Egyre nagyobb igény mutatkozik a környezetbarát és gazdaságos napenergia előállítására, de miből készülnek a napelemek és milyen elven állítják elő az elektromos áramot?
Kíváncsi vagy miből készülnek a napelemek?
A napelemek félvezető panelekből épülnek fel, amelyeket jellemzően szilíciumkristályokból készítenek. A P-típusú félvezető panel, pozitív töltéssel rendelkezik és bórt tartalmaz. Míg az N-típusú félvezetők foszfor tartalmuknak köszönhetően negatív töltésűek, hiszen a negatív töltésű részecskékből, az elektronokból többlet alakul ki. A két különböző töltésű félvezető réteg összeillesztésekor a töltések kiegyenlítődnek és feszültség indukálódik.
Mégis hogyan lesz a napsütésből áram?
A nap sugarai energiával rendelkező részecskéket, fotonokat tartalmaznak. Ezeknek a részecskéknek a „befogásával” történik az energia termelése. A napsugarakban lévő fotonok átadják energiájukat a napelem panelekben lévő szabad elektronoknak, amelyek ennek hatására elmozdulnak. Megindul az elektronok áramlása, amely egyenáramot fejleszt.
Szemléletesen ezt úgy lehet elképzelni, mint amikor a mozgó biliárdgolyó (napfény fotonja) eltalál egy szabadon álló másik golyót (napelem elektronja), amely így gurulni kezd. A napelem nemcsak a napfény energiáját képes hasznosítani, hanem bármilyen megfelelő hullámhosszúságú fény energiáját is.
Mit jelent a napelem inverter?
A napfény által gerjesztett elektronáramlást vezetékek segítségével lehet elvezetni, egyenáram formájában. Ez viszont nem alkalmas a háztartásokban használatos készülékek üzemeletetésre, ezért át kell alakítani váltóárammá. Ez okból minden napelem rendszerhez tartozik egy úgynevezett inverter, amely képes arra, hogy az egyenáramot váltóárammá változtassa.
Hogyan működik a napelemes inverter rendszer?
A napelemek által termelt egyenáram nem alkalmas közvetlenül felhasználásra, mert áramerőssége és feszültsége változó. Az elektromos hálózatban az 50Hz-es és 230V-os váltóáram az, amely közvetlenül hasznosítható a háztartásokban. Az inverter tehát a napelemek által megtermelt egyenáramot alakítja át az elektromos készülékeid számára is „fogyasztható” minőségű váltóárammá.
Mit jelent a szigetüzemű rendszer és a hálózatra visszatápláló rendszer fogalma?
A napenergia által termelt áram nem folyamatos, hiszen a napszaktól, a napsugárzás mértékétől függ. Illetve a megtermelt villamosenergia sem mindig kerül azonnal felhasználásra, ezért szükséges valamilyen módon tárolni a megtermelt áramot. Az elraktározott villamosenergia már folyamatosan elosztható, így akkor is lesz áramod, amikor épp nem süt a nap. Erre két megoldás kínálkozik.
A szigetüzemű rendszer esetében egy akkumulátorban tárolódik a villamosenegria, és innen történik az inverter felé továbbítás, majd a háztartásba történő betáplálás. Szigetüzemű rendszereket jellemzően olyan helyeken alkalmazzák, ahová nincs az elektromos-közműhálózat bevezetve.
A másik lehetőség az úgynevezett visszatápláló rendszer. Ebben az esetben a megtermelt áram fel nem használt része a közüzemi hálózaba táplálódik vissza, amelyet a szolgáltató hasznosít. Ehhez szükség van egy úgynevezett oda-vissza mérő villanyórára. Amikor a napelemek nem termelnek áramot (éjszaka, rossz idő esetén), akkor pedig hagyományosan a közüzemi hálózatból történik az áramellátás.
A szolgáltatótól felvett áramért fizetned kell, míg a napelem rendszered által termelt többletáramot a szolgáltató vásárolja meg tőled, számla ellenében. Az évenkénti villanyóra leolvasásnál ellenőrzik, a felvett- és a leadott árammennyiség arányát. Előfordulhat, hogy lenullázod az áramszámládat. Szerencsés esetben pedig még plusz bevételre is szert tehetsz a napelemrendszered által megtermelt árammal. Értelemszerűen ez a lehetőség, csak a visszatápláló rendszer esetében áll fenn.
A napelem rendszer működéséből adódóan tehát hosszú távra biztosíthatod magadnak illetve családodnak az áramellátást, megújuló energia formájában.
