De mit is jelent ez valójában? Miért fontos és mi számít optimális hatékonyságnak egy adott napelem tekintetében? Alábbi cikkünkben minden kérdésére választ adunk.

Hogyan működik a napelem?

Magyarországon a napsütéses órák száma évente átlagosan 1900-2200 óra között mozog. Ennyi idő áll rendelkezésünkre évente arra, hogy napelem segítségével összegyűjtsük és elektromos árammá alakítva felhasználjuk a nap fényéből kinyert energiát. A napelem más néven fotovillamos elem, amely a nap elektromágneses sugárzását – azaz a fotonbefogadást – közvetlenül villamos energiává képes alakítani. A napelem által előállított áramot egyenáramnak hívjuk. Az egyenáramot a napelemes rendszer egyik legfontosabb eszköze, az inverter alakítja át váltóárammá, amelyre háztartási eszközeinket is csatlakoztatni tudjuk.

Mit jelent a hatásfok a napelemeknél?

A napelem hatásfoka azt mutatja meg, hogy a szabványban rögzített referenciának tekintett napsugárzást az adott panel mekkora hatékonysággal alakítja át elektromos árammá. Azaz, hogy a napsugárzás hány százalékát tudja hasznosítani az adott napelem. Ez persze a valóságban eltérő lehet, hiszen a referencia értékektől különböző módon és ideig éri a napsütés a paneleket. 

Fontos tudni, hogy a magasabb hatásfok nem feltétlenül jelent magasabb napelem teljesítményt.

Milyen hatásfokkal működnek az egyes napelem típusok?

A legtöbb ma kereskedelmi forgalomban lévő napelem alapanyaga a szilícium. A szilícium alapú napelemek között megkülönböztetjük a kristályos és a vékonyrétegű napelemeket: 

Monokristályos napelem

A monokristályos napelemhez a szilíciumot egy tömbbe, henger alakúra formázzák, majd felvágják miután megdermed. A monokristályos napelem rendelkezik jelenleg a legmagasabb, átlagosan 16-19%-os hatásfokkal. Sőt, egyes típusok már a 20%-os hatásfokot is elérik. A magas hatásfok azonban nem minden, a napelem hatékonyságát ugyanis számos más tényező is befolyásolja. A monokristályos napelem kevésbé tudja például hasznosítani a szórt fényt és Magyarországon a földrajzi adottságok miatt sem a leghatékonyabb napelem típus.

Polikristályos napelem

A polikristályos vagy más néven multikristályos napelem jelenleg az egyik legnépszerűbb napelem típus. Hatásfoka átlagosan 13-18% között mozog. A szórt fényt sokkal jobban tudja hasznosítani, mint a monokristályos napelem, azonban nagyobb felületet is igényel a panelek felhelyezése.

Vékonyrétegű napelem

A vékonyrétegű napelemet amorf napelemként is szokás említeni. Ennek előállítása olcsóbb és gyorsabb a kristályos típusokhoz képest, így az ára is kedvezőbb. A hatásfoka azonban jóval alacsonyabb a fentiekhez képest, típustól függően kb. 5-9%-os. 

Mitől függ még a napelem panelek hatásfoka?

A napelem típusa csak egy tényező, amely a hatásfokot befolyásolja. Számos más tényezőt is figyelembe kell venni ahhoz, hogy az Ön számára legideálisabb eszközökből állítsa össze napelemes rendszerét. Ezek közül a legfontosabbak:

• Időjárás: kevesen tudják, de a napelemek jobban ‘szeretik’ a hideget, mint a forróságot. Ez azt jelenti, hogy a nyári hőségben, ha a napelemek túlságosan felmelegednek, akkor romlik a teljesítményük. Ehhez képest pl. a téli napsütést jól tudják hasznosítani. Ahogyan azt fentebb, a különböző típusok leírásánál láthatta, egyes típusok jobban képesek hasznosítani felhős, ködös időben a szórt fényt, míg másoknak a közvetlen napsütés kedvez leginkább. 

• Tájolás: napelemek tájolása kimagaslóan fontos tényező az optimális hatásfok elérésének érdekében. A legideálisabb tájolás természetesen a déli, ilyenkor érik a paneleket a legtovább és a legoptimálisabb szögben a nap sugarai. Ha ez nem lehetséges, akkor a délkeleti és délnyugati tájolás is megfelelő, ebben az esetben viszont átlagosan 5%-os teljesítmény csökkenéssel kell számolni.

• Dőlésszög: hazánkban a napelemek ideális dőlésszögét jellemzően 30-40 fok között szokták megállapítani a szakemberek. Télen a nap sugarai alacsonyabb szögben érik a napelemeket, amit természetesen a szakemberek figyelembe vesznek és úgy tervezik meg a rendszert, hogy az egész évben optimális hatásfokkal működjön. Vannak már úgynevezett napkövető napelemek is, ezek azonban egyelőre jóval költségesebbek a statikus típusoknál ezért kevésbé elterjedtek. 

• Árnyékoló elemek: a napelemek helyének tervezésekor figyelembe kell venni az egyes épített és természetes árnyékoló hatásokat is. A szomszédos épület, egy nagy méretű fa, de akár egy kémény vagy antenna is csökkentheti a napelem panelek hatásfokát és optimális működését. Ha napelemes rendszert tervez, törekedjen az árnyékoló tényezők minimalizálására.

Összefoglalás

A napenergia hazánkban jelenleg az egyik legelérhetőbb és legnépszerűbb megújuló energiaforrás. Egyre többen választják a nap energiájának felhasználását otthonuk, vagy vállalkozásuk fenntarthatóbbá tételéhez és rezsiköltségeik csökkentéséhez. Ha Ön is közéjük tartozik, akkor bizonyára többször hallotta, hogy napelem választáskor ügyeljen annak hatásfokára. Ahogyan az a cikkből is kiderül azonban, a hatásfok csak egy a sok tényező közül, amit figyelembe kell venni. A legmagasabb hatásfok ráadásul nem feltétlenül jelenti a legoptimálisabb működést rendszere számára. Éppen ezért azt javasoljuk, hogy ha napelemes megoldáson dolgozik, akkor a kivitelezést bízza tapasztalt, megbízható szakemberekre, akik egy alapos helyszíni felmérést követően az Ön egyedi igényeire szabják a rendszert.