Napelem Magyarországon

A napelem cella két különböző, egymással összekapcsolt, vékony rétegű félvezető anyagot tartalmaz. Az egyik félvezető a p-típusú (pozitív) szennyezést, a másik az n-típusú (negatív) szennyezést kap. Ezek a félvezetők általában szilíciumból készülnek, de készülhetnek más anyagokból is.

Az n-típusú félvezetők kristályos szilícium anyagát kis mennyiségű foszforral szennyezik. A szennyezési eljárás által az anyag a rácskötésekben nem résztvevő szabad elektronokkal fog rendelkezni, és éppen ezért lesz ez a negatív félvezető. A p-típusú félvezetők is kristályos szilíciumból készülnek, melyet kis mennyiségű bórral szennyeznek, és ezáltal elektronhiány lép fel benne, és ezen elektronhiányok („lyukak”) miatt lesz a pozitív félvezető. A két ellentétes szennyezésű réteg összeillesztésénél a lyukak és az elektronok semlegesítődnek, s eközben közöttük feszültség jön létre.

Napelem típusok

A polikristályos napelemeket egyszerűen kristályos napelemeknek is nevezik, ha közelről megnézzük a cellát, látszódnak a szabálytalan elrendezésű kristályok. A kristályokat tömbben, azaz öntecsben növesztik, majd szeletelik vékony szeletekre, így kapják a cellákat. Az egyes cellák ónszalaggal vannak összeforrasztva, majd többrétegű védőburkolatba helyezve. Hatásfokuk 12-14%, amivel a középkategóriába tartoznak.

A monokristályos napelemeket egykristályos napelemeknek is nevezik. Azért egykristály, mert a gyártástechnológia során egy henger alakú hatalmas kristályt növesztenek, majd ezeket vágják szintén vékony szeletekre. A szeleteket a polikristályos napelemhez hasonlóan összeforrasztják, többrétegű védőburkolatba helyezik, és így állítják össze a napelem táblát. Hatásfokuk a kereskedelmi forgalomban kapható szilícium alapú napelemek között a legmagasabb, 14-18%. A magasabb hatásfokhoz viszont magasabb ár is tartozik.

Összességében bár a monokristályos napelemek hatásfoka a magasabb, viszont nem feltétlenül ez a legjobb választás. A napelemek kiválasztásakor természetesen lényeges kérdés az ár, de az összehasonlítás alapja az egységnyi teljesítmény ára, azaz a Ft/kWp. A monokristályos napelemek ára fajlagosan magasabb, ami a megtérülés rovására megy.

A napelem rendszer típusok

A napelem 12 V egyenáramot állít elő, amit fel lehet használni közvetlenül, illetve váltóárammá alakítva visszatáplálni a hálózatba. Ezt a villamos energiát alapvetően kétféle rendszerrel lehet megtermelni.

A napelemes rendszerek hálózatra kapcsoltak (hálózatba visszatáplálósak) vagy szigetüzeműek lehetnek. A hálózatra kapcsoltaktól a helyi hálózat üzemeltetője – ha a rendszerünk műszakilag megfelelő – köteles átvenni a saját napelemünkkel megtermelt villamos energiát. Ez azért előnyös, mert így a napközben megtermelt áramot felveszi a villamos hálózat, tehát nem kell a tárolására szolgáló akkumulátorokról külön gondoskodnunk, míg a reggeli és esti fő fogyasztási időszakokban akkor is lesz elegendő áramunk, ha saját napelemünk épp nem termel eleget. Így nincs szükség akkumulátorokra, mivel az elektromos hálózat működik pufferként.

A napelemes rendszereket, mint ahogy minden energiatermelő berendezést, az áramszolgáltató teljesítmény alapján kategorizálja. A leggyakrabban alkalmazott erőműtípus a háztartási méretű kiserőmű, amelynek az a célja, hogy a háztartás villamosenergia-szükségletét helyben megtermelje, ezzel hozzájárulva a környezetbe kibocsátott széndioxid mennyiségének csökkentéséhez. A hálózatra csatlakoztatáshoz, vagyis a visszatápláláshoz az adott területen működő áramszolgáltató engedélye szükséges. Az áramszolgáltatókat 2007 óta törvény kötelezi arra, hogy az 50 kWp teljesítmény alatti háztartási méretű kiserőmű által megtermelt energiát átvegyék. Erre szaldós elszámolást alkalmaznak, azaz csak a megtermelt és az elfogyasztott villamos energia különbségét kell megtéríteni az áramszolgáltatónak.

A szigetüzemű napelemes rendszer elsősorban tanyák, nyaralók, hobbitelkek villamos energia ellátására alkalmas, ahol a villamos hálózatra történő csatlakozás nem vagy nehezen megoldható. Ebben az esetben az elektromos ellátás teljes mértékben a napelemes rendszer által van megoldva, a tárolásra pedig leggyakrabban akkumulátor szolgál. Itt elsősorban kisteljesítményű fogyasztókat kell ellátni (pl. világítás, rádió, búvárszivattyú), és a fogyasztás nem folyamatos. Amennyiben nem használnak 230 V váltakozó feszültségről fogyasztót, inverter sem szükséges a rendszerbe. Így a rendszer hatásfoka magasabb lehet.

A szigetüzemű napelemes rendszer árában a napelemek mindössze kb. 30%-ot képviselnek, még 30%-ot pedig az akkumulátorok. Az inverter, a kiegészítő elektromos szerelvények és tartószerkezet pedig a fennmaradó 40%-ot teszik ki. Általánosságban elmondható, hogy a szigetüzemű rendszer ára közel 70%-kal több, mint a hálózatra tápláló rendszer.

Forrás: nvsolar

Napelemes tetőcserép

A napelemes cserepet nemrég kezdték gyártani Magyarországon. Északon fűtőszállal, délen léghűtéssel szerelik fel. Egy négyzetméternyi cserép átlagára 200 ezer forint alatt van.

A sík napelemes táblarendszerek hátrányai közé sorolhatók, hogy nem esztétikus formában jelennek meg, valamint jelentős súllyal bírnak. A magyar napelemes cserép súlya kb. egyharmada a tetőn kialakított héjazatnak. Az újrahasznosítási arány pedig eléri a 80%-ot. A napelemes cserép további előnye, hogy nemcsak délben jó a hatásfoka, amikor a nap sugara merőlegesen éri a napelemet, hanem gyakorlatilag reggel héttől délután ötig mindig adódik megfelelő felület. Így összességében kb. 60-70%-kal nagyobb az energiahozama mint a hagyományos napelemeké. Ráadásul árnyékban is működik, hiszen a visszaverődött fényt is hasznosítja. A felülete üveg helyett egy teflonszerű anyag, amelynek 10%-kal jobb a fényáteresztő képessége, valamint kétszer hosszabb az élettartalma, mint a kapható napelemes rendszereknek. Beépített akkumulátora a napközben megtermelt energiát 8-10 óráig tárolja, vagyis 24 órás felhasználást tesz lehetővé.

Egy megtérülési kalkuláció

Vegyünk egy 2 000 000 forintos beruházással megvalósított 3,5 kWp napelemes rendszert, kulcsrakész kivitelezéssel és áramszolgáltatói engedélyeztetéssel. Az éves várható energiatermelése 4200 kWh (optimális elhelyezés esetén). Az éves várható hozama 189 000 Ft. Az egyszerű számítás végeredménye az, hogy a napelemes rendszer évente 10,5%-os hozamot termel évről évre folyamatosan. Ilyen magas hozamú befektetési lehetőség, amely mindenki számára elérhető, régóta nem volt a piacon!

Magyarországon a századforduló óta végeznek rendszeres megfigyeléseket a napsugárzás és a napsütés időtartamának regisztrálására. Globálsugárzás alatt a Napból érkező közvetlen sugárzás valamint az égbolt minden részéről érkező szórt sugárzás összegét értjük. A szórt sugárzás részaránya elérheti a 40-50%-ot is.

Magyarországon a legtöbb besugárzás a Tiszántúl déli területein tapasztalható, viszonylag nagyobb még a sugárzás a Dunántúlon illetve az Alföld déli vidékein. Legkevesebb besugárzásban a nyugati határszél és az Északi-középhegység térsége részesül.

A földfelszínre érkező napenergia Magyarországon évente 1150-1332 kWh/m2 között van. Ez a hatalmas energiamennyiség nem folyamatosan érkezik, hanem az évszakoknak és hónapoknak megfelelően változik. A sugárzás legnagyobb része májustól augusztusig érkezik, ekkor termelhető a legtöbb energia a napsugárzásból.

Télen magasabb hegyvidékeink másfélszer annyi napfényes órában részesülnek, mint az alföldi területek, mivel télen gyakran az alacsonyabban fekvő vidékeket megülő ködből magasabb hegyeink kiemelkednek, és zavartalan napsütésben részesülnek. Nyáron ellenben a hegységek borultabb, csapadékosabb időjárása miatt mindegy 10 százalékkal kevesebb a napsütéses órák száma az alacsonyabb fekvésű sík területekhez viszonyítva.

A napelemek az elektromos hajtású gépkocsik akkumulátorának töltését szolgálják

Globálsugárzási értékek értékek

Monokristályos napelemek

Napelemes tetőcserép

Napelemes tetőhéjalás

Sziget üzemű napelem rendszer elemei

Vízszintes felületre érkező globálsugárzási értékek