Napelemek
Mit kell tudni a napelemekről? Milyen előnyei vannak? Miért érdemes napelemes rendszerre átállni?
A napelem vagy fotovillamos elem, olyan szilárdtest eszköz, amely az elektromágneses sugárzást (fotonbefogást) közvetlenül villamos energiává alakítja. Az energiaátalakítás alapja, hogy a sugárzás elnyelődésekor mozgásképes töltött részecskéket generál, amiket az eszközben az elektrokémiai potenciálok, illetve az elektron kilépési munkák különbözőségéből adódó beépített elektromos tér rendezett mozgásra kényszerít, vagyis elektromos áram jön létre.
A napelemekre általában 20-25 év a garancia, jellemzően 20-40 év az élettartamuk. A napenergia hasznosításában hosszabb távon számottevő növekedés várható.
A napelemes rendszerbe történő befektetés hosszú távon pénztárcánk javára válhat. Bár beépítéséhez szükséges egy egyszeri nagyobb befektettés, de hosszú távon nézve, hamarabb megfog térülni az ára mint ahogy javításra , cserére lenne szükség.
A hosszú élettartam, a kiváló teljesítmény miatt, már az első 8-10 évben megtérül az ára! Utána már csak a 0 forintos villanyszámla vár ránk minimum 30 éven keresztül!
A napelemes technológia energiaforrása ingyenes és belátható időn belül kifogyhatatlan: a Nap sugárzása. Lehetőségei szerint a napenergia képes lehet, hogy az egész emberiség teljes energiaigényét fedezze. A napenergia potenciál meghaladja minden más ismert energiaforrásét is:
A napelemek előnyei:
- Pozitív ökológiai lábnyom: a napelemes rendszer gyártásához használt energiát egy átlagos napelem 3-6 éven belül visszatermeli. Eközben a napelemes rendszerek átlagos tervezett életkora 25 év, ami biztosítja, hogy több energiát termel meg összesen, mint ami az előállításhoz szükséges.
- Javítja a villamos hálózatok hatékonyságát: a napelemes rendszerek központi, vagy decentralizált módon is felépíthetők. Kis napelemes rendszerek a hálózatokon javíthatják a hálózat stabilitását. Ahol nincs villamos hálózat, vagy drága a kiépítése, ott a napelemes rendszer akkumulátorokkal is kiépíthető.
- Zöldebbé teszi környezetünket: az EU 27 tagállamának 22 000 km2 össz-alapterületű épületeinek 40%-a alkalmas napelem telepítésére, azaz csak az épületeken 1500 GWp napelem telepíthető Európában. Ez évente 1400 TWh áramfogyasztást tudna fedezni, ami az európai összes áramfogyasztás 40%-a lehet 2020-ra. A napelemek a városokban, a tetőkön nem zavaró, zajmentes, tiszta energiaforrást nyújthatnak, nagyon minimális karbantartással.
- Nem limitált: nincsenek ismert tényezők a napelemek tömeges elterjedésének. Az alapanyagok bőségesen rendelkezésre állnak, az ipari termelésük évente óriási mértékben növekszik. Azokban az országokban, ahol kiemelten támogatják, több ezer munkahely jött létre a napelemek kapcsán.
(forrás: napelem.net)
Napenergiából kinyerhető maximális teljesítmény napelemek segítségével
A napelemekből kinyerhető teljesítmény függ a fény beesési szögétől, a megvilágítás intenzitásától, és a napelemre csatolt terheléstől. A fény intenzitását kevéssé tudjuk befolyásolni, míg a másik két paraméter elméletileg kézben tartható.
A napelem beépítése szerint lehet fix vagy napkövető jellegű.
A napkövető rendszerekkel a magyarországi éghajlati viszonyok mellett 30-40%-kal nagyobb teljesítmény érhető el.
A fixen beépített napelem megfelelő tájolás esetén (déli irány, Magyarországon 35 fokos dőlésszög) reggeltől estig tud áramot termelni tiszta idő esetén. Természetesen reggel és este már csak kisebb teljesítményre képes a napelem, mivel fix rögzítés esetén a napsugárzás kis beesési szögben kisebb áramerősséget tud megtermelni. Ahhoz, hogy egész nap az időjárás által megengedett maximális teljesítménnyel tudjuk gyűjteni a napenergiát, a nappal folyamán vízszintesen forgatnunk, függőlegesen bólintanunk kell a napelemet úgy, hogy a napsugár beesési szöge a lehető legkisebb mértékben térjen el a merőlegestől. Ehhez plusz elektronikát és mechanikus elemeket kell felhasználnunk, és a telepítési hely megválasztására is nagyobb gondot kell fordítani, továbbá karbantartási költségekre is számítani kell. Ellenben a fix beépítésnél elegendő a (tervezéskor már jól betájolt) ház tetőszerkezetét felhasználnunk a napelemek tartójának.
Az optimális besugárzásra beforgatott napelem-modul sem fog mindig teljesítményt szolgáltatni, mivel a besugárzás mértéke több okból is változhat, lecsökkenhet (például lemegy a Nap vagy eltakarják a felhők stb.). Mivel az elektromos fogyasztókat folyamatosan szeretnénk üzemeltetni, viszont a napelem nem tud folyamatosan energiát biztosítani, valamilyen energiatároló puffert kell alkalmaznunk a rendszerben, amivel áthidalhatjuk az alacsonyabb napfény-intenzitású időszakokat. (puffer=átmeneti energiatároló). Az energia hasznosításának másik útja, amikor invertert alkalmazunk. Az inverter a napelem egyenáramát váltakozó árammá alakítja át, és visszatáplálja a hálózatba. A visszatáplálás természetesen csak a hálózat periódusával szinkronizálva lehetséges és az elektromos művek engedélye is szükséges hozzá.
A teljesítmény növelésének egyik módja sok apró lencse alkalmazása, amelyek a napfényt, a beesési szögtől függetlenül, a napelemekre fókuszálják. A lencsés használat további előnye, hogy magát a fotovillamos panelt az optikai fókuszálás miatt sokkal kisebbre lehet venni, így földi körülmények között is lehetőség nyílik kiváló hatásfokú, de egyébként drága, az űrtechnológiában alkalmazott fotovillamos egységek gazdaságos használatára.