Miért fontos a napelem hatásfoka?

Miért fontos a napelem hatásfoka? Ez a tényező befolyásolja, hogy mennyi idő alatt térül meg a befektetés a napelem rendszerbe. Nem olyan bonyolult, mint ahogy elsőre hangzik, csak kicsit meg kell ismerni.

Ebben a cikkben érthetően és lépésről lépésre magyarázom el a jelentését és a legfontosabb információkat. Napelem hatásfok 1 percben…

Mi befolyásolja a napelem hatásfokot?

Különböző tényezők befolyásolják a napelem hatásfokát.

Külső tényezők lehetnek:

  • a napsütéses órák száma
  • a szórt fény és direkt napsugárzás mennyisége
  • szennyeződések
  • árnyék vetülése a napelemre
  • éghajlati tényezők
  • az aktuális évszak

A napelem telepítéséből és technológiájából eredő tényezők lehetnek:

  • a napelem dőlésszöge
  • a napelem tájolása
  • a napelem érzékenysége a felsorolt tényezőkre
  • a technológiából eredő jellegzetességek
  • a napelem inverter hatásfoka

napelem-napfeny

Napelem hatásfok jelentése

A napelem hatásfoka azt jelenti, hogy a készülék a napsütést milyen hatékonysággal alakítja át elektromos energiává. Adott felületen a napelem hány Watt energiát képes termelni.

A napelem megtérülést jelentősen befolyásolja a napelem élettartama. Mennyi ideig működik és milyen teljesítménnyel? A Mennyi a napelem élettartama? című cikkben erre is válaszolok.

Napelem hatásfok napelem típusok szerint

Megnézünk néhány napelem technológiát, amik közül lesznek olyanok, amik népszerűek és lesznek olyanok is, amik még fejlesztés alatt állnak. Összehasonlítjuk őket a hatásfokuk alapján. Első ránézésre kisebb különbségeket láthatunk, de ezek összességében több év távlatából már jelentős hozammal járnak.

1, Monokristályos napelem hatásfoka

A monokristályos napelemek a legrégebbi technológiának számítanak. Egy szilícium tömbből áll, így a gyártása költségesebb. Az eljárás mód miatt hatásfoka a legjobb jelenleg. Általánosságban elmondható, hogy 16-18%-os hatásfokú, de természetesen ez változó lehet az egyes termékek esetében.

2, Polikristályos napelem hatásfoka

A polikristályos napelem már több kisebb szilícium tömbből áll, ezért az előállítása is olcsóbb. Hatásfoka valamivel alacsonyabb, 14-16% körül. Előnye, hogy a szórt fényt jobban képes hasznosítani.

3, Vékonyrétegű napelem hatásfoka

A vékonyrétegű napelem, vagy más néven amorf napelem is szilícium alapú, de gőzöléses eljárással készítik, ami gyorsabb és olcsóbb az összes közül. Hatásfoka viszont jelentősen kisebb 6-8%-os. Így nem tudja felvenni a versenyt a mono- és polikristályos napelemekkel.

4, Perovszkit napelem hatásfoka

A perovszkit egy újabb technológia, ami egészen más elven működik, mint a jól megszokott technológiák. Egyenlőre csak kísérleti stádiumban vannak, a tömeggyártásuk nem kezdődött el, de a tervek szerint alacsonyabb előállítási költséggel és kb. 20%-os hatásfokkal rendelkeznek.

5, Gallium-arzenid hatásfoka

Ezt nagyon kevés helyen alkalmazzák. Sokáig csak az űrkutatásban tudták hasznosítani, ott viszont kimagaslóan magas, 50%-os hatásfokkal is. Jelenleg az előállítási költsége túl magas.

Legjobb hatásfokú napelem

Mindenki a legjobb hatásfokú napelemet keresi, de ezt nem lehet egyértelműen kijelenteni egyik termékről sem. Folyamatosan dőlnek meg rekordok, mindig egy kicsit jobb hatásfokú napelemet terveznek a mérnökök, hiszen a technológia fejlődik. Ezekkel az értékekkel viszont óvatosan kell bánni, mert a laboratóriumi körülmények mindig a legideálisabbak. Ennél mindig rosszabbak lesznek az eredmények, amikor a valódi körülmények között teljesítenek.

Különböző helyszíneken más és más mennyiségben kapnak szórt fényt és direkt napsugárzást. A különböző éghajlati tényezők esetében más és más lesz a legjobb napelem. Ez is jelentősen befolyásolja, hogy Önnek melyik lesz a legjobb hatásfokú napelem.

napelem-hatasfok

Napelem hatásfok számítás

A hatásfok (η, “eta”) százalékosan fejezi ki, hogy a napelem mennyi napenergiát képes átalakítani elektromos energiává. A hatásfok kiszámításához az alábbi képletet lehet használni:

η = Pm/ E * Ac

Ez azt jelenti, hogy:

Pm: a fényelem által leadott maximális teljesítmény,
E: a napsugárzás energiája (W/m2),
Ac: a napelem felülete (m2)

A hatásfok “eta” százalékosan fejezi ki, hogy a napelem mennyi napenergiát alakít át elektromos energiává.

A Napelem fogalmak című cikkben foglaltam össze az összes fontos napelemmel kapcsolatos fogalmat.
A hatásfokot elsősorban az korlátozza, hogy a Nap sugárzása széles hullámhosszspektrummal rendelkezik (300 nm-2500 nm), azonban a napelemet egy hullámhosszra lehet könnyen optimalizálni.
A több hullámhosszra történő optimalizálást több félvezető p-n átmenet egymásra építésével valósítják meg, ami bonyolultabb napelem szerkezetet eredményez.

Napelem hatásfok télen

Ha azt vizsgáljuk, hogy az adott napelemnek mekkora a hatásfoka télen, akkor azt tapasztalhatjuk, hogy azok a típusok, amik jobban kedvelik a szórt fényt, azok hatásfoka nem romlik jelentősen télen. Mivel a napfény kevesebb olyankor, ezért nem fognak sokat termelni, de azt a keveset is tudják hasznosítani.

A teljesítmény és a hatásfok különbsége itt is jól észrevehető. A teljesítmény jelentősen csökken télen, de a hatásfok azt mutatja meg, hogy az a mennyiség, amit termelt, azt mennyire képes hasznosítani.

A napelem téli működéséről a Napelem működése télen című cikkben írtunk részletesen!

Napelem hatásfok növelés

A napelemek hatásfokának növelését a „Smart” rendszerekkel lehet elérni. Optimalizálják a rendszer működését, jelzik az esetleges hibákat. Nagy előnye, hogy a hagyományos rendszereknél, ha egy táblára árnyék vetült, akkor az egész rendszer hatásfoka csökkent. A Smart rendszerek a különböző dőlésszögű és elhelyezkedésű napelemek működését össze tudja hangolni és a lehető legtöbbet kihozni belőlük.
Természetesen ez egy napelem rendszer esetében 5-25%-os teljesítmény javulást is eredményezhet.

Napelem hatásfok csökkenés

A napelemek hatásfokának csökkenése egyrészt természetes folyamat, másrészt különböző tényezők ronthatják. Ezeket érdemes kiküszöbölni, amennyire lehetséges.

Ezek a tényezők az alábbiak:

  • a napelem fényáteresztő képessége csökken idővel
  • szennyeződések, sérülés a napelemen
  • árnyék vetül a napelemre

Napelem inverter hatásfok

A napelem inverterek is nagy fejlődésen mentek keresztül az utóbbi évtizedekben. Nőtt az élettartamuk és a  hatásfokuk is. Minden inverternek meg van határozva gyárilag egy hatásfok értéke. Ez a szám azt jelzi, hogy ideális körülmények (ami a valós életben nincs) között az inverter mennyi energiát képes előállítani a bejövő energiából. Más szemszögből megfogalmazva, mekkora veszteséggel dolgozik. Ez ideális esetben 97% körül mozog. A különböző gyártmányú inverterek között természetesen vannak különbségek.

A napelem inverterekről részletesen a Napelem inverter tudnivalók című cikkben olvashat.

Összegezve:

A napelemek hatásfoka minden termék esetében más és más lehet. Érdemes az összes többi tényezővel együtt megvizsgálni, melyek az előnyök és hátrányok. A különböző igényeknek különböző típusú termékek felelhetnek meg.

Tényezők, amik jelentősen befolyásolják a napelem megtérülést:

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük

* GDPR checkbox elfogadása kötelező.

*

Elfogadom.

Ez a weboldal az Akismet szolgáltatását használja a spam kiszűrésére. Tudjunk meg többet arról, hogyan dolgozzák fel a hozzászólásunk adatait..

Read previous post:
Napelem pályázat 2020

Az Európai Unió által biztosított keretösszeg nagy valószínűséggel 2020-ban is elérhető lesz, amit a megújuló energia források hatékony felhasználására és

Close