A villamos energiára, az áramra fordított költség – rezsicsökkentés ide vagy oda – még mindig jelentős tétele egy háztartás havi költségvetésének. Környezetünkre a legkevésbé káros, ha az áramot a kimeríthetetlen napenergiából nyerjük napelemmel.
Az áramfogyasztás megkerülhetetlen napjainkban, gondoljunk csak az egyre növekvő számú háztartási gépre, a szórakoztató, illetve informatikai eszközök sokaságára. A hagyományosan villamos szolgáltatótól származó villamos áramot napjainkban már önállóan is megtermelhetjük. Az alternatív energia előállítását lehetővé tevő technológia rohamosan fejlődik – egyre nagyobb teljesítményűek a napelemek, szélkerekek –, és a keresletnövekedés egyre kedvezőbb árakat eredményez. Mindezek hatására a megtérülési idő is csökken. Így befektetésként egyre meggyőzőbb gazdasági előnyökkel jár.
Ha eljutottunk addig az elhatározásig – és anyagi fedezetét is látjuk –, hogy részben vagy teljesen függetlenítjük háztartásunkat a villamosenergia-szolgáltatótól, egyike a lehetőségeknek a napenergia, azon belül a napelemek alkalmazása. (A korábban népszerű meleg vizet előállító, napkollektorokkal szemben manapság 1:10 az arány az áramtermelő napelemek javára.) A megújuló energiaforrások elterjedésének fontos feltétele az átgondolt, hosszú távon is működő támogatási, pályázati rendszer, amelyekre a nyugat-európai országokban jó példákat találunk.
A napelemek fölépítése
A napelempanel napelemcellákból épül föl, általában 60 napelemcella alkot egy körülbelül 165 × 95 cm-es napelempanelt. A napelemcella olyan elektromos eszköz, amely átalakítja a fényt közvetlenül elektromos energiává, az úgynevezett fotovoltaikus hatás által. A keletkezett egyenáram egy újabb eszköz – inverter – beiktatásával az általánosan használt váltakozó árammá alakítva máris – további átalakítás nélkül – alkalmas háztartási elektronikus eszközeink működtetésére. Az így termelt energia mennyisége az évszaktól és a napszaktól függően eltérő mértékű. Ha kevés a napelemmel előállított áram, akkor a szolgáltatótól pótolható, ha sok, ugyanoda visszatáplálható – úgynevezett ad-vesz villanyórán keresztül – ami, utólag elszámolva, csökkenti kiadásainkat.
A napelem panelt felépítő cellák típusai |
||
| Típusa | Monokristályos | Polikristályos |
| Hatásfoka (%) | 15-18, napjainkban a legmagasabb | 13-16 |
| Fényhasznosítása | Jobban hasznosítja a közvetlen fényt, de a közvetlen napfényt is jól hasznosítja | Jobban hasznosítja a szórt fényt, de a direkt fényt is jól hasznosítja |
| Előállítási költség | 250 Wp ára körülbelül 230 euró/db | 250 Wp ára körülbelül 190 Euro/db |
| Teljesítménygarancia* (év) | 12 (90%), 25 (80%) | |
| Az egész rendszer működésére adott élettartamgarancia (év) | 25 | |
*Teljesítménygarancia (év) az az idő, amíg a gyártó garantálja, hogy a napelem az 90%, majd 80% energiatermelésre képes.
Napelemek sziget üzemmódban
Sőt, van technikai lehetőség „sziget”-rendszerű kialakítással, akkumulátorokban tárolni az összegyűjtött villamosenergiát. Olyan helyen alakítanak ki ilyen rendszert, ahol a nagy távolság miatt nagyon költséges lenne az áramszolgáltatóhoz kapcsolódni, így például tanyákon.
Ez is érdekelhet
A napelem legfontosabb jellemzői |
| A cellák típusa - mono- vagy polikristályos - meghatározza a cellák működését |
| Csúcsteljesítmény (Wp) az a maximális teljesítmény, amit standard körülmények között (laboratóriumban, 25 °C-on, 1000 W/m2 besugárzással, 1,5 konvekciós tényezőnél) a napelem fényenergiából villamosenergiává tud alakítani |
| Maximális feszültség |
| Névleges feszültség |
| A napelem szerelési mérete (mm), például 1699 × 997 × 45 mm |
| Hőmérsékleti együttható (%/°C) - a hőmérséklet növekedésével arányosan csökken a napelemek hatásfoka |
| Modul hatásfok (%) mutatja, hogy az egységnyi felületre eső napfény hány %-át hasznosítja a napelem |
| A keret vastagsága (mm) - a keret biztosítja a napelem tartását, minél vastagabb, annál stabilabb , kevésbé nyeklik, csökken a veszélye, hogy például nagyobb hóterheléstől elrepedjen az üvegfelület |
| Teljesítménygarancia (év) az az idő, amíg a gyártó garantálja, hogy a napelem az 90%, majd 80% energiatermelésre képes |
| A teljesítmény ablak, ami azt határozza meg, hogy mikortól kezd termelni áramot a napelem, és meddig |
A naplemek telepítése
A napelemek alkalmazásakor minden esetben rendszerben kell gondolkodnunk. Az alkotórészek felszerelése, összekapcsolása komoly szakismeretet, szakembert igényel.
A megvalósításhoz első lépésként – anyagi lehetőségeinket is figyelembe véve – el kell dönteni, milyen arányban tervezzük az önellátó áramtermelést:
• Az áramigényünk egy részét, mondjuk, felét akarjuk napelemről nyerni.
• Nagyjából a teljes energiaigényünket szeretnénk a rendszerünkből ellátni.
• Túlméretezzük a rendszert a későbbi igényekkel is számolva (például család bővülése, felnövő gyerekek).
(A szigetrendszereknél értelemszerűen csak az utóbbi kettő jöhet szóba, hiszen nincs külső forrás).
Az energiaigény alapján kialakult teljesítményigény – az elmúlt évek energiaszámlái segítenek kiszámolni –és a telepítési körülmények határozzák meg, mekkora összfelületen lehet a napelemeket kihelyezni.
A napenergia leggazdaságosabb hasznosításához meg kell keresni a napelemek optimális helyét, ahol a legjobb tájolással (ez déli lenne), a legjobb dőlésszögben (45°), árnyéktól mentesen, lehetőleg egy síkban elhelyezhetők a már korábban meghatározott felületű napelempanelek.
Az inverter legfontosabb jellemzői |
| 1,2 vagy 3 fázisú. Jogszabály írja elő hogy 4,6 kW-ig 1, amíg a-felett 2 vagy 3 fázisú invertert engedélyezett építeni a hálózatba. Áramszolgáltató írja elő, hogy 3kW-ig egyfázisra ráköthető, 3-5 kW között vizsgálják a hálózatot, 5 kW felett 2 vagy 3 fázisú csatlakozás szükséges. |
| Csak a Használati Engedélyes (például:ELMŰ, E-On stb.) álltal minősített inverterek építhetők a rendszerbe. |
| A maximális munkapont követés (MPPT), azt jelenti, hogy az inverter napelem oldali bemenete igazodik a folyamatosan vátozó környezeti viszonyokhoz (fényerő, napelem-hőmérséklet) így a napelemekből mindig képes a lehető legnagyobb teljesítményt kinyerni. |
| Az MPPT száma. Jellemzően 1, de 2 és 3 munkaponttal is elérhetőek inverterek. Több munkapontú inverterre akkor van szükség ha a napelemek nem egysíkban, de egy rendszerként termelik az áramot. Például megkívánt felületű napelemeket - helyhiány miatt - a tető különböző fekvésű, dölésszögű felületeire szerelik fel. A több munkapontot kezelni képes inverter a bemenetén megjelenő többféle egyenfeszültséget, a kimeneti oldalon a hálózat frekvenciájához és feszültségéhez szinkronizálja. |
| MPPT ablak azt a tartományt jelenti, ahol működik az inverter. Példáil, ha az alsó határ 125 V, attól a pillanattól kezdi az áramátalakítást, ha a napelem - a fényviszonyok kedvező alakulására - e felett termel. Ugyanígy a felső határon - például 520 V - kikapcsol, mert a rendszer túlmelegedése meghibásodáshoz vezetne. |
| A névleges üzemi feszültség egyenáramú oldalon (DC) - 600 V vagy 1000 V. |
| Csak olyan inverter telepíthető, amelynek automatikája meggátolja a szigetüzem kialakulását - úgynevezett "anti islanding" funkció. |
| Transzformátorral vagy anélkül működik: a transzformátor szerepe, hogy galvanikusan leválassza az egyenáramú oldalt a váltakozó áramú oldaltól, vagyis a közcélú hálózattól. Érintésvédelmi szerepet lát el. Újabban főleg taranszformátor nélkül készülnek az inverterek (TL jelöléssel). Miután, ha hiba keletkezik a készülékben, az veszélyt jelenthet a villamosenergia-szolgáltató hálózatára, speciális érzékenységű hibaáramrelét kell a kimenő oldalra beiktatni. A transzformátor nélküli invereterek jobb hatásfokúak. |
A telepítést meghatározza még a kiválasztott tetőfelület teherbírása, borítása, annak anyaga. Az így kialakított rendszerből adódik a hálózatunk további elemeinek – kábelek, inverter, túlfeszültség-védelem – meghatározása, elhelyezése.
A napelemek elhelyezésére ideális felületet – tetőt – régi építésű házakon ritkán találunk, de a rosszabb kialakításból adódó hatásfok csökkenését plusz felülettel kiegyenlíthetjük. Új épület tervezésekor már érdemes egy esetleges későbbi igényre is felkészülni, és a legjobb helyet kialakítani napelemek felszerelésére.
Folytatás Facebook-kal