A legmodernebb napelemek működése
A napelemek működése lehetővé teszi a zöld otthonok meglétét: hőszivattyú, infrapanel, elektromos kazán és minimális rezsi
A napelemek pár évtizeddel ezelőtt még igazi kuriózumnak számítottak, manapság azonban egyre több családi házon és ipari létesítményen találkozhatunk velük. Sőt, hatalmas napelem-farmok is támogatják hazánk energiaellátását országszerte. Mindez persze szorosan összefügg a klímatudatosság kérdésével. A környezet megóvása érdekében kulcsfontosságú, hogy a megújuló energiaforrások domináljanak, a fosszilis változatok pedig fokozatosan háttérbe szoruljanak.
A Napból érkező elektromágneses sugárzás villamos árammá alakítása nem új gondolat, hiszem már az 1800-as években is voltak ilyen irányú próbálkozások. Az igazi áttörést azonban a 21. század hozta: az ipar mellett ekkor váltak a lakosság számára is elérhetők a panelek. De vajon hol tart ma a technika, és hogy működnek a legkorszerűbb napelemek? Cikkünkben ezekre a kérdésekre keressük a választ.
A napelemes energia-előállítás előnyei
A Nap elképesztő mennyiségű energiát sugároz a Földre. Mi sem szemlélteti ezt jobban, mint a tény, hogy azt az energiamennyiséget, amit az emberiség éves szinten felhasznál, a Nap alig egy óra alatt megtermeli. Bolygónk csillaga tehát lényegében korlátlan energiaforrást jelent – ami a kőolajról, a szénről vagy éppen a földgázról nem mondható el.
Az említett nem megújuló energiaforrások ráadásul extrém módon szennyezik a környezetet. Olajból vagy szénből csakis égetés útján tudunk áramot előállítani, az égéstermékek pedig bolygónk légkörébe kerülnek. A napenergia ezzel szemben teljesen tisztának számít, hiszen semmilyen környezetkárosító anyag nem keletkezik a működése során. A napelemek élettartama pedig évtizedekben mérhető, így a veszélyes hulladékként sem károsítja az ökoszisztémát.
Nem elhanyagolható előny az sem, hogy napelemes rendszert bárhova telepíthetünk. Olyan helyeken sem kell lemondanunk az áramról, ahol a hagyományos hálózati megoldás nem jöhet szóba. Tipikusan ilyen lehet egy nyaraló, egy borospince vagy éppen egy távoli tanya. Végül említsük meg azt is, hogy a napelemek évről évre fejlődnek: új és új technológiákkal válnak még hatékonyabbá, miközben az áruk változatlanul a megfizethető kategóriába esik.
Milyen napelemes fűtési lehetőségek léteznek?
Hőszivattyú
A hőszivattyúk úgy működnek, mint a hűtőgépek, csak éppen fordítva: a környezetben található hőt juttatják el az otthonunkba. A hő származhat levegőből, vízből vagy akár a talajból is, egy ilyen rendszer pedig a fűtés mellett hűteni is képes. Mindezt ráadásul teljesen zöld módon, különösen, ha a működéshez szükséges áramot napelemek által kapja.
Padlófűtés
A padlófűtés régi és jól bevált megoldás, ami bármilyen fűtési technológiával kombinálható. Egy napelemes rendszer telepítésével azonban lényegesen hatékonyabbá és persze olcsóbbá tehetjük ezt a technikát. Az elektromos padlófűtés kialakításra ráadásul nem igényel nagyobb bontást, hiszen elegendő a laminált padlót vagy PVC-burkolatot felszedni.
Radiátor
Hazánkban a legtöbb családi házban radiátoros fűtés működik. Nincs azonban semmi akadálya, hogy a meleg vizet ne gáz- vagy vegyes tüzelésű kazán biztosítsa, hanem egy napenergiával üzemelő villanykazán. Sőt, olyan radiátorok is léteznek, amikhez nem szükséges semmilyen kiegészítő, hiszen önállóan képesek melegíteni. Ebben az esetben a régi radiátorokat le kell cserélnünk.
Infrapanel
Az infrapanel az egyik legmodernebb elektromos fűtési megoldás, ami persze tökéletesen kombinálható napelemes áramforrással. A panelek diszkrétek, mégis hatékonyak, miközben a szerelésük minimális átalakításokkal jár. Az infrahőt kibocsátó fűtőtestek nem a levegőt, hanem a helyiségben lévő tárgyakat melegítik, így lényegesen kevesebb meleg “megy pocsékba”.
Elektromos kazán
Az elektromos kazánokról már volt szó, most nézzük meg őket egy kicsit közelebbről is. Ezek a készülékek nem igényelnek kéményt, nem termelnek égésterméket, a zajszintjük pedig különösen alacsony. A hagyományos kazánokhoz hasonlóan az elektromos verziók is képesek meleg vizet előállítani, vagyis teljes értékű megoldást jelentenek.
Ezek a kiegészítők szükségesek a napelemhez
Inverter
Hogy megértsük, miért van szükség inverterre, vagyis feszültség-átalakítóra, először a napelemes rendszerek működési elvét kell tisztáznunk. Maga a napfény fotonoknak nevezett elemi részecskékből áll, melyek rengeteg energiával rendelkeznek. Mikor ezek a fotonok elérik a félvezetőből készült napelemet, átadják az energiájukat az ott lévő elektronoknak. Utóbbiak így felszabadulnak, és azonnal a negatív oldal felé indulnak.
Az elvándorolt elektronok helyén azonban üres terek keletkeznek, melyek a pozitív irányba igyekeznek. Pontosan ez a két ellentétes mozgás az, ami létrehozza az elektromos teret és a feszültséget.
Minden napelem rendszerre igaz, hogy a cellák és a táblák sorba vannak kötve, és úgynevezett egyenáramot hoznak létre. Igen ám, de a háztartási eszközeink, mint például a hűtő, a tévé vagy éppen a kazán, váltakozó áramot igényelnek. A panelekből érkező áramot tehát nem tudjuk közvetlenül felhasználni, szükség van átalakítóra, vagyis inverterre.
Már a napelem rendszer telepítése előtt érdemes az inverterre is gondolni, hiszen a kapacitásának igazodnia kell a panelekhez. Az átalakítók esetében két lehetőség áll rendelkezésünkre: sziget üzemű és hálózatba tápláló inverter. Utóbbi akkor szükséges, ha a napelemek által megtermelt többletáramot visszatáplálnánk az elektromos közműhálózatba. Egyéb esetben a sziget üzemű átalakító is elegendő.
Tartószerkezet
Akárcsak az invertereknél, a napelem tartószerkezete kapcsán is előre kell gondolkodnunk: hova kerülnek majd a panelek? Alapvetően két lehetőség közül választhatunk. A legelterjedtebb az a megoldás, amikor a napelemek a háztetőre kerülnek. Az sem mindegy azonban, hogy milyen típusú a tető, hiszen a lapos, illetve a ferde tetők más és más technikát igényelnek. Mindkét esetben fontos azonban, hogy a tető kifogástalan állapotban legyen, hiszen nagy súlyt kell tartania hosszú évtizedekig.
A napelemek helye ugyanakkor nemcsak a tetőn, hanem a földön is lehet. Ez a megoldás a lakossági felhasználásban kevésbé elterjedt, az iparban és a hatalmas napelemfarmoknál azonban igen megszokott. A legmodernebb rögzítési mód pedig az úgynevezett napállást követő szerkezet, ami napraforgóként követi a fényforrást. Hatékonyságban verhetetlen, ugyanakkor az ára is borsos.
A legmodernebb napelem típusok és előnyeik
Napelemes ablak
A hatalmas, csupa üveg irodaházak gombamód szaporodnak a világ nagyvárosaiban. Logikusnak tűnik, hogy a fényárban úszó üvegpaneleket napenergia termelésére használjuk. A technika azonban sokáig ezt nem tette lehetővé, hiszen a napelemek nem átlátszók. Néhány éve azonban egy amerikai cég előrukkolt az ablakként is funkcionáló napelemmel, ami duplán is hasznos. Egyrészt megszűri a napfényt, így az irodaházak kevésbé melegszenek fel, másrészt persze elektromos áramot termel.
PERC technológia
A napelemek hatékonyságának fokozása az egyik legfőbb prioritás a kutatók számára. A Passivated Emitter and Rear Cell, vagy röviden PERC-technológia pedig akár 6%-kal is képes megnövelni a teljesítményt a hagyományos panelekhez képest. A titok nyitja a dielektromos alumínium vezetőrétegben rejlik, ami az amúgy kárba vesző fényt is képes hasznosítani, sőt az infravörös tartományban is használható.
Kétoldalas napelemek
A hagyományos napelemeknél csupán a panel egyik oldala vesz részt az áramtermelésben, míg a másik oldal teljesen passzív. A kétoldalas, vagy idegen szóval BiFacial típusok azonban mindkét oldalukon felveszik a napsugárzást, és termelik az áramot. Ebben az esetben a szakemberek megemelik a paneleket, így a földről visszaverődő napsugárzás is begyűjthető.
Rekordok
A napelemek piacán hatalmas a verseny, nem csoda tehát, ha minden gyártó egyre jobb és jobb termékekkel próbál előrukkolni. Maradva a panelek hatékonyságánál, 2022-ben egy amerikai laborban új rekordot állítottak fel. Az itt készült napelemcella ugyanis egészen kimagasló, 39,5%-os hatékonyságot eredményezett.
Ami a világ éllovasait illet napenergia-kapacitásban, a lista élén továbbra is Kína áll, ahol 306 973 MW a napelemek összteljesítménye. Az ázsiai országot az Egyesült Államok (95 209 MW), Japán (74 191 MW) és Németország (58 461 MW) követik. Földünk legnagyobb napelemfarmja azonban nem ezekben az országokban található, hanem Indiában. A Bhadla napelempark mintegy 6000 hektáron terül el, teljes kapacitása pedig meghaladja a 2 245 MW-ot.
A napelemes rendszerek ára
A napelemes rendszerek ára rengeteg tényezőtől függ, éppen ezért nehéz egy átlagos árat mondani. Az persze egyértelmű, hogy milliós nagyságrendről van szó: egy átlagos családi ház, és kb. húszezer forintos villanyszámla esetében kb. kétmillió forinttal érdemes számolni (4 kW-os rendszer). Ebben benne van a helyszíni felmérés, a mérőóra cseréje, maguk a panelek, az inverter, a kábelek és persze a munkadíj is. Maga a szerelés jellemzően egy-két napot vesz igénybe, a szakemberek pedig alaposan ellenőrzik a rendszer működését átadás előtt.
Miért jó befektetés a napelem?
A napelemek kétségkívül hosszú távú befektetések, hiszen az átlagos megtérülési idejük nagyjából 10-12 évre tehető. Ami viszont azt jelenti, hogy utána már “ingyen” jutunk áramhoz, és egyáltalán nem vagyunk kitéve az esetleges áremeléseknek. Magánszemélyek esetében különösen jó befektetés lehet a napelem, hiszen akár állami támogatást is igénybe vehetünk.
A napenergia ugyanakkor a cégek számára is kedvező megoldást jelent. A vállalatok különösen ki vannak téve az energiaáraknak, márpedig egy napelemes rendszerrel függetlenedhetnek a szolgáltatóktól. A zöld megoldások pedig a vállalkozás pozitív megítélésben marketingszempontból sem utolsók, hiszen sok vásárló számára elsődleges prioritást jelentenek.
Napelem rendszer megbízható helyről
A napelemek évről évre fejlődnek, és egyre jobbak lesznek. Érdemes tehát olyan céget választani a kivitelezéshez, ahol lépést tartanak a technológiával. A Solar Kitnél a legkorszerűbb napelemek mellett modern klímák és hőszivattyúk is elérhetők. Felkészült csapatuk a tanácsadás és kivitelezés mellett a pályázatok benyújtásában is hathatós segítséget nyújt.
Frissítés (2022.08.08.): A rohamosan növekvő hőszivattyús rendszerek iránti kereslet miatt, elértük kapacitásaink határát. Szeretnénk kiszolgálni a már leszerződött ügyfeleinket a tőlük elvárt precizitással, így egy kis türelmet szeretnénk kérni az érdeklődőktől. Amennyiben a projekt aktuális még 1-2 hónap múlva is, kérem keressen meg minket újfent.
Napelemes rendszerek kivitelezésére továbbra is van kapacitásunk.
