Házi készítésű napelemek

Otthon, általunk elkészített napelemekhez ajánlunk cellákat és kiegészítőket

A napenergia mindenkié és házhoz jön!

Akkor miért ne hasznosítanánk?

 

A napelem egy olyan eszköz, amely a nap sugárzását elektromos árammá alakítja át a fényelektromos jelenség segítségével. A napelem teljesítménye függ annak típusától, méretétől, a sugárzás intenzitásától és a sugárzott fény hullámhosszától, valamint annak beesési szögétől.

A napelemek (cellák) működés

Hogy megértsük a fotocellák működési elvét, meg kell ismernünk azok építő elemeit és a fény természetét. A szolár cellák két fajta anyagot tartalmaznak, ezeket gyakran p-típiusú és n-típusú félvezetőknek nevezzük. Bizonyos hullámhosszú fény képes a félvezető atomjainak ionizációjára, ezáltal a beeső fotonok többlet töltéshordozókat keltenek. A pozitív töltéshordozók (lyukak) a p-rétegben, míg a negatív töltéshordozók (elektronok) az n-rétegben lesznek többségben. A két ellentétes töltésű réteg töltéshordozói habár vonzzák egymást csak egy külső áramkörön keresztül áramolva képesek rekombinálódni, a köztük lévő potenciál lépcső miatt.

 

Napelem cella szerkezeti felépítése

Egy fotoelektromos cella teljesítményét a következő három dolog határozza meg:
       - a típusa és mérete a szolár cella anyagának
       - a fény intenzitása
       - a fény hullámhossza

A szimpla Si kristály alapú szolár cellák például nem képesek a napsugárzás energiájának 25 % - nál többet elektromos árammá alakítani, mivel az infravörös tartományban a fénynek nincs elég energiája, hogy ionizálja a félvezető atomjait. Polikristályos Si szolár cellák hatásfoka 20 % körüli, az amorf Si celláké 10 %.Egy tipikus Si kristály alapú szolár cella 1.5 W / 100 cm2 teljesítményt ad le 0.5 V DC feszültség és 3 A áram formájában teljes nyári napsütésnél (1000 W / m2). A leadott teljesítmény szinte egyenesen arányos a napsütés intenzitásával. Egy fontos tulajdonsága a szolár celláknak, hogy a cella feszültsége nem függ a méretétől, és nem befolyásolja a fény intenzitásának változása sem. Így a szolár cella áramerőssége szinte egyenes arányban van a cella méretével és a fény intenzitásával. Tehát a különböző napelemek összehasonlítására a áramerősség / felületegység (A / cm2) mérőszám ad felvilágosítást.A szolár cellákat sok különböző méretben és formában állítják elő, a felhasználási területnek megfelelően. A kisebb bélyeg méretűektől a néhány 10 centiméteresig. A cellák összekapcsolásával szolár modulokhoz jutunk. Ezekből a modulokból állítják elő a felhasználó számára a szolár rendszert. A napelemes rendszerek mérete egyebek közt függ a napsugárzás mennyiségétől, az elhelyezéstől és a felhasználói igényektől. A napelemes rendszer a szolár cellákon kívül tartalmazza még az elektromos csatlakozásokat, az illesztési eszközöket, teljesítmény szabályozókat, és az akkumulátorokat. 

Napelem típusai és jellemzői

 

A napelemeknek két fő alaptípusa van a kristályos és az amorf. A kristályos szintén további két csoportra osztható egykristályos (monokristályos) és többkristályos (multikristályos). Az amorf napelemek családjába tartoznak az vékonyfilm-rétegű napelemek, melyet a külföldi szakirodalmak már teljesen önálló napelem-típusként tárgyalnak, hiszen gyártástechnológiájuk „jelentősen" eltér nem csak kristályos, hanem a hagyományos amorf napelemekétől is! (Természetesen ez erősen típusfüggő)

Hétköznapi értelemben viszont az alábbi napelem elnevezések terjedtek el:

Alapvetően három fő típust különbözetünk meg, ezek az amorf kristályos napelem, mono- és polikristályos napelemek. A napelemek hatásfoka és előállítási költsége, nagyon eltérő egymástól. A következőkben ismertetésre kerülnek a napelemek típusai. 

1, Amorf napelem

Ez a legelterjedtebb típus, mert olcsó az előállítási költsége. A hatásfoka 4-6% között van, ami alulmarad a többihez képest. Mivel kicsi a hatásfoka ezért jóval nagyobb felületet igényel az elhelyezése. Az amorf napelem a szórt fényt jobban hasznosítja, mint a közvetlen napfényt. Az élettartamuk csak 10év körül van.

Amorf típusú napelem

Amorf típusú napelem

2, Monokristályos napelem

Ez a napelem a ma létező legjobb hatásfokkal bíró napelem, aminek hatásfoka 15-17% között van. A monokristályos napelem a közvetlen napfényt hasznosítja jobban, de a szórt napfényben már kevésbé tudja hasznosítani. Élettartama 30év körül van.

 Monokristályos napelem
Monokristályos napelem

3, Polikristályos napelem

Ennek a hatásfoka is már megközelíti a monokristályos napelemét, aminek hatásfoka 10-13% között van. Élettartama 25év körül van.

 Polikristályos napelem
Polikristályos napelem

4, Vékonyfilm-rétegű napelem

A köznyelv a gyorsabb kimondhatóság kedvéért vékony-napelemnek nevezi. Hatásfokuk megközelíti (sőt, van, amelyik túl is szárnyalja) a többkristályos napelemnél tapasztalt éréket. Átlagos hatásfoka jelenleg 8÷10%, legrosszabb 5%, a legjobb pedig akár 15% is lehet. Összességében a vékonyfilm napelemeknél elmondható,hogy nem csak az optimális telepítési szögnél (Magyarországon ez 45°) képesek a névleges teljesítményüket leadni, hanem attól akár 15°-os eltérés esetén is. Ezáltal a napelemeket 30 és 60 fokos dőlésszög tartományban telepíthetjük. A hagyományos napelemekkel szemben bizonyos mértékben a szórt Napfényt is villamos energiává tudják alakítani.

vékonyfilm-rétegű napelem

Magyarország éves napsütéses óráinak száma

Napfénytartamon azt az időtartamot értjük, ameddig a felszínt közvetlen sugárzás éri. A napfénytartamot befolyásoló tényezők a csillagászatilag lehetséges napfénytartam, a domborzat valamint a felhőzet - ez utóbbi a napsütést még a besugárzásnál is erősebben befolyásoljaMagyarországon legnaposabb a Duna-Tisza közének déli fele 2000 óra fölötti évi napsütéssel, legkevésbé napos területeink pedig az Alpokalja és az ország észak-keleti régiója, 1800 óránál is kevesebb évi napfényösszeggel.

Magyarország napsütéses óráinak száma

Télen magasabb hegyvidékeink másfélszer annyi napfényes órában részesülnek, mint az alföldi területek, mivel télen gyakoriak az olyan inverziós helyzetek, amikor az alacsonyabban fekvő vidékeket megülő ködből magasabb hegyeink kiemelkednek, és zavartalan napsütésben részesülnek. Nyáron ellenben a hegységek borultabb, csapadékosabb időjárása miatt mindegy 10 százalékkal kevesebb a napsütéses órák száma az alacsonyabb fekvésű sík fekvésű területekhez viszonyítva.

Napsugárzás spektrális megoszlása

Fénynek nevezzük az elektromágneses sugárzásnak egy bizonyos tartományát, amelyből a 400-800 nm hullámhosszúságú az ember számára látható a következő színekben:

  • 400-420 nm - ibolya
  • 420-490 nm - kék,
  • 490-540 nm - zöld,
  • 540-640 nm - sárga,
  • 640-800 nm - vörös
  • Felette „hősugárzás"

0,29-0,4 μm: ibolyántúli sugárzás, részaránya 9%

0,4-0,75 μm: látható fény tartománya, részaránya 49%
0,75 μm-től: nem látható infravörös (hő-) sugárzás, részaránya 42%

A napelem elhelyezése égtáj és dőlési szög alapján:

A napelemeket nem mindegy, hogy milyen tájolás és dőlésszög szerint helyezzük el. Egy rosszul megválasztott beállítás miatt csökken a villamos energia előállításának mennyiség. Magyarországon déli tájolás és 40˚-os dőlési szöget szokás megadni. A napelem táblákat úgy is helyezhetjük el, hogy egy napkövető rendszert építünk, ami követi a Nap mozgását és így jóval optimálisabb teljesítményt érhetünk. Ennek a napkövetős rendszernek a hátránya, hogy bonyolult automatizálási rendszer szükséges és megnöveli a napelem rendszer költségét. 

A napenergia alkalmazásának gyakorlati formái: 

Napelemes energiarendszerek esetében beszélhetünk úgynevezett szigetüzemről, és esetlegesen hálózati visszatáplálásról, valamint ezek kombinációjáról.

Sziget üzemű rendszer:

Szigetüzemről akkor beszélünk, ha a villamos energiát napelem modulokkal termeljük, és az energiát akkumulátorokban tároljuk. (Természetesen itt értendő a két elem közé bekötött töltő berendezés is). A fogyasztókat ennek segítségével elláthatjuk akár 12V, vagy 24 V egyenfeszültséggel. Amennyiben szükség van rá inverter segítségével akár ~230V feszültségű fogyasztókat is üzemeltethetünk.Jellemző megoldási módja a szigetüzemnek (például tanyák) villamosítása, melyek messze esnek a közcélú villamos energia hálózattól. Itt azonban fontos mérlegelni, hogy melyik rendszert érdemesebb telepíteni. A napelemes rendszert, vagy a közcélú hálózatot. Ezért összehasonlítandó a napelemes és a közcélú létesítési mód beruházási, illetve fenntartási költségei.

Szigetüzemű hálózat

Hálózati visszatápláló rendszer:

Hálózati visszatáplálásról akkor beszélünk, ha a napelemek által szolgáltatott feszültséget közvetlenül váltakozó feszültséggé alakítjuk át, így látjuk el a fogyasztókat. Amikor viszont nincs fogyasztás, akkor az arra alkalmas inverter segítségével a hálózatra táplálunk rá. Amennyiben a napelemek nem termelnek villamos energiát, természetesen azt a hálózatról vételezünk. A hálózati visszatáplálás jellemző formája az olyan családi házak, amelyek rendelkeznek már villamos hálózattal. Ha többlet energia termelődik, akkor azt vissza lehet táplálni a hálózatra, és erre a célra kialakított (kétirányú) speciális mérőóra számlálja. Az áramszolgáltatók 2003 óta kötelesek átvenni a zöldenergiát. 

Hálózati visszatáplálás

 

Hálózattal való szinkronüzem:  

Egyes szakirodalmak a szigetüzemű működéhez, mások pedig a hálózatra kapcsolt üzem közé szokták besorolni. A napelemek által termelt villamos-energiát az inverteren keresztül, közvetlenül a konnektorba vezetjük csatlakozó közbeiktatásával. Az áramszolgáltató vállalatok valószínűleg nem fogják elismerni, ugyanis a jelenlegi jogszabályi háttér és az áramszolgáltatók bevett szokása, gyakorlata szerint a napelemek által termelt villamos-energiát az inverteren keresztül közvetlenül (arra a csatlakozási célra kialakított megszakítón át) a mérőórára kell csatlakoztatni. Ennek tükrében az áramszolgáltató valószínűleg automatikusan szigetüzemű rendszernek fogja minősíteni. 

 

 








Weblap látogatottság számláló:

Mai: 61
Tegnapi: 66
Heti: 61
Havi: 1 712
Össz.: 318 987

Látogatottság növelés
Oldal: Napelemek típusai, felépítése
Házi készítésű napelemek - © 2008 - 2017 - napenergia.hupont.hu

Az ingyenes honlapkészítés azt jelenti, hogy Ön készíti el a honlapját! Ingyen adjunk: Ingyen Honlap!

Adatvédelmi Nyilatkozat

A HuPont.hu ingyen honlap látogatók száma jelen pillanatban:


▲   Itt: tab szalag - Vatera.hu
X

A honlap készítés ára 78 500 helyett MOST 0 (nulla) Ft! Tovább »