Napelemek fényes karrierje

Sült camembert kelbimbóval, naranccsal, málnával
Bébispenót juhtúróval
Tonhalas, kapribogyós saláta

Néhány évtizede sóvárogva gondoltunk a távoli jövőre, amikor a háztetőkön tündöklő kékes panelek ingyen termelik az áramot családunknak, s lám, az űripar után mind fényesebb karriert futnak be a polgári életben is. Műszaki mutatóik sokat javultak, hatásfokuk megnövekedett, áruk jelentősen csökkent, így a kis teljesítményű házi naperőmű már nemcsak a tehetősek kiváltsága. Újonnan épülő, fokozottan hőszigetelt és energiatakarékos háztetőre mindenképpen kifi zetődő egy 1,2-3,5 kW-os fotovoltatikus rendszer telepítése.

napelemekfenyeskarrierje 720

A zöld szemléletű alternatív áramnyerési megoldást az utóbbi években tapasztalt árcsökkenésének köszönhetően mind többen választják. Egy ilyen másfél-kétmilliós beruházásnál természetesen kulcskérdés, hogy mennyi idő alatt térül meg a befektetés. Az ár-érték arányát vizsgálva a napelemtechnika soha nem kínált olyan kedvező lehetőséget, mint napjainkban. Az elmúlt tíz évben a Távol-Keleten elképesztő mennyiségben készülnek a napelemtechnika alapját képező szilícium lapok, ezáltal a nyugateurópai vállalatok is árcsökkentésre kényszerültek versenyképességük megőrzése érdekében. További látványos árcsökkenésre azonban belátható időn belül nem számíthatunk, ezért nem érdemes tovább halogatni saját áramtermelő rendszerünk létrehozását. Most már 8-10 év alatt megtérül a befektetés, és utána 25-30 éven keresztül csendesen teszi a dolgát, és termeli az ingyen energiát. Egy átlagos, égyfős háztartás 11 000 forintos havi villanyszámláját nagyságrendileg egy 1,4 millió forintba kerülő napelemrendszer tudja kiváltani. Egy 22 000 forintos számla lenullázása viszont már csak 2,5 millió forintba kerül, vagy úgy is számolhatunk, hogy egy jó minőségű, 2 kW-os, nyolc táblából álló rendszer ára kb. 1,7–2 millió forint, ami tartalmazza a telepítés és az engedélyeztetés költségét is.

Mit vizsgáljunk a telepítés előtt?
Ha eldöntöttük, hogy belevágunk a dologba, az első lépés a megfelelő szakcég megtalálása. Számos rutinos, megbízható vállalkozás működik a piacon, úgyhogy ezzel kevésbé lesz problémánk. A következő lépés annak megvizsgálása, hogy mennyire alkalmas házunk fekvése, illetve a tető állapota arra, hogy kiépítsük a napelemes rendszert. A panelek telepítésénél a 30–45 fokos hajlásszögű tető az ideális: 25 fok alatti tetőnél nagyon koszolódik a napelem, csökken a teljesítménye. Déli tetőfelület és ideális lejtés esetén száz százalékos a hozam (a panel megjelölt teljesítményéhez képes), míg homlokzati függőleges elhelyezésnél déli felület esetén is csak 70 százalék, kelet-nyugati tájolásnál 50 százalék alá esik. Ideális hajlásszögű tetőnél egy 1 kW-os napelem Magyarországon évente 1250 kW/h áramot termel. Ha megvizsgálták a házunkat, és minden külső tényező megfelelő, akkor már csak az a kérdés, mennyi napelemre van szükségünk, hogy kitermeljük az elfogyasztandó energiát. Ezt az éves áramfogyasztásból kalkulálják ki. Miután ez megtörtént, a cég kiszállítja a szükséges napelemeket és az átalakítókat. A felszerelés 1-2 napot vesz igénybe, utána már használhatjuk is környezetbarát energiaforrásunkat.

Ha szaldós elszámolást választottunk, a nullás vagy az ahhoz közelítő egyenleg eléréséhez körültekintően megtervezett napelemes rendszer szükséges, amely akár a háztartás teljes villamosenergiafogyasztásának fedezésére alkalmas lehet. Nem érdemes túlméretezni az áramtermelési kapacitást, mert a többletet kedvezőtlen áron veszi át az áramszolgáltató. Amennyiben az éves fogyasztásunk kevesebb vagy annyi, mint amennyit használunk, akkor annyit fizet, amennyiért mi vesszük az áramot. Viszont ha többet adunk le, mint amennyit felhasználunk, már csak a rendszerhasználati díjjal csökkentett áron (kb. 50 százalék) veszik meg tőlünk. A napelemes rendszert háztartásunk teljes villamosenergia-ellátására érdemes méretezni, így nemcsak áramszámlánkat nullázhatjuk le, hanem úgy is számolhatunk, hogy a befektetett tőkénkre a jegybanki alapkamatnál kedvezőbb hozamot érhetünk el.

Egy kis technikai ismeret
Hogyan működnek és milyen típusai vannak a napelemeknek? A napelem a Napból érkező fotonokat, más néven elektromágneses sugárzást közvetlenül alakítja át elektromos árammá. A napsugarak elnyelődésekor a cellákban aktív töltött részecskék keletkeznek, amelyeket az elektromos tér elektronvándorlásra kényszerít, azaz elektromos áram jön létre. Ez a jelenség nemcsak a napsugarak hatására következik be, hanem bármilyen, megfelelő spektrumú fényforrásnál is. A napelemek a szórt fényt, illetve reggeli-esti laposabb napsugarakat is hasznosítják. Termékeikre manapság a gyártók 20- 25 év garanciát vállalnak, de a prognosztizált élettartam 30-40 év. A hatásfok emelésére több módszer is létezik, de ez összetettebb és költségesebb technológiát eredményez. A hatásfoknövelésnek van egy plafon értéke (33,7 százalék), ami átléphető, ha több vékonyréteg napelemet helyeznek el egymáson, így rétegenként egyre rövidebb fényhullámhosszra érzékenyek. További hatásfoknövelés nagyobb fénykoncentrációval érhető el, amihez lencsék vagy tükrök felhasználásával jutnak el. A fejlesztések iránya napjainkban inkább ár-érték arány (hatásfok x élettartam/gyártási költség) irányába tolódtak, amivel a megtérülési idő minimalizálása a cél. A rendszer további fontos részei: a napelemek által termelt egyenáramból a hálózat számára váltakozó áramot előállító inverter, az el nem fogyasztott áramnak a villamoshálózatba történő visszatápláláshoz és a vételezéshez szükséges speciális árammérő óra, vezetékek, tartószerkezetek, továbbá a működés, karbantartás biztonságát szavatoló egyenáramú tűzvédelmi kapcsoló.

Meddig élvezhetjük?
A napelemes rendszerek átlagos tervezett élettartama 20-25 év, de minimális kapacitáscsökkenés mellett 35 évig is működőképesek. Az inverterek 10-15 év körül elromlanak, ezzel számolni kell, de a napelemek, kábelek, a rozsdamentes acél és alumínium rögzítés kibír 25 évet is. És mi történik később? Meglepő eredményre jutott egy német egyetem az 1990-es évekbeli „1000 tető program”-ot vizsgálva: 102 napelem többsége ma is 90-95 százalékos teljesítményű, azaz a 80 százalékos, 20-25 évre szóló teljesítménygarancia valójában csak óvatos vállalás. A szilícium degradációja a gyakorlatban jóval a várt 1 százalék alatt van, tehát még legalább 5 év működés ma is elvárható a legtöbbjétől. S ami még meglepőbb: az inverterek is meglepően jól tartották magukat, az esetek felében 20- 23 év távlatában az eredetiek működnek. Összességében tehát az invertereknél továbbra is jobb 10-15 évre tervezni, de a 20 év sem lehetetlen. A ma is működő rendszereket természetesen eszük ágában sincs gazdáiknak lecserélni, sokszorosan megtermelték már a bekerülési árukat, és valóban ingyen termelik a várt időn túl is az áramot. Sőt, egy invertercserével – még ha csak 80-90 százalékon termelve is – megéri tovább üzemeltetni, ugyanakkor a mai gyártásúak várhatóan felül is múlják majd a ’90-es évek napelemeit.

napelemekfenyeskarrierje 1
Napelem alaptípusok

  • MONOKRISTÁLYOS: alapanyaga a szilícium, ár-érték arányban a leghatékonyabbak egyike, legjobb hatásfoka 18-20 százalék.
  • POLIKRISTÁLYOS: alapanyaga a szilícium, csekély mértékben maradnak alul az egykristályossal szemben.
  • AMORF SZILÍCIUM NAPELEM: viszonylag olcsó, de hatásfoka 5-8 százalék. Szilíciumból kevesebbet használnak a gyártáshoz, mint a monokristályosnál, az aktív réteg itt 1 μm vastag.
  • GALLIUM-ARZENID NAPELEM: prémium kategória, nagyon drága, több réteg pn átmenetből épül fel, így fokozzák a hatásfokot kb. 40 százalékra.
  • EGYÉB VEGYÜLETEKBŐL KÉSZÜLT FÉLVEZETŐ NAPELEM: alapanyaga kadmium-tellurid és a réz-indium-gallium-szelenid, hatásfokuk kisebb, mint 15 százalék, az aktív réteg itt is csak 1-2μm vastag.
  • SZERVES FESTÉK NAPELEM: anyaga szerves festék, mely az elektrokémia elvén működik, hatásfoka alacsony, 2-4 százalék, viszont rendkívül olcsó.
  • POLIMER ALAPÚ NAPELEM: olcsó, ám viszonylag alacsony, 3-5 százalékos hatásfokú.

 

 
Ezt megelőző cikkünk:

Hozzászólások

2
    2
    Az Ön Kosara
    Éves előfizetés
    2 X 5600 Ft = 11200 Ft
    Fél éves előfizetés
    2 X 2800 Ft = 5600 Ft