A napelemeknél használt technológia nagy utat járt be. Az egyik különösen izgalmas technológiai fejlesztés a bifaciális napelemek. Annak ellenére, hogy a bifaciális modulok az 1960-as évek óta léteznek, a PERC (passzivált emitter hátsó cella) technológia kifejlesztése révén azóta a napelemek piacán háttérbe szorultak. De mik is azok a bifaciális napelemek és miért érdemes ezeket figyelembe venni? Olvasson tovább, hogy megtudja!

MIK AZOK A BIFACIÁLIS NAPELEMEK?

A napelemek két különböző típusú kristálycella egyikéből állnak: monokristályos vagy polikristályos cellák. A bifaciális napelemek többsége monokristályos cellákból készül. A bifaciális napelemek cellái pontosan ugyanazolyanok, mint a monofaciális napelemeké, az egyetlen különbség az, hogy a panel hogyan készül. Míg a hagyományos egyfelületű napelemek átlátszatlan hátlappal rendelkeznek, a bifaciális napelemek fényvisszaverő hátlappal vagy kettős üvegtáblával rendelkeznek, amelyek a helyükön tartják a cellákat. Ennek eredményeként a bifaciális napelemek nagyobb hatásfokkal rendelkeznek, mivel mindkét oldalon képesek befogni a napfényt. Mivel teljesen átlátszóra készültek, általában keret nélküliek, fém rácsvonalak nélkül. Ez erősebbé teszi a szerkezeti integritást.

HOGYAN MŰKÖDNEK A BIFACIÁLIS NAPELEMEK?

A bifaciális napelemek ugyanúgy működnek, mint a normál napelemek. A napfénynek elnyelik és egy részét egyenárammá alakítják át. Azonban abban különböznek a bifaciális panelek és a monofaciális panelek, hogy a bifaciális panelben az el nem nyelt fénynek esélye van arra, hogy a panel újra elnyelje. Amikor a fény közvetlenül áthalad egy erősen visszaverő felülettel és visszaverődik a cellák felé esélyes, hogy napenergiává alakuljon. Mivel a napelemek mindkét oldalát napfénynek teszik ki, a bifaciális napelemek több energia előállítására képesek.

MENNYIVEL TÖBB ENERGIÁT TERMELHETNEK A BIFACIÁLIS NAPELEMEK?

A bifaciális napelemek akkor teljesítenek a legjobban, ha erősen tükröződő felületek közelében helyezik el őket. Például az úszómedencék mentén, illetve homokos, köves vagy havas területeken. Bár a panel eleje még mindig elnyeli a napfény nagy részét, egyes bifaciális modellek akár 30%-kal is képesek növelni az energiatermelést. Az extra energia pontos mennyisége a napelemeket körülvevő környezettől függ.

A BIFACIAL NAPELEMEK ELŐNYEI ÉS HÁTRÁNYAI

A bifaciális napelemek egyre népszerűbbek és mind megfizethetőségük, mind hatékonyságuk miatt felkeltik a figyelmet. Egyre több otthon és vállalkozás választja felszerelését az „egyarcú” panelek helyett, de vajon az előnyök valóban felülmúlják a hátrányokat?

A BIFACIÁLIS NAPELEMEK ELŐNYEI

• Fokozott hatékonyság. Mivel a bifaciális modulok a panel mindkét oldaláról képesek energiát termelni, általánosságban nő az energiatermelés.  Egyes gyártók azt állítják, hogy a bifaciális napelemek akár 30%-kal több energiát tudnak termelni, mint a hagyományos egyfelületű napelemek.  Ez a nagyobb hatékonyság kevesebb helyet jelent wattonként, így a beruházók kevesebb panelt telepíthetnek adott teljesítmény eléréséhez.
• Tartósabb. Mivel a bifaciális panelek keret nélküliek, és mindkét oldalukat edzett üveg borítja, gyakran tartósabbak. Az edzett üveg időjárásálló, UV-álló, ellenáll a magas hőmérsékletnek és az erős szélnek.
• Esztétikus. A bifaciális modulok sokféle kivitelben kaphatók, beleértve a keret nélkülit is. Sokan a teljes üvegkeretet esztétikusabbnak látják az egyfelületű napelemekhez képest.
• Diffúz fényben is jól működik. Az extra felület azt is jelenti, hogy a bifaciális panelek jobban teljesítenek szórt fényben.
• Csökkentett PID. Keret nélküli bifaciális panelek esetében a napelemek kisebb valószínűséggel szenvednek a  potenciálisan kiváltott degradációtól ( PID). Ezenkívül a fémkeret nélküli bifaciális panelek nem igényelnek földelést, mivel nincsenek fém érintkezők a külső oldalon.
• Hosszabb garanciák. A bifaciális napelemekre gyakran hosszabb, akár 30 éves garanciát is vállalnak.

A BIFACIÁLIS NAPELEMEK HÁTRÁNYAI

• Kezdeti költségek. A gyártási folyamat miatt a bifaciális napelemek akár 10%-kal is drágábbak lehetnek, mint a monofaciális napelemek.
• Telepítési költségek. Mivel a bifaciális napelemek nehezebbek és speciális berendezéseket igényelnek az előnyök teljes kihasználásához, a telepítési költségek magasabbak.

HASZNÁLHAT BIFIACIÁLIS PANELEKET TETŐN?

A bifaciális napelemek akkor működnek a legjobban, ha körülbelül 3-4 méterre fekszenek a talajtól. Ennek az az oka, hogy minél magasabban helyezkednek el a panelek, annál több fény jut alájuk. Emiatt a bifaciális napelemek nem alkalmasak lakóházakon történő elhelyezésre, de jól működnek napelemparkok, vagy carportok esetében.

<p>The post Röviden a bifaciális napelemekről first appeared on EBH Solar.</p>

Kezdjük a rossz hírrel: a technológia jelenlegi állása szerint minden, a piacon széles körben elterjedt napelem panel viszonylag alacsony hatásfokkal dolgozik. És most a jó hír: a hatásfok nem azonos a teljesítménnyel. Vagyis amíg a napelemes rendszerünk hozza a kívánt teljesítményt, tehát optimális működés mellett kiváltja az áramszámlánkat, és fedezi teljes éves áramfogyasztásunkat, addig elhanyagolható szempont, hogy milyen hatásfok értékek mellett teszi ezt.

Napelem hatásfok: felvett és leadott energia

Természetesen van összefüggés a teljesítmény és a hatásfok között, de semmiképp sem egymás szinonimái, és a napelem alacsony hatásfoka egyáltalán nem kell, hogy okot adjon az aggodalomra.

A napelemek a Nap fényét alakítják át elektromos árammá. A napelem hatásfok lényegében a napelem celláinak felületére érkező fényenergia és az ebből kinyert villamos energia mennyiségének arányát fejezi ki. Lássuk, mit jelent mindez a gyakorlatban, a legelterjedtebb napelem típusokra vonatkoztatva.

Monokristályos napelem

A monokristályos napelem egy szilícium tömbből áll, melynek köszönhetően igen magas hatásfokkal rendelkezik: nagy átlagban 21% körülire tehető. A nagyobb szilícium tömb okán azonban előállítási költsége, és ebből adódóan ára is viszonylag magas.

Polikristályos napelem

A polikristályos napelem nem egy nagy, hanem több kisebb szilícium tömbből áll. Hatásfoka, ha csak kicsivel is, de alacsonyabb, 20 % körüli. Előállítása költséghatékonyabb, ez pedig tükröződik az árán is.

Vékonyrétegű napelem

A vékonyrétegű napelem is szilícium alapú, de gőzöléses eljárással készítik, mely során csak egy vékony réteget visznek fel belőle a szerkezet felszínére. Ebből adódóan az előállítása nemcsak olcsóbb, de jóval gyorsabb is monokristályos és polikristályos társaiénál. Cserébe sajnos hatásfokban már jelentős csökkenést mutat: mindössze 6-8%-os.

Látható, hogy az eltérések hol kisebbek, hol nagyobbak egyes típusok esetében. Ezek hosszútávon már jelentős hozamvesztességgel járhatnak. Ugyanakkor a kérdést érdemes a költségvonzat szempontjából is megvizsgálni ahhoz, hogy reális képet kapjunk összköltség és megtérülés viszonylatában.

A mérés problematikája

A napelem gyártók a forgalomba hozatal előtt úgynevezett „végmérést” végeznek, mely során egy mérőkamrában adott spektrumú mesterséges fénnyel világítják meg a napelemeket, majd megmérik a kimeneti áram mennyiségét és az egyenfeszültség értékét. Mivel a mesterséges fényforrás spektruma nem egyezhet teljes mértékben a Nap sugárzásának spektrumával, az így kapott eredmény nem pontos, csak megközelítő adat.

Cella hatásfok = napelem hatásfok?

A napelem paneleken belül található cellák nem azonos hatásfokkal működnek, a gyártás során különböző szempontok szerint osztályozzák őket, majd egy afféle kevert halmazt hoznak létre. A cellák hatásfokának átlaga sem teljesen feleltethető meg a panel egészének hatásfokával. Ezt az értéket így definiálni nem lehet pontosan vagy megbízhatóan.

Tájolás és dőlésszög

A 30 és 40 fok közötti dőlésszög a legkedvezőbb a rendszer számára, ez biztosítja ugyanis az optimális, 90 fokos beesési szöget. Lapostetőre is felhelyezhetőek az elemek, ilyen esetben körülbelül ugyanazok a feltételek érvényesülnek, mint talajra telepítés esetén azzal a különbséggel, hogy kedvezőbb magasságban terülnek el a napelemek.

Minél tovább éri a paneleket a Nap, annál nagyobb mennyiségű energiát tudnak előállítani. A déli tájolás a legoptimálisabb, dél-keleti és dél-nyugati tájolás esetén körülbelül 5 százalékos, míg nyugati tájolás esetén 10-15 százalékos veszteséggel kell számolni. Egyik sem befolyásolja jelentős mértékben a beruházás megtérülést. Valós problémával csak akkor találjuk szembe magunkat, ha a tető tájolása északi. Ebben az esetben nem is ajánlott a napelem tetőre telepítése. Ugyanakkor nincs az a tájolás, ami kizáró ok lenne, maximum a telepítés körülményei változnak ennek megfelelően. Hiszen garázsra vagy egyéb melléképületre, fedett terasz tetejére vagy akár a kerti talajra is kerülhet napelemes rendszer.

Ideális vagy optimális?

Ami a körülményeket illeti, a napelemek számára ideális állapot olyan, mint az emberek számára a tökéletes boldogság: szinte csak pillanatokra létezik. Azt gondolhatnánk például, hogy minél nagyobb a hőség, annál jobb a hatásfok: tűző napon több áramot termelhetünk privát mini naperőművünkkel. Ez azonban nincs így. A napelemek többsége 25 Celsius fokon működik a leghatékonyabban. A gyártók ezért a napelemeket 1000 wattos, derékszögű besugárzással mérik, 25 Celsius fokon, amely minden elemében optimális, a valóságban igen ritkán, vagy csak rövidebb időszakokra előforduló környezet.

Vannak terméktípusok, amelyek borús időben is viszonylag sok áramot termelnek, míg mások produktivitása ilyenkor drasztikusabban visszaesik. Tehát semmiképp sem lehet fekete vagy fehér kategóriákban gondolkodni a hatásfok kérdésében. Az azonban bizonyos, hogy adott környezeti tényezők mindenképp befolyással vannak a rendszer egészének működésére, legfeljebb némileg eltérő mértékben. A napelemek hatékonysága folyamatosan változik a különböző környezeti hatások miatt.

Adott körülmények között

A napenergia felhasználását befolyásolja a páratartalom, a felhősödés, a füst, a szmog és a hőmérséklet értéke, a terület földrajzi adottsága, a napfény beesési szöge is.

A napelem hatásfok nyáron természetesen sokkal magasabb, a téli időszakhoz képest, azonban tájegységenként ilyenkor is vannak eltérések. Síkságokon például a felhőzet miatt nyáron több a napsütéses órák száma, mint a hegyvidékeken. Míg télen épp fordítva: a sík terepekre leszálló köd miatt a hegyvidékeken jobban hasznosul a Nap energiája. Nagyobb városok környékén időszakosan problémát jelenthet a szmog is. Ettől függetlenül fontos leszögeznünk, hogy a napelemek mindenütt, minden évszakban termelnek energiát, csak eltérő mértékben. Természetesen lehetne olyan rendszert készíteni, amely erre nem képes, de az már a tervezőasztalon, még a megvalósulás előtt elveszíti létjogosultságát.

Bár a  tiszta, por- és szennyeződésmentes panelekről a fény útját akadályozó hóréteg könnyebben lecsúszik, illetve jobb a hatásfoka is, nem kell külön a tisztításról gondoskodni. Egyrészről ezt az eső mindig megoldja helyettünk, másrészről pedig a takarítás kifejezetten nem ajánlott, hiszen könnyen megsérülhetnek a panelek. Forgatható tartószerkezettel is javíthatjuk a villamos energia termelésünket. Itt azonban mindenképp gondos mérlegelésre van szükség, mivel ezek az eszközök jelentősen megnövelik a beruházás költségét, és fenntartásuk is nagyobb anyagi áldozatot kíván a szinte karbantartásmentes fix tartószerkezetekhez képest.

Smart rendszer: megoldjuk okosba?

A napelemes rendszerek egyik gyenge pontja, hogy a rendszer egésze a legkisebb teljesítményt leadó panelhez igazodik. Ha egy táblára árnyék vetül, vagy egy kiadós vihar után a falevelek tartósan megtapadnak felszínén, akkor az egész rendszer hatásfoka csökken. A napelemek hatásfokát a „Smart” rendszerekkel lehet feljavítani. Ezek optimalizálják a rendszert, összehangolják a különböző dőlésszögű és elhelyezkedésű napelemek működését. Sőt, jelzik is az esetleges hibákat.

Egy beépített „Smart” rendszer egyedi körülményektől függően 5-25% -os teljesítményjavulást is eredményezhet.

<p>The post Napelem hatásfok: ne keverd a teljesítménnyel! first appeared on EBH Solar.</p>