Napelem tudnivalók

A napelemek és napelemes rendszerek annyira elterjedtek, hogy lépten-nyomon találhatunk olyan családi házat vagy közintézményt, amire már felszereltek egy ilyen megújuló energiaforrást.

Ha Ön is szeretné a nap energiáját hasznosítani saját háztartásában vagy cégében, akkor nincs könnyű dolga az óriási kínálat között választani. Számos kivitelező, számos gyártó és technológia található a piacon. Ez egy komoly összegű beruházás, amiben nem szeretnénk tévedni.

Ebben a cikkben összefoglalok minden információt a napelemekről, a napelemes rendszerekről és felsorolom az összes fontos tényezőt, amit figyelembe kell venni a vásárlás előtt.

Mi az a napelem?

A napelem cella egy fotovoltaikus elven működő eszköz, ami a napsugárzást átalakítja elektromos energiává. Ezt az elektromos energiát fel lehet használni otthonunkban az elektromos berendezések működtetésére.

A fotovoltaikus szó jelentése a Volt és a görög, phüsz szóból ered. A napelem, más szóval fotovillamos elem az elektromágneses sugárzást alakítja át elektromos energiává.

Mitől függ a napelem teljesítmény?

A napelem teljesítményét több tényező is befolyásolja. Nem lehet kijelenteni egyik értékről sem, hogy ez szükséges a napelem legjobb működéséhez, mert az alábbi tényezők együttes befolyása határozza meg.

Ugyanígy a legjobb napelem kérdése is sokkal bonyolultabb, mint hogy egy konkrét termékkel vagy meghatározással lehessen rá válaszolni.

Napelem teljesítményt befolyásoló tényezők:

Napelem hatásfoka

A napelem hatásfok azt jelenti, hogy az adott napelem milyen hatékonysággal képes a napfényt elektromos energiává átalakítani. Ezt több tényező befolyásolja. A földrajzi tényezők, az éghajlat, az aktuális évszak és helyszínen lévő befolyásoló tényezők. Ha egy közelben lévő fa árnyékot vet, akkor drasztikusan lecsökken a teljesítménye a hagyományos rendszereknek, hiszen az egyik napelem cella teljesítménye befolyásolja a többit. A modern, smart rendszerek már optimalizálják a működést és nem engedik, hogy a többi cella is kevesebbet termeljen.

Polikristályos napelem

A napelem számításának képlete:

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.

Részletesen a Napelem hatásfok érthetően című cikkemben írok róla!

Napelem dőlésszöge

Ha a napelemek az ideális dőlésszögtől eltérően kerülnek felhelyezésre, akkor romlik a teljesítményük, hiszen a napsugarak más szögben érik a cellákat. Természetesen így is termel elektromos energiát, de célszerű a lehető legtöbbet kihozni a termelésből. Ilyenkor mérlegelni kell azt, hogy milyen költségek árán tudjuk megoldani az ideális dölésszöget. Ha túl sok plusz költséggel jár pl. egy plusz tartószerkezet kialakítása vagy a tető átépítése, akkor lehet hogy érdemes megelégedni a gyengébb teljesítménnyel.

Az ideális dőlésszög a 35 fokos déli irányú elhelyezés. Ebben az esetben éri a legtöbb napfény a délutáni órákban. Ettől való eltérés akár dél-keleti vagy dél-nyugati irányban 5-5%-os teljesítményromláshoz vezet.

Mondhatnánk a napelem tájolásának is. Ugyanazt jelenti, csak más szóval.

Részletesen a Napelem tájolása című cikkemben írok róla!

Napelemek felhasználása

A napelem nem új találmány. A műholdak és több űrtechnológiai berendezések is napenergiával működnek már hosszú évtizedek óta. De szinte minden háztartásban megtalálhatóak a kis napelem cellás számológépek, amik megbízhatóan működnek éveken keresztül.

Családi házakra a 80-as években kezdték el feltelepíteni és sok közülük még mindig működik, akár az eredeti inverterrel együtt! Ez nagy szó, hiszen az inverterre kevesebb garancia időt biztosítanak a gyártók. Ez az az alkatrész, ami könnyebben romlik el, mert bonyolultabb, mint maga a napelem cella.

Azóta számtalan helyen találkozhatunk napelemekkel. Ipari, mezőgazdasági létesítmények, önkormányzatok, cégek és még sok utcai lámpa is fel van szerelve napelem cellákkal, a családi házakról nem is beszélve!

Napelem egy családi ház tetején

Napelemes rendszerek

Napelem rendszerről akkor beszélünk, amikor a napelem paneleket összekötjük és egy inverterrel hasznosítjuk az általuk termelt energiát. Ez a rendszer különböző méretű és bonyolultságú lehet. Különböző technológiával készült napelemeket használhatunk és mi döntjük el, hogy hálózatra csatlakoztatjuk vagy sziget üzemű rendszerként használjuk.

Napelemes rendszerek tervezése

Minden területen és témában rendkívül fontos a tervezés, de ilyen nagyságrendű befektetés és komolyságú technológia esetében elengedhetetlen a körültekintő tervezés. Több szempontot si figyelembe kell venni:

  • Mekkora a rendelkezésre álló tetőfelület?
  • Van-e árnyékolása?
  • Hova érdemes telepíteni?
  • Mekkora teljesítményű rendszerre van szükség?
  • Mit szeretnénk kiváltani vele?
  • A gyártó és a termék meghatározása
  • A tartószerkezet anyaga és minősége.

Mekkora legyen a napelem rendszer? Milyen méretűre van szükség? A Napelem méretezés című cikkben részletesen írok róla.

Okos napelem rendszer

Az okos napelem rendszereket smart napelem rendszereknek is hívjuk. Nagyon gyorsan elterjedt ez a technológia, hiszen képes az energia termelést 5-25%-al növelni. Optimalizálja az egész rendszer működését, jelzi a hibákat, megtudhatjuk a rendszer gyenge pontjait és csökkenthetjük a veszteséget árnyékolás esetében.

Erre többnyire a Solar Edge invertert szokták ajánlani a kivitelezők.

Bővebben a Miért jó az okos napelem rendszer cikkben!

Okos napelem rendszer telefonon és tableten

Hálózatra szerelt

A hálózatra szerelt napelemes rendszer a legelterjedtebb megoldás, hiszen a legtöbben amúgyis rendelkeznek elektromos hálózattal, így a megtermelt energiát, amit nem használnak fel, egyszerűen visszatöltik az elektromos hálózatba. A szolgáltató azt megvásárolja és az éves elszámolás esetén jóváírja. Persze érdemes olyan rendszert kiépíteni, ami nem termel sok felesleget, mert azt nyomott áron vásárolja meg a szolgáltató.

Ha éppen keveset termelne a napelem rendszerünk, akkor pedig a szolgáltatótól tudunk vásárolni a megszokott módon elektromos áramot.

A különböző napelem típusok egyaránt alkalmazhatóak hálózatra szerelt és sziget üzemű rendszerek esetében is.

Sziget üzemű rendszer

A sziget üzemű rendszer jelentős különbsége, hogy nincs a közelben elektromos hálózat, ezért nincs lehetőség visszatáplálni a felesleges áramot és vásárolni sem tudunk, ha épp szükségünk lenne rá. Ebben az esetben a sziget üzemű rendszereknek kell megtermelni és tárolni a lehető legtöbb energiát. Ezt nagy teljesítményű akkumulátorokkal kell megoldani. Ezen akkumulátorok ára jelentősen megdrágítja a beruházást. Ezt csak abban az esetben érdemes bevállalni, ha teljesen le akarunk válni az elektromos hálózatról vagy egyáltalán nincs lehetőség csatlakozni az elektromos hálózathoz.

Nagyon pontos számításokat kell végezni, hogy a tényleges elektromos energia igényt elő tudja állítani a rendszer.

Mezőgazdasági létesítmények, tanyák, hétvégi házak számára ez egy kiváló lehetőség, hogy olcsón elektromos áramhoz jussanak.

Részletesen a Sziget üzemű napelem című cikkemben írok róla!

Napelem típusok

Három típus a legmeghatározóbb. plusz ide sorolom még a hibrid napelemet is, ami valamelyik típusú napelemet ötvözi a napkollektor technológiájával, tehát meleg vizet és elektromos áramot is létrehoz.

Mindegyik típusnak megvannak a jellemzői. Előnyöket és hátrányokat egyszerre vizsgálni kell és aztán összevetni a saját igényeinkkel, elvárásainkkal és az adott terület éghajlati adottságaival.

Természetesen az azonos típusok között is óriási különbségek lehetnek gyártók és konkrét termékek esetében.

Monokristályos napelem

A legrégebbi típus és emiatt ezzel kapcsolatban van a legtöbb tapasztalat is. Egy szilícium tömbből áll, emiatt a gyártása a legdrágább, de teljesítménye is a legjobb! Jobban teljesít napos időben, emiatt a csapadékos, felhős időjárás nem kedvez neki.

Hatásfoka kb. 16-19%-os, ami kiemelkedő a többihez képest. Ez azonban csak egy adat. A teljesítményt még több msá tényező is befolyásolja. Magyarország éghajlatát a napsütéses és felhős időszakok váltakozása jellemzi. Ebből adódóan számításba kell venni azt, hogy hogyan teljesít az adott napelem felhős időben. Ezt megvizsgálva a monokristályos napelem már nem teljesít olyan jól és hiába a magas hatásfok, a polikristályos napelem típus jobb teljesítményt nyújt.

Élettartama kb. 30 év, de vannak napelemek, amik már régebben működnek.

A technológia bonyolultságából adódóan a gyártása is a legköltségesebb.

Részletesen a Monokristályos napelem című cikkemben írok róla!

Polikristályos napelem

Szintén a kristályos napelem típusok közé tartozik. Az előállítása kevésbé költséges, mert több szilícium tömbből áll. A teljesítménye pedig csak alig marad el a monokristályos társától. Kb. 13-18% között mozog. A polikristályos napelem számára kedvezőbb a magyarországi éghajlat, mert jobb teljesítményt nyújt a felhős időben. Bár Magyarországon ezek az időszakok kiegyenlítik egymást éves termelést nézve, a polikristályos egy kicsit jobb.

Élettartama szintén kb. 30 év, ami típusonként, gyártótól függően jelentős különbségeket mutathat.

Részletesen a Polikristályos napelem című cikkemben írok róla!

Vékonyrétegű, vagy amorf napelem

Ez a legolcsóbb típusú napelem, de a teljesítménye is a legrosszabb. Előállítása jelentősen különbözik az előző kettőtől, de szintén szilíciumból áll. Alacsony ára mellett másik előnye a változatos felhasználási módjaiban rejlik.

Részletesen a Vékonyrétegű napelem című cikkemben írok róla!

Hibrid napelem

A hibrid napelem ötvözi a napelem cella és a napkollektor előnyeit. Egyszerre termel elektromos áramot és meleg vizet. Folyamatosan keringet folyadékot a napelem hátoldalán, amit felmelegít. Előnye, hogy a hatékonysága növekszik, mert a keringetett víz hűti forró napokon a napelemet és így nem melegszik túl. Hátránya, hogy bonyolultabb és így több a meghibásodás lehetősége és természetesen a bekerülési költségek is magasabbak.

Részletesen a Hibrid napelem című cikkemben írok róla!

Polimer napelem

Az egyik legújabb és legígéretesebb technológia napelemek terén a polimer, avagy organikus napelem. Sajnos még tömeggyártásra nem került sor. Előnyei, hogy könnyen és olcsón előállítható, változatos felhasználási módjai vannak. Flexibilis és környezetbarát felületekre is felvihető. Egyenlőre alacsony hatásfokkal és rövid élettartammal kell számolni. Remélhetőleg ezek a hátrányok pár éven belül eltűnnek és akár átvehetik a szilícium alapú napelemek helyét.

Polimer/organikus napelem technológia című cikkben részletesen írok róla.

Napkollektor

A napkollektor a nap hőjének erejével folyadékot melegít fel, amit fel lehet használni fürdésre, főzésre és fűtésre. Hátránya, hogy a rendszer bonyolultabb, ezért több karbantartást, ellenőrzést igényel. Emiatt költségesebb. A kiépítése is bonyolultabb és maga a technológia is drágább.

Előnye az, hogy a meleg folyadékot hőszigetelt tartályban tárolni lehet egy ideig, ezért később is felhasználható. Kisebb helyigényű, mert hatékonyabban használja fel a nap energiáját. Magasabb hatásfokkal működik.

A folyadék folyamatosan hűti a nagy forróságban is, így nem melegedik túl. Ez megkíméli a jelentős teljesítmény csökkenéstől a forró nyári napokon.

Napelem alkalmazásának veszélyei

A napelem rendszerek alkalmazása megfelelő szakmai  tervezés és kivitelezés esetében nem okozhat problémát! Teljesen biztonságosak és működőképesek évtizedeken keresztül, abban az esetben, ha megfelelő tudással és tapasztalattal rendelkező kivitelező csapatot bízunk meg!

Ezeket a veszélyeket arra az esetre soroljuk fel, ha nem a megfelelő szakértő csapat szereli össze a napelem rendszert.

  • Nem megfelelő minőségű inverter használata.
  • A tető gyenge teherbírása.
  • A tartó szerkezet hanyag kivitelezése, gyenge minőségű alkatrészek használata.

A megtérülést veszélyeztető tényezők

  • Rossz tájolás (pl. az északi a lehető legrosszabb!)
  • Árnyékot vet egy fa vagy kémény.
  • Karbantartás elhanyagolása

Napelem megtérülés

A napelembe fektetett pénz megtérülése számos tényezőtől függ.

  • Ismerni kell az éves elektromos áram fogyasztást. Érdemes összeadni az előző év elektromos áram számlákat. Így tudni fogja, hogy mennyi pénzt fordíthat egy esetleges napelem hitelre.
  • A lakhelyére vonatkozó éves átlagos napsütéses órák száma.
  • Az aktuális energia ár, amennyit a szolgáltató felszámol kWh mértékegységben.

A tervezés során ezeket mind számításba kell venni. A családi házakra felvehető hiteleről a napelem családi házra cikkben írtam bővebben. Vannak képletek, amik segítenek egy hozzávetőleges számítást elvégezni.

Napelem megtérülés képlet

Beruházási költség [Ft] / (Megtakarított energia [kWh/év] x Energia ár [Ft/kWh])= Megtérülés [év]

Részletesen a Mennyit termel a napelem? című cikkemben írok róla!

Napelemek egy kertvárosi részen

Hogyan válasszak kivitelezőt?

A kivitelező kiválasztása az egyik legfontosabb sarokköve a projektnek. A munka megbízhatósága és tartóssága múlik ezen a döntésen, úgyhogy körültekintően kell döntenünk!

Néhány szempont:

  • Rendelkezzen ellenőrizhető referenciákkal.
  • Minősített szakemberek végezzék a munkát.
  • Megfelelő minőségű alkatrészeket használjanak.
  • Legalább néhány éve jelen levő, stabil háttérrel rendelkező céget válasszunk.

Óvakodni kell azoktól, akik csak az előleget veszik fel és tényleges munkát nem végeznek vagy hanyagul, rosszul építik meg a rendszert. Azokról a cégekről, vállalkozókról, akikről bizonyítottan kiderült, hogy megkárosítottak ügyfeleket, a Magyar Napelem és Napkollektorok Szövetségének honlapján vezetnek egy napelem fekete listát. Érdemes ezt is átnézni, mielőtt megbízunk valakit.

Remélem sikerült ezt a nehéz és szerteágazó témát bemutatnom. Mindegyik alfejezet külön-külön cikket is megér, ezért érdemes még tovább tájékozódni azokról a részekről, amik különösen érdeklik.

Napelem fekete lista