Napjainkban egyre nagyobb hangsúlyt kap a megújuló energiaforrások kiaknázása, így a napelemek alkalmazása is előtérbe kerül. Hogyan válasszunk napelemet? Az egyes napelem típusok és rendszerek jellemzőinek megismerése elengedhetetlen ahhoz, hogy tudatos döntést hozhassunk energiaellátásunk jövőjét illetően. Ebben a cikkben megismerhetjük a különféle napelem típusokat és napelem rendszereket különböző szempontok alapján, melyik napelemnek mi az előnye és a hátránya?
Napelem típusok - a gyártási technológia alapján
A napenergia hasznosításának egyik legdinamikusabban fejlődő területe a napelemek technológiája. Ezek az eszközök képesek a napfényt közvetlenül elektromos energiává alakítani, így hozzájárulva az energiatermelés környezetbarát és fenntartható formájához. Nézzük meg részletesebben a legelterjedtebb napelem típusokat és azok jellemzőit!
Monokristályos Napelemek
A monokristályos napelemek a piac egyik legelterjedtebb és legfejlettebb technológiáját képviselik. Ezeket a paneleket egyetlen, nagy tisztaságú szilíciumtömbből vágják ki, ami magyarázatot ad magas hatásfokukra és hosszú élettartamukra. A monokristályos napelemek jellemzően több mint 20% hatásfokkal képesek működni, ami a jelenlegi technológia egyik csúcsát jelenti. Azonban mindez magasabb árcédulával is jár, mivel a gyártás során több anyag vész kárba, és maga az előállítási folyamat is költségesebb.
Polikristályos Napelemek
A polikristályos, vagy más néven többkristályos napelemek gyártása során több kisebb szilícium kristályt olvasztanak össze. Ez a technológia lehetővé teszi, hogy kevesebb anyagpazarlással, így kedvezőbb áron készüljenek el a panelek. Azonban ez a módszer az előállítás egyszerűsítése és a költségek csökkentése mellett alacsonyabb hatásfokkal, általában 15-17% közötti értékekkel jár. Ez a típus kevésbé teljesít jól magas hőmérsékleten, ami limitáltabb alkalmazást jelent bizonyos régiókban. A polikristályos napelemek egyik legnagyobb erőssége, hogy képesek hatékonyabban működni diffúz, azaz szétszórt fényviszonyok között. Ez azt jelenti, hogy borult, felhős napokon is jól teljesítenek, szemben a monokristályos társaikkal. Ez a tulajdonság különösen előnyös azokban a régiókban, ahol a napsütéses órák száma alacsonyabb, vagy gyakoriak a felhős időszakok.
Vékonyrétegű (Amorf) Napelemek
A vékonyrétegű napelemek különböző anyagok, például amorf szilícium, kadmium-tellurid (CdTe), vagy réz-indium-gallium-diszelenid (CIGS) rétegeinek felhasználásával készülnek. Ezek a panelek rendkívül rugalmasak, lehetővé téve szokatlan alkalmazásokat, például hajlítható vagy összehajtható paneleket. Alacsonyabb gyártási költségük ellenére a hatásfokuk tipikusan csak 6-8%, ami miatt nagyobb felület szükséges azonos energia termeléséhez.
PERC Napelemek
A PERC a Passivated Emitter and Rear Cell rövidítése (magyarul Passzivált Emisszív és Hátsó Cellа), a hagyományos monokristályos napelem továbbfejlesztett változata, amely korunk innovációjának számít. Ahogy a neve is utal rá, ezek a napelemek egy speciális hátsó réteggel rendelkeznek, amely többféle módon növeli az energiahatékonyságot.
Először is, ez a réteg visszaveri a fényt a cellába, így növeli a fényt, amit a napelem képes elnyelni. Ezáltal még gyenge fényviszonyok között is jobban teljesítenek, például korán reggel, késő délután vagy borult időben.
Továbbá, a PERC technológia csökkenti az elektronok természetes újraegyesülési hajlamát, ami általában gátolja az elektronok áramlását a rendszerben. Ezáltal javítja a napelemek általános hatékonyságát. A passziváló réteg a nagyobb hullámhosszúságú fényeket is visszaveri, megakadályozva ezzel a hátoldali felmelegedést.
A PERC napelemek segítségével több napenergiát lehet gyűjteni kisebb méretű panelekkel, ezáltal tökéletes választásnak bizonyulnak szűkös helyekre történő telepítés esetén. Mivel több anyagot használnak fel a PERC napelemek gyártásához, ezért kissé drágábbak, de mivel ugyanazon a gépen készülhetnek, mint a hagyományos panelek, és mivel hatékonyabbak, így wattonként végül olcsóbbá válhatnak. Ezáltal hosszabb távon kevesebbe kerülnek és jobban megéri őket választani a napenergia kiaknázásához.
Napelem típusok - a felhasználás módja alapján
Miután áttekintettük a napelemek különböző fajtáit a gyártási technológia alapján, most térjünk át arra, hogyan csoportosíthatjuk őket a felhasználás módja szerint. Ez a szempont különösen fontos, hiszen a napelemek választásánál nem csak az számít, hogyan készültek, hanem az is, hogy milyen célra szeretnénk őket használni. Különböző igényekhez és környezeti feltételekhez más-más típusú napelem rendszerek jelenthetik a legjobb megoldást. Most bemutatjuk a két legelterjedtebb felhasználási módot, és hogy ezek milyen specifikus előnyökkel rendelkeznek.
Hálózatra csatlakoztatott napelem típusok
Hálózatra csatlakoztatott napelemekkel nem csak saját otthonunk vagy munkahelyünk energiaellátását biztosíthatjuk, hanem a napfényből nyert többletenergiát vissza is táplálhatjuk a közös villamos hálózatba. Ez teszi őket rendkívül népszerűvé, különösen városi környezetben, ahol az energiaszükségletek gyorsan változhatnak. Az ilyen típusú rendszerek ideálisak minden olyan épülethez, ahol fontos a stabil és környezetbarát energiaforrás.
Szigetüzemű napelem típusok - az önellátásért
Ha távol a várostól, esetleg egy eldugott tanyán vagy nyaralóban szeretnénk fenntartható módon élni, a szigetüzemű napelemek nyújtanak megoldást. Ezek a rendszerek nem szorulnak a központi elektromos hálózatra, hanem akkumulátorokban tárolják az energiát, ezzel is biztosítva, hogy ott is legyen áram, ahol a hálózat még nem ér el. Ideális választás mobilházakhoz, vagy olyan helyszínekhez, ahol az elektromos hálózat elérhetetlensége miatt szükség van önálló energiaforrásra.
Mik azok az aktív és passzív napelemek vagy napelem rendszerek?
Az aktív és passzív napelem rendszerek a napenergia hasznosításának két különböző módszerét jelölik, mindegyik sajátos előnyökkel és alkalmazási területekkel.
Aktív napelem rendszerek
Az aktív napelem rendszerek direkt módon használják fel a napenergiát elektromos energia előállítására. Ezek a rendszerek általában fotovoltaikus panelekből (PV panelek) állnak, amelyek közvetlenül alakítják át a napfényt elektromos energiává. Az aktív rendszerek lehetnek hálózatra csatlakoztatottak, amikor a megtermelt energia részben vagy egészben a központi elektromos hálózatra táplálódik vissza, vagy szigetüzeműek, amikor az energia tárolódik és helyben használódik fel, ideális megoldást nyújtva olyan területeken, ahol nincs hozzáférés a villamos hálózathoz. Az aktív napelem rendszerek nagy hatékonyságúak és széles körben alkalmazottak az elektromos energia termelésére.
Passzív Napelem Rendszerek
A passzív napelem rendszerek, más néven passzív napenergia hasznosító rendszerek, nem használnak elektromos komponenseket a napenergia felhasználásához. Ehelyett építészeti megoldásokkal, például a napfény optimális kihasználásával, a hőszigetelés javításával, és az épületek tájolásával csökkentik az energiaszükségletet és javítják a belső komfortérzetet. Példák a passzív napenergia hasznosítására a napkollektorok (amik nem keverendőek össze a fotovoltaikus panelekkel), amik a nap hőjét gyűjtik össze meleg víz előállításához vagy a fűtés támogatásához. Passzív rendszerek szintén magukban foglalhatnak olyan tervezési elemeket, mint a nagy ablakok a napos oldalon a természetes fény és hő maximalizálására.
Mindkét rendszernek megvan a maga helye és szerepe a napenergia hatékony és környezetbarát felhasználásában, választásuk a rendelkezésre álló erőforrásokhoz, a környezeti feltételekhez és az egyéni szükségletekhez igazodik.
Napkövető napelemes rendszerek: ha a maximális hatékonyság elérése a cél
A napelemek technológiai fejlődése és a különböző rendszerek bemutatása után érdemes kitérni egy különleges, innovatív megoldásra: a napkövető napelemes rendszerekre. Ezek a rendszerek kifejezetten azért jöttek létre, hogy maximalizálják a napelemek által megtermelt energiát, adaptálva a nap mozgásához.
Miért érdemes napkövető rendszert választani?
A napkövető rendszerek képesek akár 30-50%-kal is növelni a napelem parkok napi átlag teljesítményét, mivel lehetővé teszik a panelek folyamatos optimális pozicionálását a napfény felé. Ezáltal nemcsak több energiát lehet előállítani, de a rendszer hatékonysága is jelentősen megnövekszik.
Egytengelyes és Kéttengelyes Napkövető Rendszerek
Két fő típusban különböztethetjük meg a napkövető rendszereket: az egytengelyes és a kéttengelyes rendszerekben. Az egytengelyes változatok a nap kelet-nyugati mozgását követik, míg a kéttengelyes rendszerek ennél is tovább mennek, az észak-déli irányú mozgást is figyelembe véve, így még hatékonyabb energiafelhasználást tesznek lehetővé.
Miért érdemes a napelemet napkövető rendszerrel beszerezni?
A napkövető rendszerek kiváló választást jelenthetnek azok számára, akik a lehető legtöbbet szeretnék kihozni napelemes beruházásukból. A magasabb kezdeti költségek ellenére ezek a rendszerek jelentős hosszú távú megtakarítást és hatékonyságot kínálnak, így ha a cél a maximális energiatermelés, érdemes fontolóra venni ezeket az innovatív megoldásokat.