december 8, 2020

Blog

A napelem olyan eszköz, amely az elektromágneses sugárzást közvetlenül villamos energiává képes alakítani. A napelemekből kinyerhető teljesítmény függ a fény beesési szögétől, a megvilágítás intenzitásától, és a napelemre csatolt terheléstől. A napelem beépítése szerint lehet fix vagy napkövető jellegű. A napelemekre általában 20-25 év a garancia, jellemzően 20-40 év az élettartamuk. Ma már a megújuló energiák elengedhetetlen részét képezik.

A napelemek első magyarországi megjelenéséről, lakossági felhasználásáról nincsenek megbízható adatok, de valószínűsíthető, hogy nálunk is az 1980-as évek végén, az 1990-es évek elején jelent meg az ipari-kereskedelmi célú napelemes felhasználás.

Magyarországon az első napelemgyárat a Dunasolar Napelemgyártó Rt. hozta létre 1997-ben. A beruházás részben amerikai, részben magyar tőke bevonásával valósult meg, mely egy magyar feltaláló szabadalmát alapul véve folytatta tevékenységét.

A napelemek fajtái alapanyaguk szerint és jellemzőik szerint:

• Kristályos napelemek: napjainkban a legelterjedtebb napelem-technológia
• Monokristályos szilícium napelemek: dárgák, de hatékonyak: hatásfoka 18%, laboratóriumi körülmények között 25%
• Polikristályos szilícium napelemek: olcsóbbak, ám kevésbé hatékonyak. Hatásfokuk 15% körül van.
• Gallium-arzenid vegyületen alapú napelemek: eddig főleg műholdakon használták; csupán egy rétegben alkalmazva nem gazdaságosak, de akár 8 db réteget is építhetnek egymásra, így a hatásfok eléri a 46%-ot is koncentrált napfényben
• Amorf szilícium napelemek: olcsóbbak, de hatásfokuk csak 5-8%
• Egyéb vegyület-félvezető alapú napelemek: A hatásfokuk kevesebb mint 15%
• Szerves festék alapú napelemek: Elektrokémia elven működnek, a fényelnyelő anyag egy szerves festék. A hatásfoka csak 2-4%, azonban a gyártása rendkívül olcsóvá válhat a jövőben.
• Szerves anyagokból (polimerekből) készült napelemek: olcsók, de hatásfokuk csak 2-5%
• Szerves-szervetlen perovszkitek alapján készült napelemek kísérleti teljesítménye elérte a 20%-ot, alacsony gyártási költséget ígérve
• Az Európai Unió által finanszírozott CPVMatch projektben a fényt optikai lencsékkel kis napelemekre koncentrálják. A kísérleti rendszer két tengelyes napkövető mechanizmussal a Napra irányul. Hatásfoka 41,4%

Kristályos napelemekről bővebben

A kristályos napelemek a legrégebbi és leginkább elterjedt napelemek. Azért kristályos, mert szilícium panelekből készítik őket. Jelenleg ezek képesek a legjobb hatásfokon, legjobb teljesítményt nyújtani. Forró nyári napokon azonban, ha túlságosan felmelegszenek, akkor csökken a teljesítményük. Élettartamuk a gyártók által meghatározott kb. 30 év, de van példa régebben működő napelem panelekre is.

Két típusa a monokristályos és a polikristályos napelem a gyártási módban különbözik egymástól, így vannak sajátos tulajdonságaik.

Monokristályos napelem

A mono, vagyis egy kristályos napelem egy szilícium tömbből épül fel. Az eljárás során ezt az egy tömböt felosztják egyenlő részekre. Többnyire nyolcszögletű darabokra, amitől könnyen felismerhető szabad szemmel is.

Előnyei

• a legjobb hatásfokkal rendelkezik, kb. 16-19%
• a direkt napsugárzást jobban tudja hasznosítani, ezért javasolt olyan helyeken használni, ahol több a napos órák száma
• a legrégebbi napelem típus, így több tapasztalattal rendelkezünk a technológiával kapcsolatban

Hátrányai

• előállítása fajlagosan a legköltségesebb
• felhős időben lecsökken a teljesítménye
• ha felforrósodik, szintén lecsökken a teljesítménye
• a dőlésszögre és tájolásra rendkívül érzékeny