Egyre többen – magánszemélyek és vállalatok egyaránt – döntenek úgy, hogy beruháznak egy napelem rendszerre, különösen a jelenlegi energiaválság és rohamosan növekvő villamosenergia árak idején. Nem meglepő, hiszen amíg az árak folyamatosan nőnek, addig egy napelem rendszer akár teljesen ki is válthatja a villanyszámlát. Pár éven belül pedig teljesen meg is térül a beruházás. Ezzel szerencsére egyre többen tisztában vannak, a napelem működése viszont sokak számára továbbra is homályos. Jelen cikkünket azok számára írtuk, akiket a rendszer előnyei mellett annak technológiája, működése is érdekel.
A megújuló energiaforrások fontossága
Környezetvédelmi és energiatakarékossági szempontból fontos, hogy lépésről lépésre átálljunk a megújuló energiaforrások használatára. Ilyenek a nap-, szél- és vízenergia, valamint a geotermikus energia és a biomassza is. Az ezek nyújtotta lehetőségeket kihasználva fenntarthatóbb életet élhetünk, élhetőbb környezetet, bolygót hagyunk magunk után a következő generációknak.
Napelem működése: az alapok
Azt mindenki tudja, hogy a napelem rendszer a napenergiát alakítja elektromos árammá. De mégis hogyan teszi ezt? Ahhoz, hogy világossá váljon a napelem működése, először is fontos tudnunk, hogy milyen részek alkotják a rendszert. A napelem rendszer a napelem panelekből, az inverterből, a tartószerkezetből és a különböző tartozékokból áll, mint vezetékek, kapcsolók és csatlakozók.
A napsugarakat a napelem panelek gyűjtik be és abból egyenáramot termelnek. Ez az egyenáram a vezetékeken keresztül eljut az inverterbe, ami pedig a háztartásban használt váltóárammá alakítja azt át. Az inverter által a napelem rendszert az elektromos hálózatra kötik, így méri a kétirányú mérőóra a megtermelt és felhasznált áramot.
Nézzük meg mindezt egy picit részletesebben! A napelem működése ugyanis ennél valamivel összetettebb.
A napelem panelek egy félvezető anyagot, szilíciumot tartalmaznak, amit p-típusú (pozitív) és n-típusú (negatív) szennyezéssel kezelnek. A p-típusú félvezető réteghez bórt, míg az n-típusúhoz foszfort használnak. A pozitív és negatív töltések egymást semlegesítik, a napfényben található fotonok hatására azonban elektromos feszültség keletkezik közöttük. Ez a panelben lévő elektronokat gerjesztett állapotba hozza, ami által pedig állandó elektromos tér jön létre. A pozitív és negatív részecskék ezáltal szétválnak és mozogni kezdenek, elindulnak egymás felé. Ez a folyamatosan mozgásban lévő feszültség az áramkörbe kerül egyenáram formájában.
A folyamat ezzel még nem ért véget, ugyanis a háztartásban, de semmilyen más épületben sem tudjuk felhasználni az egyenáramot. A konnektorokban váltóáram van, így a panelek által termelt egyenáramot át is kell alakítani. Ebben lesz segítségünkre az inverter, ami nélkül gyakorlatilag nem is tudnánk hasznosítani a rendszer által termelt energiát. Az inverter szenzorai folyamatosan figyelik a hálózatban megtalálható áramot és ehhez igazítva alakítja át váltóárammá. Így jön létre a háztartásban használatos 230 V-os, 50 Hz frekvenciájú hálózati áram.
Napelem működése: többletenergia tárolása és felhasználása
Gyakran és jogosan merül fel a kérdés, hogy mégis mi történik azzal az energiával, amit a napelem rendszer megtermel, de a háztartásban nem használunk fel.
A többletenergiát a rendszer visszatáplálja a hálózatba, így a kevésbé napos évszakokban, amikor a rendszer nem termeli meg a szükséges árammennyiséget, a hálózatról tudjuk felhasználni a hiányzó energiát. Az áramszolgáltató hálózatáról azonban valamivel magasabb összegért kaphatunk energiakiegészítést, mint amennyiért tőlünk a többletenergiát a szolgáltató „megvásárolja”.
Van lehetőségünk azonban ingyenesen is tárolni a pluszban megtermelt, fel nem használt áramot. Az egyik opció a 2023 decemberéig érvényben lévő szaldós elszámolás, amivel az áramot a szolgáltató tőlünk és mi a szolgáltatótól ugyanannyiért vesszük. A másik pedig egy saját akkumulátor vagy energiatároló rendszer, amin a szolgáltatótól és hálózattól teljesen függetlenül tárolhatjuk a napelemünk által megtermelt többletet. Ez a megoldás biztosítja a folyamatos energiaellátást.
Akkumulátoros energiatárolás: miért érdemes alaposan megfontolni?
Habár kedvező megoldásnak tűnik, az akkumulátor nem képes annyi energiát tárolni, mint a szolgáltató hálózata. Ebből adódóan csak annyi áramot tudunk felhasználni, amennyit az akkumulátor elbír. Ha ennél többre van szükségünk, azt csak a hálózatról vehetjük igénybe. Ehhez viszont rá kell kötni a rendszert a hálózatra. Emellett ezeknek az akkumulátoroknak 10-15 év az élettartama, így rendszeresen cserére szorulnak. A beépítésük is költségesebb, mint a hálózatra kapcsolt verzióé.
Milyen esetekben érdemes tehát ehhez a megoldáshoz folyamodni? Vannak olyan esetek, amikor nem megoldható, hogy a rendszert a közműhálózatra kapcsoljuk, vagy az jelentősen költségesebb, mint az energiatároló rendszer. Emellett egy esetleges áramszünet esetén is előnyös, hogy rendelkezünk saját tartalék energiaforrással.
Továbbá, ha a szaldós elszámolás megszűnik, akkor óriási előnyt jelent majd azon felhasználók számára, akik relatíve nagy mennyiségű megtermelt, de felhasználatlan villamosenergiával rendelkeznek. Ebben az esetben ugyanis segít elkerülni azt az állapotot, amikor napközben nyomott áron veszi át a szolgáltató a megtermelt, de fel nem használt energiát és reggel/este a normál, drágább áron adja el a felhasználónak.
Napelem rendszer működése: hatékonyságot befolyásoló tényezők
A napelem működésének fontos része az is, hogy úgy és olyan helyen kerüljön telepítésre, ahogy és ahol minél hatékonyabban tud energiát termelni. Van néhány tényező, ami jelentőseb befolyásolja a napelem rendszer hatásfokát. Ilyen például a tető tájolása. Habár a minőségi rendszerek a viszonylag kevesebb napsütéssel is előállítják a szükséges energiamennyiséget, egy déli tájolású tetőn éri a leghosszabban a paneleket a napsugárzás.
Emellett a dőlésszög is fontos szempont, ami körülbelül 35 fokban a leghatékonyabb. Magyarországon ez általában nem jelent gondot, hiszen a legtöbb háztető alapból is 30-45°-os dőlésszöggel rendelkezik. Jogosan merülhet fel a kérdés, hogy mi a helyzet a lapostetőkkel. Lapostető esetén egy speciális tartószerkezettel tudják a napelemeket 35 fokos szögben megdönteni, felemelni.
Befolyásolják a hatékony energiatermelést az árnyékot adó tényezők is, például egy magas fa vagy szomszédos épület. Emellett természetesen az időjárás is, habár hazánkban – különösen nyáron – elegendő a napsütéses órák száma.
Fontos az is, hogy egyen elegendő hely a napelem panelek elhelyezéséhez. Minden háztartás energiaigénye eltérő, így a szükséges panelek száma is. Amennyiben a háztetőnkre nem fér el annyi napelem panel, amennyi szükséges, két lehetőségünk van. Az egyik, hogy nagyobb teljesítményű napelem paneleket telepíttetünk, a másik, hogy a házhoz tartozó melléképület, pl. garázs tetejére tesszük azokat a paneleket, amelyek a háztetőre már nem férnek fel.
Mire használható a napelem által termelt energia?
Erre a kérdésre a rövid válasz az, hogy bármire, ami elektromos árammal működik. Ahhoz, hogy a kivitelező cég megtervezhesse, hogy milyen teljesítményű rendszerre és hány darab panelre van szükség, meg kell határozni, hogy mennyi a család éves energiafelhasználása. Figyelem! Ilyenkor alaposan át kell gondolni, hogy a jövőben tervezünk-e bármilyen elektronikai fejlesztést. Ugyanis hiába telepíttetjük a napelem rendszert, ha utána például átállunk az elektromos fűtésre, ami a tervben még nem szerepelt, akkor az már nem fog beleférni a napelem rendszer által termelt energiamennyiségbe.
Te is napelem rendszer telepítésén gondolkozol? Kérj ajánlatot a Soler szakembereitől, akik egy helyszíni felmérést követően megtervezik, kivitelezik és be is üzemelik a napelem rendszert. Sőt, ha pályázaton keresztül szeretnél beruházni, a pályázat beadását is átvállalják helyetted.
