Villamos energiát sokféle módon állítanak elő napjainkban, ezek túlnyomó többsége káros hatással van környezetünkre, sőt egészségünkre is. A legtöbb villamos energia forrása nem újul meg, így hamarosan kimerül Földünk hagyományos energiakészlete. Ezek az okok kényszerítenek majd bennünket arra, hogy már ne csak az árát nézzük a napelemeknek. Bár a kutatásoknak és a tömegtermelésnek köszönhetően a napelemek ára csökken.
A napelem a Napból érkező fényt alakítja villamos energiává. Azonban ma hazánk legnagyobb villamos erőművei atomenergián vagy szénen alapulnak. Az atomenergia – bár gyakran nevezik „tiszta energiának” – veszélyeire Fukushima óta a politikusok is kezdenek odafigyelni. Pártolói szívesen megfeledkeznek a hozzá felhasznált urán bányászata során okozott egészségügyi és környezeti károkról is, mivel ezek viszonylag kevés embert és szűk teret érintenek. Az uránkészletek sem végtelenek, azok is kimerülőben vannak. Azonban egy atomerőműben történt baleset, már jóval szélesebb kört érint, akár egész földrészeket is károsíthat. A kiégett fűtőanyag tárolása pedig még távol van a végleges megoldástól, itt több tízezer évre kiható kérdésről van szó. A döntéshozók pedig legfeljebb a következő választásokig néznek előre.
A szén alapú erőművek szintén egészség és környezetkárosítók. A szén pedig egyre fogy.
Áramtermelésre még használnak kőolajszármazékokat és földgázt is. Azonban ezek készlete is kimerülőben van, és igazából annyi területen van rájuk szükség, hogy kár ezeket áramtermelésre elpazarolni. Amúgy importból származnak, az áruk pedig egyre magasabb.
Szóval maradnak a megújulók. Ezek közül most nézzük a napelemeket.
Melyiket
A napelem a Napból érkező fényt alakítja villamos energiává. Ma főként kéttípusú napelemet gyártank: a kristályosat és a vékonyrétegűt. Mindegyiknek vannak előnyei és hátrányai is. A ma használt napelemek körülbelül 80–20 százalékban oszlanak meg a kristályos napelem javára.
Az egyik ellenvetés a napelemekkel szemben, hogy az előállításukhoz sok energiát használnak föl. Azonban ha a teljes energiamérleget nézzük, tehát a gyártás mellett figyelembe vesszük még a szállítási költségeket és a kiöregedett napelem újrahasznosítását is, akkor a kristályos napelem 5–7 év alatt állítja elő a befektetett energiát (élettartama 20–30 év). A vékonyrétegű napelem esetében pedig 3–6 év ez az időszak, bár ennek élettartama valamivel rövidebb 20–25 év.
Ez is érdekelhet
Gond még, hogy viszont a vékonyrétegű napelem gyártása során nem környezetbarát anyagokat is használnak. Azonban a technológia fejlődik, és mint már említettük ez legfeljebb 20 százalékát érinti a napelemeknek.
Teljesítmény
Nem mindegy, hogy mennyi áramot termel a napelem, erre számos vizsgálatot végeztek. A napelemek teljesítménye nem állandó, függ a napszaktól, évszaktól, földrajzi helytől. Általánosságban elmondható, hogy hazánkban a két típus teljesítménye éves szinten kiegyenlített, lényeges különbséget nem találunk.
Már készült kalkulátor a teljesítmény kiszámításához.
Meg kell jegyezni, hogy a sivatagban, Dél-Európában, Ausztráliában inkább a vékonyrétegű napelem termel többet.
Átalakítás
A napelem egyenáramot termel, mi azonban váltóáramot használunk, ezért szükség van egy átalakítóra, amelyet inverternek neveznek.
Az elektromos energia tárolása
A napelem az elektromos áramot napközben termeli, a legtöbbet dél körül, mi pedig főleg este használunk áramot, amikor viszont nem termel a napelem. Így tehát szükség van az áram tárolására. Ha amúgy is van vezetékes áramunk, akkor ez egy egyszerű feladat. A termelt áramot napközben betápláljuk a hálózatba, majd, amikor szükség van rá, fölhasználjuk. Ehhez egy úgynevezett ad-vesz villanyórára van szükség, amely mindkét irányban tud működni. Fizetni csak a különbözetet kell. Az, hogy mennyit számol a szolgáltató az átvett áramért függ attól is, mennyit termel a rendszer.
Más a helyzet, ha valaki a tanyáját szeretné ellátni árammal, a szigetszerű üzemeltetés esetén akkumulátorokat kell használnia. Ezek ára, élettartama sok mindentől függ. A hagyományos, megbízható ólomakkumulátorok általában 3–5 évig bírják. Ez jelentősen megnöveli a rendszer árát, de ha csak ez a megoldás van, akkor nincs mit tenni, ezt kell megvásárolni.
Fejlesztenék még más típusú akkumulátorokat is, de ezek egyelőre még nem terjedtek el tömegesen. Azonban a technika mai rohamos fejlődése mellett nem tudni, mi lesz pár év múlva.
Kristályos napelem
Ennek alapja nagytisztaságú homok, amelyből szilícium kristályt állítanak elő, ezeket pedig vékony szeletekre vágják (napelem cellák). A cellákat alapra helyezik, vezetővel összekötik, végül edzett üveggel fedik le, hogy ellenálljanak az időjárás viszontagságainak.
Vékonyrétegű napelem
Fő eltérés a két megoldás között, hogy ennél vagy 100-szor vékonyabb a szilícium réteg, mint a kristályosnál. A gyártás során szilícium gőz csapódik le a hordozó anyagra. Szendvicsszerkezete is eltér a másikétól.
Forrás: napelemek.blog.hu
Képek: wikipedia.org, siemens.com
Folytatás Facebook-kal