Napelem rendszerek

A napelem tulajdonképpen kétféle félvezetőből áll. A Napból érkező fotonok, mint apró részecskék a napelem anyagába hatolva a töltéseket szétválasztják, és az anyagból kiütött elektronok elektromos áramként hasznosíthatók.
A napelemek kristályos szerkezetűek, jellemzően monokristályosak vagy polikristályosak. A monokristályos napelemek előállítási költsége magasabb, de hatásfokuk kb. 9%-kal magasabb. A polikristályos napelemeknél valamivel egyszerűbb, így kissé olcsóbb előállítási technológia áll rendelkezésre. Hatásfokuk jellemzően megegyező az egykristályos napelemekével, bár felületük valamivel nagyobb az egyazon teljesítményre vetítve.
A gyártók a napelemek árát a teljesítményre vonatkoztatva adják meg. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a vásárló számára mindegy, milyen technológiával készült napelemet vásárol meg. A napelemek jellemzésére használt mértékegység a "kiloWatt pick", kWp (Wp).
A napelemek által előállított villamos energia felhasználása történhet azonnal is, ha állandó fogyasztókat üzemeltetünk.
Amennyiben a fogyasztás időszaka nem esik egybe a napsütéses időszakkal, vagy kevesebb a felhasználási igény az előállított energiánál, akkor a közcélú hálózatra is visszatermelhetjük az energiát.
Mindkét említett esetben olyan energia-átalakító eszköz - inverter - rendszerbe állítása szükséges, amely a hálózattal való együttműködésre képes, így hasonló minőségű villamos áramot szolgáltat, mint a vezetékes ellátást biztosító villamos közszolgáltató. Az inverter hálózatra csatlakoztatásához a szolgáltató engedélye szükséges.

A csatlakozatás után a termelt elektromos energiát a közösségi hálózatra feltápláljuk, majd amikor fogyasztunk, visszavesszük. Azaz energiatárolási célra nem akkumulátorokat, hanem a nyilvános hálózatot használjuk fel.
Az olyan igények esetén, ahol van elektromos energia felhasználás, de nincs elektromos ellátó hálózat, úgynevezett "szigetüzemű" rendszereket használhatunk. Ilyenkor nem csak a termelés, hanem az energiatárolás is megoldandó feladat. Akkumulátorok használatával jelentős mennyiségű villamos energiát tárolhatunk a későbbi felhasználási időszakra.
A hálózat-független rendszerek tipikus felhasználási területei a járművek (hajók, lakóautók stb.) és az olyan létesítmények, amelyek nem rendelkeznek csatlakozással a nyilvános elektromos hálózat felé.

Bár csábító a gondolat, hogy elegendő számú napelem beépítésével teljesen függetlenítsük magunkat a szolgáltatóktól, a gyakorlatban ez, az energiatárolás problémai miatt általában nem megvalósítható.

Nyárády-Berzsenyi Győző
okleveles épületgépész mérnök