; legjobb teljesítményét a fény merőleges beesésekor adja le, ezért napkövető rendszereknél alkalmazzák előszeretettel.
  • A polikristányos napelemek teljesítményben valamivel elmaradnak a monokristályosok mögött a maguk körülbelül 15%-os hatékonyságukkal, azonban olcsóbbak, és a reggeli-esti szórt fényt is jól hasznosítják.

Mindenképpen említést érdemelnek még az új fejlesztésű perovszkit-alapú napelemek is, amik hatásfokban közel azonosak a szilíciumot alkalmazó társaikkal, viszont a gyártási költségük alacsonyabb, és amelyektől a szakértők pár éven belül azt remélik, hogy még szélesebb réteg számára teszik elérhetővé a fotovoltaikus rendszereket.

Ezen kívül érdemes még szót ejteni a gallium-arzenidet alkalmazó napelem panelekről is, melyeket elsősorban műholdakon alkalmaznak; rétegezve kell őket felépíteni, ugyanis egy rétegben a hatásfokuk elenyésző, azonban 8-at egymásra helyezve a hatás akár 46%-osra is nőhet.

Mi szükséges a telepítéshez?

Mi szükséges a telepítéshez?

Mindenek előtt nem árt a szabad felület, de ez önmagában még elég soványka lenne.

Több tényező is meghatározza, hogy hogyan érdemes napelemeket telepíteni, ezek közül a legfontosabbak a földrajzi elhelyezkedés, az épület tájolása, valamint a rendelkezésre álló felület mérete és a tetőszerkezet állapota.

Magyarországon 35°-os dőlésszögben telepítik a paneleket, mivel a nap átlagos járásához képest ez az a dőlés, amikor a legtöbb napfény érkezik merőlegeshez közeli szögben a felületre.

A világ különböző tájain más-más ez a dőlésszög: minél közelebb az egyenlítőhőz, annál kisebb szögben.

Aztán ott van a ház tájolása: a paneleket úgy kell elhelyezni az épületen, hogy lehetőleg a napos oldalára kerüljenek, vagyis ahol a leghosszabb ideig éri a napfény.

Amennyiben nem áll rendelkezésre a tetőn elég felület, vagy a szerkezet nem enged meg ekkora plusz terhelést, akkor a fennmaradó elemeket lehet telepíteni melléképületre vagy a talajon elhelyezett tartóállványra, azonban ezt az utat lehetőség szerint ajánlott elkerülni, mivel jelentős plusz költséggel is járhat.

Hazánk éghajlata a térségen belül elég kedvező a napelemek telepítéséhez, lévén viszonylag magas a napsütéses órák száma, de a Németországihoz képest mindenképpen derűsebb.

Így tehát aki idehaza úgy dönt, hogy belevág, és beruház egy fotovoltaikus rendszerbe, annak a különböző visszatérítendő támogatások és pályázatok mellett az időjárás is az oldalán áll.

Árajánlatkérés

Az adatkezelési tájékoztatót megismertem és az abban foglaltakat elfogadom.
Visszahívás kérés
Az adatkezelési tájékoztatót megismertem és az abban foglaltakat elfogadom.