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>

A napenergia figyelemreméltó növekedést ért el 2022-ben, 239 GW új kapacitással világszerte, ami 45%-os növekedést jelent az előző évhez képest. Ez a megugrás a teljes globális napenergia-kapacitást túllépte a terrawatt (TW) skálán, ami jelentős mérföldkő az iparág számára.

Több tényező is hozzájárult ehhez a növekedéshez, köztük az energiaárak emelkedése, az ellátási láncok stabilizálása és a világjárványból való kilábalás. Ezek az elemek, kombinálva a napenergia rejlő előnyeivel – sokoldalúságával, költséghatékonyságával és gyors telepítési lehetőségeivel – a globális energiamix kulcsfontosságú elemévé tették. Az olyan kihívások ellenére, mint az ellátási lánc megszakadásai és az infláció, a napenergia továbbra is olcsóbb, mint az új fosszilis tüzelőanyagok és nukleáris energiaforrások.

A jelentés kiemeli, hogy a napenergiát a politikai döntéshozók egyre inkább a helyi energiabiztonság elérésének kulcsfontosságú eszközeként ismerik el. A fosszilis tüzelőanyagoktól való függőség által kiváltott energiaválság, amely különösen nyilvánvaló az Európai Unió orosz gáztól való függésének összefüggésében, kiemelte a napenergia stratégiai jelentőségét. Az EU 2022 májusi napenergia-stratégiája például a napenergiát hangsúlyozza, mint e függőség csökkentésének kulcsfontosságú elemét.

2022-ben Kína vezette a globális napenergia-piacot közel 100 GW új telepítésével, ami 72%-os éves növekedési rátát tükröz. Az Egyesült Államok enyhe csökkenés ellenére továbbra is a második legnagyobb piac maradt, míg India erős fellendülést mutatott 17,4 GW új kapacitással. Brazília és Spanyolország is jelentős előrelépéseket tett, Brazília megduplázta telepítési arányát 10,9 GW-ra, Spanyolország pedig 8,4 GW-tal a legnagyobb európai piac lett. Ezek a fejlemények 60%-ra növelték az ázsiai-csendes-óceáni térség részesedését a világpiacon, míg Európa és Amerika 19%-ot, illetve 17%-ot.

A 2023-as és az azt követő évek kilátásai optimisták. A jelentés közepes forgatókönyve 341 GW új napelem-kapacitás telepítését jósolja világszerte 2023-ban, fenntartva a 2022-ben tapasztalt magas növekedési ütemet. Javuló piaci feltételek mellett ez a szám meghaladhatja a 400 GW-ot. 2027-re a globális piac elérheti a 617 GW új létesítményt, ami a teljes működési kapacitást 3,5 TW fölé emeli.

Ez a terjeszkedés várhatóan rekordszámú országot eredményez GW-méretű piacok elérésében. 2022-ben 26 ország telepített legalább 1 GW új napelem-kapacitást, és ez a szám az előrejelzések szerint 2023-ban 32-re, 2024-re 39-re, 2025-re pedig legalább 53-ra emelkedik. Ez a növekedés kulcsfontosságú lesz a növekvő globális kereslet kielégítésében. a tiszta energia és a nem megújuló forrásoktól való függés csökkentése.

A feltörekvő piacokon a vállalati áramvásárlási megállapodások (PPA-k) egy másik fókuszterület. Ezek a megállapodások egyre fontosabbá válnak, mivel mechanizmust biztosítanak új napenergiával kapcsolatos projektek finanszírozására és fejlesztésére, különösen a kevésbé kiforrott energiapiacokkal rendelkező régiókban. A jelentés felvázolja az e piacokon elért eredményeket és kihívásokat, hangsúlyozva a támogató szakpolitikai keretek szükségességét a további növekedés elősegítése érdekében.

Összességében a napenergia globális piaci kilátásai 2023-2027 ígéretes képet festenek a napenergia-ipar számára.

További részletekért kérjük, tekintse meg a teljes jelentést itt.

<p>The post Solar Energy Surge: A globális napenergia-piac 2027-ig gyors terjeszkedésre készül first appeared on EBH Solar.</p>

Az EU teljes energiakiadása 2030-ra elérheti az 1,7 billió eurót, amelynek mintegy 45 százaléka szárazföldi szél- és fotovoltaikus (PV) kapacitásra fordítható. Ennek megfelelően 2023 és 2030 között az éves telepített szárazföldi szélenergia-kapacitásnak több mint kétszeresére kellene emelkednie a 2018-2020 között elért szinthez képest, míg a napelemes napelem kapacitásának több mint háromszorosára kellene növekednie.

Az ilyen megújuló energiaforrásokkal kapcsolatos tőkeprojektekben részt vevő vállalatoknak szintén nagyon rövid időn belül meg kell duplázniuk vagy megháromszorozniuk projektjeiket – és ezt hatékonyan kell megtenniük. Az építőipar képes kezelni ezt a példátlan növekedést? Napjainkban Európa megújuló építőipari ágazata komoly kihívásokkal néz szembe. Ezeket le kell küzdeni, ha a régió teljesíteni akarja energiaátállási céljait.

A megújuló energiaforrások felfutásának kihívásai

A szervezetek gyors felfutása gyakran a termelékenység rovására megy. Ehhez járul az a tény, hogy a szárazföldi szél-, és napenergia még nem teljesen kiforrott iparágak és a sikeres, gyors felfutásra csak kevés példa van. A gyors növekedés elérése érdekében a vállalatok már nem hagyatkozhatnak egyéni szakértőkre az eredmények elérése érdekében – ehelyett egységesebb megközelítésre van szükségük, hogy a tőkeprojektek megvalósítása során következetesen követni lehessen a legjobb gyakorlatokat.

Tehetséghiány van a megújuló projektek bővítéséhez az Európai Unióban. 2030-ra az EU-ban a megújuló energiaforrások teljes munkaidős egyenértékének (FTE) követelménye a háromszorosa lesz a 2020-as szintnek. Ezen túlmenően a megújuló energiaforrások ágazata erős versenyben áll más növekvő infrastruktúra-ágazatokkal, amelyek hasonló FTE készségigényekkel rendelkeznek, mint például a hálózatok, a telekommunikáció és a vasút.

Ezek mellett a szél-, és naperőműparkok területhiánya, valamint a vonatkozó fejlesztési engedélyek megszerzése hosszú és kiszámíthatatlan határidőkkel jár. Ugyanilyen fontos a nagyszabású hálózati infrastruktúra: a megújuló projektek gyakran várakozhatnak hónapokat vagy akár éveket is a hálózathoz való csatlakozás előtt.

A teljes ellátási lánc, beleértve az eredeti berendezések gyártóit (OEM) és a mérnöki, beszerzési és építőipari (EPC) cégeket is, szembesül ezekkel a felfutási kihívásokkal és a további nyomással. A nehezen helyettesíthető ritkaföldfémek – például a szélturbinákban használt neodímium és prazeodímium – hiánya megemeli az árakat és lelassítja a termelést. A gyakoribb anyagok, például a réz, a szilícium, a gallium és a vas áremelkedései tovább terhelik a költségvetést. A kínálati korlátok különösen a napenergia esetében tovább bonyolítják az egyre növekvő kereslet kielégítését. 2020-ban az EU becslése szerint a napelem-részegységek globális értékláncának több mint 70 %-a kínai volt, ezen belül a globális értéklánc 89 %-a napelem cellák gyártása Kínában történt.

Tekintettel ezekre a kihívásokra és az iparág hatalmas felfutására, helytelennek tűnik minden olyan elvárás, hogy az iparág tőkekiadásai csökkenni fognak a technológiák fejlődésével. A megújuló energiaforrások nyereséges növekedésének felgyorsítására törekvő vállalatok hátralévő eszköze a projektteljesítmény további növelése. Ebben a cikkben arra próbálunk rámutatni, hogyan hidalhatjuk át a teljesítménybeli szakadékot a meglévő és a legjobb gyakorlatok között.

A teljesítménybeli különbség

Nemrég végeztünk egy EPC benchmarking elemzést, amely feltárta, hol javulhat a beruházási teljesítmény Európában. Körülbelül két gigawatt (GW) szárazföldi szélenergiát és két GW napenergiát elemeztek részletesen, hogy a beruházási ráfordításokat megawattonkénti költség (MW) alapján értékeljék.

A tanulmányt 2020–2021 közötti adatok felhasználásával végezték (az infláció jelentős emelkedése előtti intézkedések a teljesítménybeli hiányosságok pótlására)

Ha tőketeljesítmény-stratégiájukat és végrehajtásukat olyan eszközökre összpontosítják, amelyek segítenek áthidalni a szakadékot a legjobb kvartilis teljesítményhez képest, a vállalatok jelentős előnyökhöz juthatnak, miközben fenntartják a növekedést.

Bővülő munkaerő

A vállalatok a munkaerőhiány közepette több megoldást is alkalmazhatnak munkaerőállomány bővítésére. Például tehetségeket vonzanak magukhoz azáltal, hogy iskolákkal és egyetemekkel partneri viszonyban állnak testre szabott kutatási programok kidolgozásával, valamint mentorálási és gyakornoki lehetőségeket biztosítanak. Az alkalmazottak átképzése a szomszédos, leépülő iparágakban, például a szénben, szintén útja lehet a tehetségállomány növelésének. A vállalatok aktív szerepet játszhatnak saját és kulcsvállalkozóik munkaerő képzésében is. Például a gyártási kapacitásba történő közös beruházások – esetleg mennyiségi garanciákkal együtt – kritikus támogatást nyújthatnak a vállalkozóknak a méretarány eléréséhez. Egy másik lehetőség a partnerekkel közösen beruházni olyan képzési létesítményekbe, amelyek a partnerek projektjeihez igazodnak.

Tervezési kiválóság

A tervezési folyamatokat tovább lehetne szabványosítani, hogy csökkenjen az egyének azon kis csoportjaira való támaszkodás, akik eddig felelősek voltak a haladásért. E folyamatok digitalizálása fejlett elemzést tesz lehetővé, növelve a teljesítményt, miközben hatékonyabban használja fel a teljesítéshez szükséges erőforrásokat. A teljes tulajdonlási költség (TCO) szemszögéből történő optimalizálás – például portfóliószintű értéktervezés segítségével – megalapozottabb kompromisszumot tesz lehetővé az egyes projektek teljesítménye és a teljes portfólióérték között.

Beszerzési kiválóság

A rugalmasabb keretmegállapodások kidolgozása a merev árak és szállítási feltételek megkövetelése helyett biztosíthatja az ellátást, csökkentheti az átfutási időt, és lehetővé teszi a termelékenység növelését, például a tervezési szabványosítást. Ezzel párhuzamosan ez segíti a beszállítókat olyan méretarányos előnyök elérésében, mint például a beszerzés és a gyártási kapacitás fejlett tervezése, ami gördülékenyebbé teszi munkájukat. A bevált gyakorlatok felgyorsítási folyamatai közé tartozik az ellátási láncok és a gyártás szoros figyelemmel kísérése a vállalkozói telephelyeken az ellátási láncok kezelése, valamint a késések és a meghosszabbított átfutási idők miatti meglepetések elkerülése érdekében.

Együttműködési szerződési modellek

Az újabb kollaboratív szerződéskötési modellek a termelékenységet is növelhetik – és a „tulajdonos és a vállalkozó egyénileg optimalizálni próbálják az eredményeiket” gondolkodásmódját a „csak együtt nyerhetünk” felé. Itt mindkét félnek folyamatos erőfeszítéseket kell tennie annak érdekében, hogy a projektek végrehajtása során együttműködő munkamódszereket alakítsanak ki, például olyan ösztönző megállapodások összehangolásával, amelyekben a költség- és ütemterv-túllépések és alullépések megoszlanak, ahelyett, hogy a követelésekre összpontosítanának.

Végponttól végpontig digitalizálás

Az adatok felhasználhatók a teljesítményről szóló értelmes beszélgetésekhez, különösen a projekt folyamatának digitalizálásával, szem előtt tartva az értékteremtést és a többfunkciós együttműködést. Segíthet a vállalatoknak abban is, hogy projektjeik összehasonlítását a folyamatos fejlesztés alapjaként értékeljék. Egy digitális projektirányító és egy digitális gerinchálózaton keresztül a szükséges elemeket minden érintett, így a beszállítók számára is biztosítani lehet.

A szárazföldi szélenergia- és napenergia-projektek felépítése fontos eszköz az EU szén-dioxid-mentesítési terveivel való lépéstartáshoz. A vállalatok számára ez az egyszeri növekedési lehetőség olyan kihívásokkal is jár, amelyek megkövetelik a szervezetektől, hogy gyors megoldásokat találjanak és bővítsék képességeiket. Ha elmulasztjuk az EU-szerte végzett közös erőfeszítések megoldását ezeknek a kihívásoknak a mostani kezelésére, az összes uniós szén-dioxid-mentesítési célt veszélyeztetjük. A megújuló energia iránti kereslet várható fellendülése és az ebből fakadó kínálat növelésének szükségessége miatt itt az ideje a beruházási teljesítmény felmérésének és javításának.

<p>The post Európa 10 milliárd eurós megtakarítási lehetősége szárazföldi szél- és napenergia szállítására first appeared on EBH Solar.</p>

A napelemes rendszer a nap energiáját használja fel és alakítja át villamos energiává. Jogosan merül fel a kérdés, hogy mi a helyzet a napelemekkel télen, amikor a napsütéses órák száma kevesebb, gyakrabban takarják felhők az amúgy is alacsonyabban járó napot. Nézzük, milyen a napelem működése télen!

A napelem működése télen

Alapvetően igaz a feltevés, hogy a napelem rendszer teljesítménye a téli időszakban valamelyest visszaesik. Az azonban tévhit, hogy haszontalan lenne, mivel ilyen körülmények között is képes az energiatermelésre.

A napelemes rendszer, ahogy a neve is mutatja egy rendszerként működik. Ez nemcsak a felépítésében mutatkozik meg, hanem abban is, hogy miként tekintünk a hasznosságára. A nyári időszakban ugyanis a napelemek általában több energiát tudnak termelni, vagyis túltermelnek a verőfényes napsütésnek köszönhetően. Ezt a többletet visszatermelik a hálózatra, vagyis „bedobják a közösbe”. Amikor aztán beköszönt a tél és visszaesik a teljesítmény, akkor a megtermelt energiát a „közösből” pótolják ki a fogyasztók, vagyis a központi rendszerre csatlakozva egészítik ki a rendelkezésre álló áramot az igényeknek megfelelően.

Mi befolyásolja a napelem rendszer termelését?

A napelem rendszer működése, a teljesítménye, a hatásfoka több környezeti és nem környezeti tényező függvénye.

A nem környezeti tényezők közül a legfontosabb:

• a tájolás: melyik égtáj felé néz a tető síkja,
• a dőlésszög: a tetőnek mekkora a dőlésszöge, milyen szöget zár be,
• az árnyékoltság: az elhelyezkedésből adódóan mennyi árnyék vetül a panelre,
• a típus: lényeges, hogy polikristályos, monokristályos vagy vékonyfilmes a napelem,
• a minőség: fontos tényező, hogy milyen minőségű a napelem panel, az inverter és milyen a rendszer kivitelezése.

A teljesítményt befolyásoló környezeti tényezők:

• a napsütéses órák száma: hány órát süt a nap adott időszakban,
• a nap magassága: milyen magasan van a nap,
• a klíma: milyenek a hőmérsékleti viszonyok az adott területen.

A következőkben sorra vesszük ezeket, és megnézzük, hogy mely pontokon befolyásoló tényező a hideg időjárás, vagyis mitől függ a napelem működése télen.

A napsütéses órák száma és a nap magassága

Az, hogy mennyi ideig éri napfény a napelempanelt, hatással van arra, hogy végső soron mennyi energiát termel meg. Télen napi szinten kevesebbet süt a nap, így alacsonyabb a napsütéses órák száma, vagyis az hozzájárulhat az energiatermelés visszaeséséhez.

Fontos tényező az is, hogy a nap milyen magasan jár az égen, ez ugyanis a panelre eső napsugarak beesési szögére van hatással. Annak köszönhetően, hogy a nap alacsonyabban jár, a beesési szög kisebb lesz, ami miatt nem tud ugyanannyi energiát termelni, mint ideális körülménye között.

A hőmérséklet és a napelem hatásfoka télen

Egy téli évszak esetén napelemes energiatermelés vonatkozásában a hatásfok kulcsfontosságú kérdés. Egyes napelemek a hőmérsékletváltozásra roppant érzékenyek. Sem a túlságosan meleg, sem pedig a hideg nem tesz jót számukra, ekkor ugyanis a hatásfokuk csökkenni kezd.

Általában a monokristályos és a polikristályos napelemek bírják a legjobban a hőmérsékletvisszaesést, a vékonyrétegűek kevésbé reagálnak jól erre. Ha azonban hőmérséklet növekedéséről van szó, akkor a vékonyfilmes panelek sokkal inkább állják a sarat.

A felhő és ködképződés és a teljesítmény télen

A napelem típusa határozza meg a teljesítmény értéket is. Vannak olyanok, amelyek akár felhős idő esetén is átlagos szinten tudnak teljesíteni, de vannak olyanok is, amelyek a szórt fényt kevésbé tudják hasznosítani. Azok a fajták, amelyek előbbi kategóriába tartoznak, jó eséllyel télen is kiállják a próbát.

A típusok tekintetében elmondható, hogy a monokristályos napelemek teljesítménye felhős időben jelentősen leromlik, ebből adódóan olyan régiókban nem ajánlott a telepítése, ahol alacsony a napsütéses órák száma.

Ahol kevesebbet süt a nap, az alacsonyabb hőmérséklet is gondot okoz. Ahogy azt fent írtuk, a vékonyrétegű napelemek ezt a hőmérsékletcsökkenést nem tolerálják, teljesítményük romlik. A legjobb választás ebben a tekintetben a polikristályos napelem, ami a mind a szórt fényt, mind pedig az alacsony hőmérsékletet tűri. Mutatói kevésbé reagálnak a környezeti hatásokra.

Magyarországi viszonylatban a napelemtípusok közel azonos szinten teljesítenek. A nyári termeléssel mérlegre helyezve a többlet és a hiány kiegészíti egymást, már ha erre szükség van. A napelem energiatermelését láthatjuk, hogy több tényező is befolyásolja, ezek szem előtt tartásával egy egész évben jól működő rendszert építhetünk fel.

<p>The post A napelem működése télen: kell-e félni a teljesítmény csökkenésétől? 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>

A napelem fajtái ma már igen színes képet festenek, így a szakmában kevésbé jártas vásárlók könnyen eltévedhetnek a sűrű napelem-mezőn. Mai bejegyzésünkben sorra vesszük, hogy milyen típusokkal találkozhatunk a piacon, és ezek milyen előnyökkel és hátrányokkal bírnak.

Mi a napelem?

A napelemek a nap energiáját alakítják át a háztartásban is használható villamos energiává. Egy összetett napelem rendszer részként működnek, melyek magukból a napelem panelekből, az azokat tartó szerkezetből, kábelekből és az energia átalakítását végző inverterből állnak.

A folyamat röviden a következő: a napfény a napelempanel felületére esik, ami elnyeli azokat. Az energiaátadás hatására elektronok szabadulnak fel, melyek áramolni kezdenek, így elektromos tér és feszültség jön létre. Ezt az energiát, az egyenáramot, alakítja át az inverter váltóárammá, amit aztán a különféle elektromos eszközök töltésére és üzemeltetésére, fűtésre, hűtésre, világításra lehet hasznosítani.

Mielőtt azonban sorra vennénk, hogy milyen fajtái vannak a napelemeknek, előbb tisztázzunk egy gyakori, félreértésre okot adó megkülönböztetés, egészen pontosan azt, hogy mi a különbség a napelem és a napkollektor között.

Napelem vs napkollektor

Bár a nevük igen hasonló és mindkettő a nap energiáját használja, a napelemek és a napkollektorok működése között nagy a különbség. Míg előbbi a fotovoltaikus hatásnak köszönhetően elektromos áramot termel, vagyis a nap sugárzását közvetlenül hasznosítja, addig utóbbi a rendszerben keringő folyadékot melegíti fel. Éppen ezért a napkollektort fűtésre, meleg víz előállítására használják.

Most, hogy már tudjuk, hogy mik is azok a napelemek, és hogyan működnek, bemutatjuk, hogy milyen típusaik érhetők el a piacon és azt is, hogy a napelemek fajtái milyen előnyökkel és hátrányokkal bírnak.

A napelem fajtái

Alapvetően két fő kategóriát különböztetünk meg: vannak a kristályos napelemek és a vékonyfilm technológiára épülő napelemek. Ezeket nézzük meg először, majd bemutatunk néhány alternatív megoldást is.

A kristályos napelemek

A kristályos napelemek által alkalmazott technológia meglehetősen kiforrott, ez ugyanis a legrégebbi és legnépszerűbb típus. Ez köszönhető annak, hogy igen nagy hatásfokkal tudnak működni és jó teljesítményt nyújtanak. Elnevezésük egyébként abból eredt, hogy a panelt szilícium cellák alkotják.

Két típusa a mono- és a polikristályos változat, amelyek valójában az előállítás módjában térnek el egymástól.

A monokristályos napelemek

A monokristályos napelemek úgy készülnek, hogy egy szilíciumtömböt osztanak fel egyenlő részekre, nyolcszögekre. Ez alapján egyébként könnyedén felismerhető, ha más fajták mellé tesszük. Kiugróan magas, akár 21%-os hatásfok is elérhető a technológiával, ennek köszönheti népszerűségét.

A legjobban akkor teljesít, ha direkt napfény éri, nem pedig szórt fény, ebből adódik több hátránya is, például az, hogy felhős időben csökken a teljesítmény, ahogy a dőlésszögre és a tájolásra is igen érzékeny. Mivel ára meghaladja a polikristályos változatét, ezért gyakran anyagi megfontolásokból marad alul a konkurencia harcban. 

A polikristályos napelemek

A polikristályos napelemek esetén több szilíciumtömböt használnak, melyeket szintúgy egyenlő részekre osztanak, ebben az esetben azonban négyzet alakúakra. Lilás színükről és a négyzet alakú cellákról lehet őket a legkönnyebben felismerni.

A monokristályos napelemekkel ellentétben ezek a napelemek a szórt fényt igen hatékonyan hasznosítják, így felhős, kissé árnyékolt helyeken is jól teljesítenek. Ennek azonban az az ára, hogy a direkt napfényt nem kezelik annyira jól, bár a hatásfokuk csak minimálisan marad el a mono-tól, 20% körüli. Ha már ár, fontos azt is kiemelni, hogy a polikristályos napelemek előállítása és vásárlási ára olcsóbb, mint a másik kristályos napelemé.

A vékonyfilmes, amorf napelemek

A kristályos napelemek mellett a másik meghatározó típus a vékonyrétegű napelem. Ahogy az előzőekben, a munka nagy részét itt is a szilícium végzi el, azt azonban a felületre gőzölik és egy igen vékony réteget képeznek belőle. Nézzük az előnyöket és a hátrányokat!

Egyértelműen az előnyök táborát erősíti, hogy a vékonyfilmes napelemek nem érzékenyek túlságosan a melegre, vagyis egy-egy forró nyári napon sem kell attól tartani, hogy a napelem rendszer cserben hagy minket. Ugyanígy a tájolásra sem túl igényesek, ami kifejezetten fontos tulajdonság, amennyiben a körülmények nem a legmegfelelőbbek. És amitől még nagyobb érdeklődés övezi az az, hogy jóval alacsonyabb költségen elő lehet állítani.

Hátránya azonban, hogy a teljesítménye és a hatásfoka alacsonyabb, így több panelre van szükség ugyanolyan eredmény eléréséhez. Ehhez társul, hogy az élettartamuk és ennek megfelelően a gyártói garancia is rövidebb.

Egy igen kedvelt altípusa az amorf változat. Az amorf napelemek abban különböznek, hogy egy amorf kristályból készülnek, a félvezető szilíciumot pedig szilán gázból állítják elő.

Hibrid

A hibrid napelemek különlegessége, hogy a napelem és a napkollektor előnyeit egyesíti, vagyis képes meleg vizet és áramot is termelni a rendszer. A paneles rendszer mellett van ugyanis egy vizes rendszer is, ami akár a napelempanelek hűtésére is alkalmas, vagyis elkerülhető a felmelegedésből adódó teljesítménycsökkenés.

Polimer

Egy újfajta vonalat képviselnek a polimer napelemek, amik előállítása alacsony költségen megoldható, felhasználhatóságuk pedig rugalmas. Hátrányuk azonban, hogy még nem kifejlett technológia, ami abban nyilvánul meg, hogy alacsony a hatásfoka és még nem is kezdődött meg a nagy volumenű gyártás.

Napelemes tetőcserép

Léteznek úgynevezett napelemes cserepek is, melyek igen praktikusak, hiszen maguk a tetőcserepek látják el a napelemek feladatát. Ez a megoldás azonban jelenleg még csak igen magas áron érhető el.

Sziget vagy hálózatra kapcsolt

A napelemtípusok mellett fontos említést tenni arról is, hogy nem mindegy, hogy a panelek hogyan alkotnak egy komplett rendszert. Ez két módon lehetséges: szigetszerűen és a hálózatra csatlakozva.

A sziget üzemű rendszerek esetében az ingatlan az elektromos közművektől teljesen függetlenedik, a megtermelt többlet energiát pedig akkumulátorokban tárolja. Utóbbi esetben viszont hálózatra csatlakozott a rendszer, vagyis ide tölti fel és innen pótolja az esetleges többlettermelést és a hiányosságot. Ez azt jelenti, hogy egy két irányba mérő villanyóra beszerzése is szükséges, amivel a termelést-fogyasztást követni lehet.

A napelemek a zöld energia termelésének legelérhetőbb eszközei. A különféle támogatásoknak köszönhetően a felhasználók egyre szélesebb körben férhetnek hozzá ehhez a környezetbarát technológiához.

<p>The post A napelem fajtái: kristályok és rétegek csatája first appeared on EBH Solar.</p>