Napkollektorok, szolár rendszerek, tartályok AkcióAjánlatkérésPályázatokKépgalériaGY.I.K.Kapcsolat
napelem

Napelem

 

Szolárisan előállított áram –egy megtérülő befektetés

 

A napelemek segítségével a napból érkező energiát villamos energiává alakíthatjuk.

A fosszilis energiahordozók folyamatos drágulásának, az intenzív technológiai kutatásának, valamint a környezetszennyezés iránti növekvő figyelemnek eredményeként a napelemek ma már reális alternatívái a hagyományos villamos energiatermelésnek. Az uniós és állami támogatásoknak köszönhetően pedig már gazdasági szempontból is egyre jobb befektetésnek számít a napelemes rendszerek telepítése.

MŰKÖDÉSI ELV:

A napból érkező fotonok elnyelődnek a napelemben, és a szilícium atomoknak ütközve (megfelelő körülmények esetén) „kiütik” az elektronokat az atom elektronhéjáról.  Ezáltal egy negatív töltésű szabad elektron keletkezik, ami a szilícium lapokon belül szabadon tud mozogni. Ugyanakkor abban az atomban, amelyből az elektron eltávozott, egy pozitív töltésű „lyuk” keletkezik. Ezeket a lyukakat a szabad elektronok igyekeznek betölteni, miközben újabb lyukakat hagynak maguk mögött. A töltések tehát mozogni kezdenek, a töltések mozgása pedig maga az elektromos áram.

A napelemek célszerű felépítésének köszönhetően ez a töltésvándorlás irányítható, és felhasználható.

NAPELEM TÍPUSOK:

A ma elterjedt napelemeket gyártási technológiájuk szerint 3 fő csoportba sorolhatjuk.

Az monokristályos napelemek több szilícium réteg összehegesztésével készülnek, előnyük a magas hatásfok, de az a gyártási költségük sajnos elég magas.

A polikristályos napelemek öntési technológiával készülnek. A monokristályosnál alacsonyabb hatásfokukért az alacsonyabb gyártási költség, azaz az alacsonyabb ár kárpótol bennünket.

Létezik még az amorf szilícium napelemek, amelyek a 3 típus közül a legolcsóbbak, ugyanakkor a legalacsonyabb hatásfokúak.

A megfelelő típus kiválasztásánál nem csak az árat, de a rendelkezésre álló felület nagyságát is figyelembe kell venni, és az alapján dönteni kristályos, vagy amorf napelemek mellett.

FELHASZNÁLÁSI LEHETŐSÉGEK:

A napelemes rendszereknek két alapvető felhasználási területük ismert: a sziget üzemű, és a hálózatra táplálásos rendszerek.

Sziget üzemben a napcellák által előállított villamos energiát akkumulátorban tároljuk. Az akkumulátorokban tárolt energiát inverter segítségével alakítjuk át 230V-os váltakozó árammá, amely már alkalmas a fogyasztók (lámpák, hűtőgép, mosógép, stb.) közvetlen táplálására. Ez az üzemmód leginkább olyan területeken terjedt el, ahol a hálózati áram nehezen elérhető.

A hálózatra visszatápláló üzemben a váltakozó áramra átalakított napenergia táplálja a fogyasztókat, amikor pedig a termelt villamos energia meghaladja a fogyasztást, akkor a napelemek közvetlenül a hálózatra dolgoznak vissza. A hálózatra termelt áramot a szolgáltató visszavásárolja tőlünk, így akkor sem vész el az energia, ha nem hasznosítjuk közvetlenül.

Amikor pedig a napelem cellák nem képesek megfelelő mennyiségű áramot előállítani, olyankor a szükséges energiamennyiséget a hálózatból vesszük fel.

A NAPELEMEK TÖRTÉNETE:

A nap energiájának első ismert felhasználása Arkhimédész (i.e.: 287-212) nevéhez fűződik, aki a római hadvezér Marcus Claudius Marcellus hajóit homorú tükrökkel felgyújtotta. Az első épületgépészeti szolár tanácsot Xenophón (i.e. 430-354) adta, aki azt javasolta, hogy a házak déli oldalát magasabbra építsük.

A fotovoltatikus (elektromosság előállítására alkalmas) napelemek ősét az 1860-as években egy véletlennek köszönhetően fedezte fel Willoughby Smith, a Trans Atlantic Telegraph egyik vezető mérnöke. Miközben a tenger alá fektetett kábelek hibának felismerésére keresett olcsó megoldást, felfedezte, hogy a kristályos szelén másként viselkedik nappal, mint éjszaka. A jelenség leírása William Gryllis Adams nevéhez fűződik, aki felismerte, hogy a szelénben fény hatására elektromos áram kezd el áramlani.

Az első igazi, mai értelemben vett napelemet Charles Fritts készítette 1885-ben: egy szelén lapot félig átlátszó aranyfilmmel vont be. Ez a tábla már folyamatosan képes volt áramot termelni. Azonban épp ebben az időszakban indult rohamos fejlődésnek a fosszilis energiahordozók felhasználása, ezért a fotovoltatikus energia előállítása háttérbe szorult.

Az új lendületet a kutatásoknak ezen a területen is Einstein adta, aki 1905-ben tanulmányában a quantákról (amit ma fotonnak hívunk) írt. Tanulmánya nyomán a kutatások újraindultak, és a 20-as évekre sikerült is leírni a jelenséget, melynek során a rövidebb hullámokban érkező fotonok elektronokat szakítanak ki az atom körüli elektronburokból. Azonban az akkoriban felhasznált alapanyagok rendkívül drágák voltak, így gazdasági megfontolások miatt a napelemek ismét háttérbe kerültek.

Az 50-es években, a szilícium tranzisztorokkal folytatott kísérletek során Calvin Fuller és Gerald Pearson amerikai tudósok figyelték meg, a szilícium galliummal szennyezve pozitív, míg lithiummal szennyezve negatív töltésűvé válik, és két ilyen réteg egymással érintkezve elektromos mezőt hoz létre. Bár ők ketten továbbra is a tranzisztor tökéletesítésével foglalkoztak, egy munkatársuk, Darryl Chapin azonban a villamos energiatermelés lehetőségeit kezdte el kutatni, és hamarosan elő is állította az első szilícium alapú napelemet, amelynek hatásfoka azonban még túl alacsony volt ahhoz, hogy gyakorlati felhasználásra alkalmas legyen.

Az alacsony hatásfok egyik fő oka volt a fotonok visszaverődése a szilícium lap felületéről, amit Fuller segítségével sikerült megoldani, és 1954-ben sikerült a 6%-os hatásfokot elérni, ami már elegendő volt akkumulátorok töltésére.

Azóta folyamatos a napelemek fejlesztése, ma már a 25%-os hatásfok is elérhető,

de működési elvében a mai napelemek is a Bell által 1954-ben bemutatott paneleket követik.

 

Mire van szüksége egy napelemes áramtermelő rendszer kiépítésére?

  1. Szolár-modulokra: melyek a háztetőjén elhelyezve a nap energiáját hangtalanul és környezetkárosítás nélkül elektromos árammá alakítják át.
  2. Váltóirányítóra: mely a betáplálandó egyenáramot váltóárammá alakítja át, mellyel a váltóárammal működő berendezését működteti.
  3. Betáplálási számlálóra: melyet a meglévő árammennyiség számláló berendezéséhez kiegészítésnek szerelnek fel. Ez a számláló méri a szolárisan előállított energia mennyiségét kilowattórában (kWh) és ezen leolvasható, mennyit számlázhat az áramszolgáltatónak.
  4. Kétoldalas számlálóra: mely berendezés felismeri hogy Ön az áramot a szoláris hálózatból, vagy a nyilvános hálózatból fogyasztja.
  5. Berendezés ellenőrzőre: melynek segítségével a berendezésének minden értékét le tudja olvasni, és ily módon a működési feltételeket, és a hozamot ellenőrizni tudja egész egyszerű módon, SMS-en, E-mailen, vagy az Interneten keresztül.

El kell döntenie, hogy a napenergiával előállított árammennyiségét felhasználja- e teljes egészében, vagy visszatáplálja a hálózatba. Az ön által felhasznált villamos energia esetében kb. 59 Ft/kW-t számláz a szolgáltató, a visszatáplált energiáért 28Ft/kWh-t fizet.

Ebből látszik, hogy célszerű a megtermelt energiát saját célra felhasználni.

A napelemes rendszer összeállítások Magyarországon várható energiatermelési értékei helyileg eltérhetnek egymástól. Az eltérések pozitív-negatív irányát az ország különböző pontjain várható éves napsütéses órák eltérései, valamint a napelemek elhelyezésének körülményi befolyásolhatják.

Ahhoz, hogy az Ön számára megfelelő napelemes rendszert ki tudja választani, hasonlítsa össze a kiválasztott rendszer energiatermelésének értékét az Ön jelenlegi villamos energia igényével (villanyszámlán szereplő fogyasztási adat kWh/hó vagy kWh/év).

A napelemes rendszer felszerelését és üzembe helyezését bízza szakemberre, aki jogosult a kivitelezésre és a villamos csatlakoztatások kialakítására, beüzemelésére!

A kiválasztott napelemes rendszer háztetőre való felszereléséhez ellenőrizze, hogy van-e elegendő hely a lehetőleg déli árnyékmentes háztetőn. (napelem felület). Amennyiben az épület tető nem ferde, hanem lapos tető, úgy más típusú napelemtartó konzolok szükségesek.

A Solar Trade Co. Kft a Yingli Green Energy Holding Comapany napelemeit forgalmazza. A termékekről részletes leírást és műszaki adatokat a szakemberek menüben találhat.