Napelem hatásfok érthetően

A napelem hatásfok az egyik legfontosabb összetevő egy napelem rendszer megvásárlásakor. Több szempontból is meg kell vizsgálni, hogy a legjobb döntést hozzuk meg! A hatásfok nem egyenlő a teljesítménnyel, fontos ismerni és a megfelelő helyen kezelni.

A napelem hatásfoka az egyik legjelentősebb tényező, ami befolyásolja egy napelem megvásárlását. Nem egyenlő a teljesítménnyel, ezért fontos ismerni és a megfelelő helyen kezelni.

Napelem hatásfok tudnivalók

Mi az a hatásfok?

A hatásfok azt jelenti, hogy a készülék a napsütést milyen hatékonysággal alakítja át elektromos energiává. Ezt befolyásolják az éghajlati tényezők, a földrajzi fekvés és az aktuális évszak, vagyis a napsütéses órák száma.

Tehát adott felületen a napelem hány Watt energiát képes termelni.

Napelem hatásfok napelem típusok szerint

Most a három legnépszerűbb napelem típust fogjuk összehasonlítani hatásfok alapján. Első ránézésre kisebb különbségeket láthatunk, de ezek összességében több év távlatából már jelentős hozammal járnak.

Monokristályos napelem

A monokristályos napelemek a legrégebbi technológiának számítanak. Egy szilícium tömbből áll, így a gyártása költségesebb. Az eljárás mód miatt hatásfoka a legjobb jelenleg. Általánosságban elmondható, hogy 16-18%-os hatásfokú, de természetesen ez változó lehet az egyes termékek esetében.

Polikristályos napelem

A polikristályos napelem már több kisebb szilícium tömbből áll, ezért az előállítása is olcsóbb. Hatásfoka valamivel alacsonyabb, 14-16% körül.

Vékonyrétegű napelem

A vékonyrétegű napelem is szilícium alapú, de gőzöléses eljárással készítik, ami gyorsabb és olcsóbb az összes közül. Hatásfoka viszont jelentősen kisebb 6-8%-os.

A napelem típusok összehasonlításáról a Napelemek összehasonlítása című cikkben írtam részletesen!

Napelem hatásfok számításának képlete

A hatásfok (η, “eta”) százalékosan fejezi ki, hogy a napelem mennyi napenergiát képes átalakítani elektromos energiává. A hatásfok kiszámításához az alábbi képletet lehet használni:

η = Pm/ E * Ac

Ez azt jelenti, hogy:

Pm: a fényelem által leadott maximális teljesítmény,

E: a napsugárzás energiája (W/m2),

Ac: a napelem felülete (m2)

A hatásfok “eta” százalékosan fejezi ki, hogy a napelem mennyi napenergiát alakít át elektromos energiává.

Napelem fogalmak című cikkben foglaltam össze az összes fontos napelemmel kapcsolatos fogalmat.

A hatásfokot elsősorban az korlátozza, hogy a Nap sugárzása széles hullámhosszspektrummal rendelkezik (300 nm-2500 nm), azonban a napelemet egy hullámhosszra lehet könnyen optimalizálni.

A több hullámhosszra történő optimalizálást több félvezető p-n átmenet egymásra építésével valósítják meg, ami bonyolultabb napelem szerkezetet eredményez.

Napelemek egy kertben

Napelem hatásfok télen

A napelem hatásfoka télen jelentősen függ attól, hogy milyen típusú napelemet választottunk. Ha hatékonyabb a felhős időben, akkor télen sem csökken jelentősen a hatásfoka. A teljesítménye természetesen lecsökken, de ezt nem szabad összekeverni a hatásfokkal! Ilyenkor sem áll meg az energiatermelés, csak jóval kevesebb lesz.

Vannak napelem típusok, amik kevésbé jól reagálnak a hőmérséklet csökkenésre és vannak, amik jobban. A vékonyrétegű napelemek hatásfoka jobban lecsökken télen, mint a kristályos napelem típusoké.

Napelem hatásfok növelés

A napelemek hatásfokának növelését a „Smart” rendszerekkel lehet elérni. Optimalizálják a rendszer működését, jelzik az esetleges hibákat. Nagy előnye, hogy a hagyományos rendszereknél, ha egy táblára árnyék vetült, akkor az egész rendszer hatásfoka csökkent. A Smart rendszerek a különböző dőlésszögű és elhelyezkedésű napelemek működését össze tudja hangolni és a lehető legtöbbet kihozni belőlük.

Természetesen ez egy napelem rendszer esetében 5-25%-os teljesítmény javulást is eredményezhet.

Napelem működése télen
Napelem télen

Napelem hatásfok csökkenés

A napelemek hatásfokának csökkenése egyrészt természetes folyamat, másrészt különböző tényezők ronthatják. Ezeket érdemes kiküszöbölni, amennyire lehetséges.

Ezek a tényezők az alábbiak:

  • a napelem fényáteresztő képessége csökken idővel
  • szennyeződések, sérülés a napelemen
  • árnyék vetül a napelemre

Napelem inverter hatásfok

Minden inverternek meg van határozva gyárilag egy hatásfok értéke. Ez a szám azt jelzi, hogy ideális körülmények (ami a valós életben nincs) között az inverter mennyi energiát képes előállítani a bejövő energiából. Más szemszögből megfogalmazva, mekkora veszteséggel dolgozik. Ez ideális esetben 97% körül mozog. A különböző gyártmányú inverterek között természetesen vannak különbségek.

Összegezve

A napelemek hatásfoka minden termék esetében más és más lehet. Érdemes az összes többi tényezővel együtt megvizsgálni, melyek az előnyök és hátrányok. A különböző igényeknek különböző típusú termékek felelhetnek meg.

Ha teljes képet szeretne kapni a napelemekről és napelemes rendszerekről, akkor a Napelemek, napelemes rendszerek bemutatása című cikkemet is ajánlom!