Habár a mindennapi életben gyakran egyszerűen csak napelemként emlegetjük, valójában egy összetett és precízen megtervezett rendszerről van szó. A különböző típusoktól függetlenül a napelemes rendszerek alapvető elemei a napelem panelek, az inverter, a tartószerkezet, a kapcsolók és kábelek, valamint a baleset- és tűzvédelmi berendezések. Ebben a cikkben átismételjük, miben is rejlik a napelem működése.

A napenergia alapjai – Mit kell tudni a napenergiáról?

Napjainkban a napenergia Magyarországon az öt legelterjedtebben használt megújuló energiaforrás közül a legelérhetőbb és legkönnyebben felhasználható. A teljesség kedvéért a másik négy a szélenergia, a vízenergia, a geotermikus energia és a biomassza. Ezeknek az energiaforrásoknak az egyre szélesebb körben való felhasználása nemcsak az energiabiztonságot és az energiafüggetlenséget, hanem a környezetvédelmet is támogatja.

A napenergia gyakorlatilag bárhol elérhető, amely így egyszerűvé és praktikussá teszi a háztartásunk, munkahelyünk elektromos áram igényeinek biztosítását. Napelemek használatával semmilyen kényelmi eszközről nem kell lemondanunk, mivel elegendő, sőt még akár több áramot is elő tudunk vele állítani, mint amennyit felhasználunk, így működtetni tudjuk a háztartási eszközeinket, hűthetünk és fűthetünk is vele, vagy akár tölthetjük az elektromos autónkat.

A napenergia hasznosítása – A napelemes rendszer működése lépésről lépésre

Ahhoz, hogy a számodra legmegfelelőbb napelemes rendszert ki tudd választani, nagy körültekintéssel kell eljárnod. Bár egy napelemes rendszer kiépítése kezdetben viszonylag nagy anyagi ráfordítást igényel, a napelem működtetése hosszú távon 100%-ban is megtérülhet. Éppen ezért fontos, hogy már elsőre az optimális rendszert válaszd!

A napelem működése egyszerűen

Ahogyan azt már a cikkünk legelején is tisztáztuk, magát a rendszert általában napelemes rendszernek vagy egyszerűen csak napelemnek hívjuk, ha kicsit professzionálisabbak akarunk lenni, akkor fotovoltaikus rendszerként hivatkozzunk rá. Mindenesetre ugyanarról a rendszerről van szó. Lássuk hát a napelem működését egyszerűen!

1. Fényenergia-gyűjtés: A napból érkező fényt maguk a napelem panelek gyűjtik össze. A begyűjtött energia mennyisége függ a panelek felszínének nagyságától, a panelek elhelyezésétől, azok dőlésszögétől, a beesési szögétől, tehát az évszaktól és az épp aktuális időjárási viszonyoktól is.
   A napelem panelek a legtöbb esetben szilíciumból (Si) készülnek, azonban hogy létrejöjjön az áram előállítására alkalmas anyagösszetétel-különbség, a két panel közül az egyiket foszforral, a másikat pedig bórral szennyezik, így míg az első panel negatív töltésűvé (n-típusú), addig a másik pozitív töltésűvé (p-típusú) válik, így a napfény hatására a panelekben elektromos áram keletkezik.

2. A fényenergia egyenárammá alakítása: Az összegyűjtött napenergiából a napelem működése során először egyenáram (DC – Direct Current) keletkezik. Az elektromos áram ebben a formájában még alkalmatlan a háztartási és ipari felhasználásra, ezért azt át kell alakítani.
3. Az egyenáram váltóárammá alakítása: A napelem panelekből érkező egyenáram váltóárammá (AC – Alternating Current) történő átalakítását a napelem rendszer működése során az inverter végzi el. Innentől kezdve az áram már bekerülhet a villamos rendszerünkbe és ugyanúgy fel tudjuk használni azt, mint a közüzemi hálózatból származó villamos energiát.
   Itt érdemes szót ejteni általában az inverterhez vagy inverterekhez kapcsolt napelem optimalizálóról. Ez az eszköz a napelem működése során szétválasztja a paneleket, így azok nem függnek egymástól és úgy egyesével, mint rendszerszinten mindig a lehető legtöbb áramot tudják előállítani.

4. Tárolás: Mint azt már említettük, a napelem működése során a legtöbb esetben sokkal több áramot termelünk, mint amit aktuálisan felhasználunk, ezért mindig célszerű egy, a napelem rendszerünkhöz kapcsolható akkumulátor szigetről is gondoskodni. Ennek segítségével a megtermelt plusz áramot el tudjuk tárolni, majd este vagy borús időben, amikor nem vagy a napelem rendszer működése során kevés áramot tudunk előállítani, fel tudjuk használni.
   Ez a megoldás természetesen minden napelem rendszerhez elérhető, azonban ha az akkumulátorok segítségével teljesen leválunk a közüzemről vagy egyáltalán nincs is lehetőségünk arra rácsatlakozni – például tanyák, vadászházak, vagy mezőgazdasági telepek esetén – akkor szigetüzemű napelem rendszerről beszélünk.
   A piacon már számos akkumulátor típust megtalálhatunk. Pénztárcánk vastagságától függően igazán rossz döntést nem hozhatunk, azonban a választás alapjának mindig a felhasználási körülmények kell, hogy meghatározóak legyenek.

5. Visszatáplálás: Természetesen eljöhet az az idő is – mondjuk nyáron egy épp nem lakott nyaraló esetében – amikor már az akkumulátorok is megtelnek. Ezt megelőzendő érdemes elgondolkodni, hogy a továbbiakban a napelem működése során megtermelt áramot némi pénzért visszatápláljuk a villamos hálózatba.
   Amennyiben a visszatáplálás ötlete is felmerül, úgy a rendszert már az elejétől fogva ennek megfelelően kell kiépíteni a visszatáplálási lehetőségek figyelembevételével. A közüzemi hálózati rendszer modernizálásával ez egyre szélesebb körben elterjedt gyakorlattá válik, ennek megfelelően az árak is ennek alapján változnak.

Természetesen a közüzemi rendszerre való csatlakozás nemcsak a visszatáplálásra, hanem az áramfelvételre is lehetőséget ad, ezért nevezzük ezt hibrid rendszernek. Míg az első felhasználási mód nyilvánvaló, addig az áramfelvétel akkor lehet hasznos, ha az időjárási viszonyok miatt nem, vagy épp a szükségleteinkhez mérten kevés áramot tudunk előállítani. Ez ugyan némiképp csökkenti az  energiafüggetlenséget, de többlet energiabiztonságot is ad.

A napelemes rendszerek térhódítása megállíthatatlan, köszönhetően széleskörű felhasználhatóságuknak, a villamos áram előállításához szükséges napenergia könnyű elérhetőségének és a folyamatos technológiai fejlesztéseknek, amelyek mind-mind hozzájárulnak az energiabiztonsághoz, a környezetvédelemhez és a költséghatékonysághoz.

A napelem rendszerek működése ma már egy kiforrott technológián alapszik, amelyet könnyen lehet az aktuális igényekhez és lehetőségekhez igazítani, ahhoz hogy teljes mértékben ki tudjuk használni az előnyöket, a tervezés, kivitelezés és karbantartás feladataihoz feltétlenül vegyük igénybe szakember segítségét!

Felkeltettük az érdeklődésedet? Ha bármilyen kérdésed lenne a napelem működésével kapcsolatban, vagy már megfogalmazódott benned egy napelem rendszer megvalósítása, bátran vedd fel a kapcsolatot az ST Solar szakembereivel. Több évtizedes tapasztalattal és számtalan rendszer telepítésével a hátunk mögött biztosan minden felmerült igényedre találunk megoldást!