• Skip to primary navigation
  • Skip to main content
  • Skip to primary sidebar

sisolar logo

Napelem rendszerek tervezése és kivitelezése

  • Rólunk
  • Napelem 1×1
  • Szolgáltatások
  • Termékek
  • Referenciák
  • Blog
  • Kapcsolat
Kezdőlap/Tudástár/Napelemek működése: Hogyan lesz a fényből áram?

Napelemek működése: Hogyan lesz a fényből áram?

Utoljára frissítve: 2020.10.17.

A napelemek működése alapjaiban egyszerűen megfogható: az elem a napsugárzás energiáját villamos energiává alakító eszköz. De hogy működik? Mi az, amit mindenképp érdemes tudni róla?

A napelemek működése: így hasznosítják a napelemek a napenergiát

A napelemek a fotovillamosság elve alapján működnek. Ez más néven fotoeffektus vagy fényelektromos hatás, angolul photovoltaic effect – innen a jelölésükre használt “PV” rövidítés.

A folyamat lényege: fémek, félfémek esetében az elektromágneses sugárzás (s így ennek szűkebb tartományaként az ember számára látható fény) hatására elektromos áram keletkezik.

A folyamat leegyszerűsítve:

  1. A napelemeket alkotó PV cellák felületét érő sugárzás fotonjai energiájukkal az anyagokat alkotó atomokból elektronokat szakítanak ki;
  2. a szabaddá váló elektronok a töltéskiegyenlítődéshez az ellentétes töltésű részecskék felé áramlanak, aminek a révén elektromos áram keletkezik.
Ajánlatkérés

Milyen napelem fajták vannak, miben térnek el, mik az előnyeik és a hátrányaik?

A legelterjedtebb napelemek előnyös tulajdonságai miatt szilíciumból készülnek. Ennek kristályszerkezete, illetve a meghatározó gyártási technológia alapján alapvetően háromféle típusuk van, amelyeket átlagos esetben ránézésre is meg lehet egymástól különböztetni, de árukban és tulajdonságaikban is különböznek egymástól.

napelemek működése

Monokristályos napelemek:

A monokristályos napelemek egymástól elkülönülő cellái kristályos szilíciumból készülnek: a cellák lapkáit a megolvasztott, hengeressé nyújtott, majd a kívánt alakúra formált szilícium tömbből szeletelik le. A szilícium homogén kristályszerkezettel dermed meg, ezért egységes, fekete, sötétszürke vagy kékesfekete szín jellemzi. További jellemzője a lapkák nyolcszögletű alakja, amit a panelen való helytakarékos elrendezés indokol. Az ilyen napelemek rendelkeznek a legnagyobb hatásfokkal (16-19%), viszont inkább a közvetlen napsugárzást képesek jól hasznosítani.

Előnyeik:

  • Magas hatásfok és emiatt kis helyigény.
  • Hosszú élettartam – a panelek akár 30 éves garanciával is elérhetőek.

Hátrányaik:

  • A szórt fényt kevésbé tudják hasznosítani, felhős időben teljesítményük kisebb. 
  • Érzékenyebbek a tájolásra és a dőlésszögre.
  • Gyártásuk energia- és munkaigénye magas, áruk drágább.

Polikristályos napelemek: 

A polikristályos napelemek celláinak lapkáit öntéssel, majd a négyzetes tömbökbe öntött és több kristályban megdermedő tömbből való szeleteléssel állítják elő. A cellákat több kristály alkotja, ezért megjelenésük nem homogén. Megjelenésére jellemző továbbá a kékes-lilás árnyalat, a négyzetes alakú cellák pedig nem különülnek el egymástól. Hatásfokuk a monokristályoshoz képest valamelyest alacsonyabb (14-16%), de azoknál jobban hasznosítják a szórt fényt is. 

Előnyeik: 

  • A szórt napsugárzást is hasznosítják, ezért kevésbé érzékenyek a tájolásra és dőlésszögre.
  • Viszonylag jó hatásfok. 
  • Gyártásuk energia- és munkaigénye alacsonyabb, ezért olcsóbbak .

Hátrányaik:

  • Kevésbé bírják a hőterhelést: a hőhatás emelkedésével hatásfokuk romlik. 

Vékonyrétegű napelemek

A vékonyrétegű napelemek esetében a félvezető anyagot vékony rétegenként gőzöléssel viszik fel a hordozórétegre (ez gyakorlatilag bármi lehet – műanyag, üveg, acél stb.). Leggyakoribb az amorf szilícium (aSi) alkalmazása, de találkozni más anyagokból készülő vékonyrétegű napelemekkel is (pl. CdTe, CIGS). Legalapvetőbb jellemzőjük a tagolatlan, homogén fekete vagy színezett felület és a vékony kivitel. Hatásfokuk ugyan a kristályos napelemekhez képest sokkal alacsonyabb (6-8%), de ők tudják a legszélesebb fényspektrumot hasznosítani és sokrétűbben alkalmazhatóak. A magas hőhatással szemben kevésbé érzékenyek, alacsonyabb hőmérséklet esetén viszont romlik hatékonyságuk.

Előnyeik:

  • Szélesebb fényspektrumot tudnak hasznosítani: kevésbé érzékenyek a tájolásra, dőlésszögre, felhős égre és árnyékra. 
  • Vékonyabbak, könnyebbek.
  • Alternatív hasznosítási lehetőségek (hajlított és hajlékony felszínekre, de akár ablaküvegbe is építhetőek). 
  • Előállításukhoz kevesebb energiára és anyagra van szükség, gyártási költségük és áruk a királyos napelemeknél alacsonyabb.

Hátrányaik:

  • Alacsony hatásfok és emiatt nagyobb felület igény, magasabb telepítési költségek.
  • Alacsony hőmérséklet esetében romlik teljesítményük.
  • Viszonylag rövidebb élettartam (kb. 10-15 év) – jellemzően rövidebb garanciális idő.

Hogyan épül fel egy napelem? Mi rejlik a napelemek működése mögött?

A fotovoltaikus felületek növelése a PV cellák modulokká történő összekapcsolásával lehetséges. A napelemek ilyen modulokból állnak, több napelem összekapcsolásával pedig akár egész erőművek is létrehozhatóak. 

A napelemek készítéséhez alapesetben a cellákat sorba kötve egymáshoz forrasztják, majd egy műanyag vagy üveg hát-, valamint egy edzett, komolyabb jégesőt is kibíró üveglap közé laminálják egy-egy ragasztó- (lamináló-) réteg közbeiktatásával. Utóbbi fényáteresztő, és gyakori, hogy a rétegsorba alul még egy fényvisszaverő réteg is kerül. A rétegeket alumínium keret fogja össze, amelyet körben vízhatlan szigeteléssel is ellátnak. 

A cellák felületét visszaverődést csökkentő bevonattal és vezetékkel látják el – utóbbiak gyűjtik össze és vezetik el a cellákban keletkező villamos áramot. 

A napelemek nem tartalmaznak mozgó alkatrészeket, ezért alapvetően zaj, melléktermékek és üzemeltetési költségek nélkül működnek.

napelem felépítése

Hogyan jellemezhető a napelemek működése a nap folyamán?

A napelemek alapvetően napkelte és napnyugta között működnek. Teljesítményük a felületükre eső napsugárzás intenzitásától függ, ezért legjobb teljesítményüket – a napelem tájolásától függően – a déli órákban érik el. Azaz, a napelemek által “megtermelt” villamos energia mennyisége a nap folyamán változik: alapesetben hajnaltól a déli órákig emelkedik, utána napnyugtáig csökken. 

De mi történik akkor, ha az energiaigény máskor lép fel? Egy átlagos háztartás esetén a helyzet tipikusan ilyen: a magasabb energiaigény a reggeli, valamint a késő délutáni és esti órákban jelentkezik. 

A napelemes rendszerekben a napelemek felől érkező villamos energia előnyt élvez, a háztartási hálózat elsődlegesen ezt használja. Amennyiben a termelés nem fedezi a szükségletet, a szükséges plusz energiát vagy a rendszerhez csatlakoztatott akkumulátorok, vagy pedig, amennyiben a rendszer csatlakozik hozzá, a villamos energia hálózat biztosítja.

Ez fordítva is igaz: az elektromos eszközök által fel nem használt energiát vagy tároljuk valamilyen módon, vagy betáplálhatjuk a villamosenergia hálózatba.

Magyarországon az áramszolgáltató háztartási méretű kiserőművek esetében köteles átvenni a “megtermelt” villamos energiát, aminek a mennyiségét automatikusan levonják a fogyasztásból. 

Vagyis, egy jól méretezett rendszer esetén teljes villamosenergia fogyasztásunkat fedezni tudjuk, függetlenül attól, hogy a termelés és a fogyasztás időben milyen mértékben találkozik.

Napelem panel

Hogyan kell elhelyezni a napelemeket, hogy maximális teljesítményt nyújtsanak?

A napelemek teljesítményét elhelyezésük is befolyásolja. Főszabály szerint a Nap nyári pályájához viszonyított tájolásra és dőlésszögre kell odafigyelni.

A napelemeket déli irányban érdemes tájolni. A teljesítményvesztés mértéke dél-keleti és dél-nyugati irány esetén öt, nyugati és keleti irány esetében viszont már tizenöt százalékos is lehet. 

Optimális dőlésszög esetében a felületet a déli órákban merőlegesen éri a napfény – ehhez a napelemeket jellemzően 30 és 45 fok közötti szögben kell beállítani. Az eltérés megint csak teljesítmény csökkenést okoz. Továbbá a napelemek lehetőség szerint árnyékmentes felületre kerüljenek, mert az árnyékban a termelés csökken.

Napelem telepítés

Gyakran Ismételt Kérdések

A napenergia hány százalékát hasznosíthatjuk? 

A napelem hatásfokától és tényleges teljesítményétől függően a napelemre eső sugárzás átlagosan 15-20%-át.

Hogyan tud egy napelem este is áramot szolgáltatni nekünk? 

A napelem naplemente után ugyan nem termel villamos áramot, ám a napközben megtermelt és fel nem használt mennyiség sem vész kárba. Azt akkumulátorokban lehet tárolni vagy a villamos energia hálózatba lehet táplálni  – ezekből a forrásokból pedig később is hasznosítani tudjuk. 

Milyen elven működik egy napelem?

A napelemek a fotovillamosság elve alapján működnek: a felületüket érő napsugárzás hatására elektromos áram keletkezik bennük.

Ajánlatkérés

Kategória: Tudástár

Utoljára frissítve: 2020.10.17.

Ajánlatkérés

Primary Sidebar

AjánlatkérésNapelem Kalkulátor

Hírek, tippek és akciók

0% spam | 100% napelem

    Bármikor leiratkozhatsz

    Built with ConvertKit

    Legfrissebb hírek

    A környezettudatos polgár tízparancsolata

    Éjszakai áram 1×1: Mi az? Mire jó? Mennyit spórolhatsz?

    Otthonfelújítási támogatás

    Megújuló energiaforrások Magyarországon (kisokos)

    A SolarEdge inverterek előnyei és hátrányai

    Szaldó elszámolás

    Vélemények

    • 5
      Örülünk, hogy a Sisolar-t választottuk napelemes rendszerünk kivitelezőjének. Precízen felmérték mire van szükségünk, minden kérdésünkre érthető választ kaptunk. Segítettek MFB hitel ügyintézésben. Minőségi eszközökkel dolgoznak, minőségi munkát végeznek, tiszta terepet hagynak maguk után. 
      Farkas Zoltán, Enese
    • 5
      A legnagyobb elismeréssel nyilatkozunk a cégről, annak dolgozóiról ill. az elvégzett munkáról.A felmerülő kérdésekre korrekt tájékoztatást kaptunk. A problémákra rendkívül gyorsan, határozottan válaszoltak és megoldották azokat. Bárcsak minden vállalkozás így működne! Köszönjük!
      T. Károly és felesége, Ásványráró
    • 5
      Gyorsan válaszoltak, precízen dolgoztak. Maximálisan értik amit csinálnak. Megbízhatóak. Azóta is tökéletesen működik a napelemes rendszer.
      Szabó Lajosné, Öttevény
    logo-footer
    • +36-70-269-7210
    • info@sisolar.hu

    Szolgáltatások

    • Napelem tervezés
    • Napelem kivitelezés
    • Szolgáltatói ügyintézés
    • Napelem mérés

    Blog

    • A környezettudatos polgár tízparancsolata
    • Éjszakai áram 1×1: Mi az? Mire jó? Mennyit spórolhatsz?
    • Otthonfelújítási támogatás
    • Megújuló energiaforrások Magyarországon (kisokos)
    fronius solar-edge
    logo-footer

    Footer

    • 2020 © Sisolar Kft - Minden jog fenntartva
    • Impresszum
    • Adatkezelési tájékoztató
    • Cookie-süti tájékoztató