Mitől termel a napelem? Így működik a napelemes rendszer
A napelem működése elsőre talán bonyolultnak tűnhet, pedig alapelv egyszerű: a napelem a napfény energiáját elektromos energiává alakítja.
De hogyan történik ez pontosan? Miért termel a napelem akkor is, amikor kint hideg van? Miért van szükség inverterre? És mitől függ, hogy egy napelemes rendszer egy adott napon mennyi energiát képes előállítani?
Nézzük meg egyszerűen, szakzsargon nélkül.
A napelem nem a meleget, hanem a napfényt használja
Az egyik leggyakoribb tévhit, hogy a napelemnek melegre van szüksége a működéshez.
Valójában a napfény a lényeg, nem a hőmérséklet.
Ezért a napelemek télen is termelnek elektromos energiát. Egy hideg, de napos téli napon ugyanúgy működnek, mint nyáron. A téli termelés azonban általában alacsonyabb, mert rövidebbek a nappalok, alacsonyabban jár a Nap, és gyakrabban fordulnak elő borult időszakok.
Érdekesség, hogy a túl magas hőmérséklet sem feltétlenül kedvező a napelemeknek: a panelek teljesítménye a melegedés hatására valamelyest csökkenhet.
Hogyan lesz a napfényből elektromos energia?
A napelemek belsejében fotovoltaikus cellák találhatók. Ezek jellemzően szilícium alapúak.
Amikor a napfény eléri a cellákat, a fény energiája hatással van a cellában található elektronokra. Az elektronok mozgása elektromos töltések áramlását hozza létre. Így keletkezik a napelemek által előállított egyenáram.
A folyamat leegyszerűsítve: Napfény → napelemcella → elektromos energia
A történet azonban itt még nem ér véget.
Mi az inverter feladata?
A napelemek egyenáramot termelnek, a háztartások elektromos hálózata és a legtöbb otthoni készülék viszont váltakozó áramot használ. Itt lép be a rendszerbe az inverter.
Az inverter a napelemek által előállított egyenáramot a háztartásban felhasználható váltakozó árammá alakítja.
Egyszerűen: Napfény → napelem → egyenáram → inverter → felhasználható elektromos energia
Az inverter a napelemes rendszer egyik fontos eleme, ezért a megfelelő típus kiválasztása és a rendszerhez való illesztése is lényeges a tervezés során.
Mitől függ, hogy mennyit termel a napelem?
Nem minden napelemes rendszer termel ugyanannyit. Az energiatermelést több tényező együttesen befolyásolja.
1. Mennyi napfény éri a paneleket?
Minél több megfelelő intenzitású napfény éri a napelemeket, annál több energiát képesek előállítani.
Ez azonban nem jelenti azt, hogy felhős időben egyáltalán nincs termelés. A szórt fényből is képesek energiát előállítani, csak általában jóval kevesebbet.
2. Milyen tájolású és dőlésszögű a tető?
A napelemek elhelyezkedése jelentősen befolyásolhatja a termelést.
A tervezésnél ezért figyelembe kell venni többek között:
- a tető tájolását,
- a dőlésszöget,
- a rendelkezésre álló felületet,
- valamint az esetleges árnyékolást.
Nem létezik egyetlen, minden házra tökéletesen alkalmazható napelemes rendszer.
3. Van-e árnyékolás?
Egy közeli fa, kémény, épület vagy más akadály árnyéka hatással lehet a panelek teljesítményére.
Ezért egy professzionálisan megtervezett rendszer esetében az árnyékolási viszonyokat is érdemes figyelembe venni.
4. Milyen a hőmérséklet?
A napelemek működéséhez nem szükséges magas hőmérséklet.
Sőt, a panelek teljesítménye magasabb hőmérsékleten valamelyest csökkenhet. Ezért nem feltétlenül egy forró nyári nap jelenti a napelemek számára az ideális körülményeket.
5. Milyen állapotban vannak a panelek?
A por, pollen, szennyeződés vagy egyéb lerakódások csökkenthetik a panelek felületére jutó fény mennyiségét.
A csapadék sok esetben természetes módon segít tisztán tartani a paneleket, de bizonyos környezetekben és körülmények között szükség lehet a rendszer ellenőrzésére és tisztítására is.
6. Hogyan van megtervezve a teljes rendszer?
A napelem önmagában nem egy komplett napelemes rendszer.
Fontos szerepe van többek között:
- a paneleknek,
- az inverternek,
- a megfelelő méretezésnek,
- a panelek elhelyezésének,
- az elektromos kialakításnak,
- és az ingatlan energiaigényének.
Ezért a tervezésnél nem pusztán az a kérdés, hogy hány napelem fér el a tetőn.
Az a cél, hogy a rendszer az adott ingatlanhoz és energiafogyasztáshoz megfelelően legyen kialakítva.
Mi történik azzal az energiával, amit a napelem megtermel?
Amikor a napelemes rendszer energiát termel, az adott pillanatban működő fogyasztók ezt az energiát felhasználhatják.
Például működhet róla:
- a hűtőszekrény,
- a világítás,
- a mosógép,
- a klíma,
- a számítógép,
- vagy akár egy elektromos autó töltése.
Ha a termelés és a fogyasztás nincs egyensúlyban, az energia felhasználásának és elszámolásának módját a rendszer kialakítása és az aktuális szabályozási környezet határozza meg.
Éppen ezért a napelemes rendszer megtervezésénél érdemes nemcsak a jelenlegi, hanem a várható jövőbeli energiaigényt is figyelembe venni.
Miért termel a napelem télen is?
Ahogy már említettük, a napelemnek napfényre van szüksége, nem melegre. Ezért egy hideg, napos téli napon is termel.
A téli hónapokban azonban a nap alacsonyabb szögben jár, rövidebb ideig van világos, és több lehet a felhős időszak. Emiatt a termelés általában elmarad a nyári hónapokétól.
Ez teljesen természetes.
Egy napelemes rendszert ezért nem egyetlen nap vagy hónap teljesítménye alapján érdemes megítélni, hanem hosszabb, jellemzően éves időszakban érdemes vizsgálni a termelését.
És mi történik, ha sokkal több energiát fogyasztunk?
Az energiaigény idővel változhat.
Lehet, hogy egy család elektromos autót vásárol, hőszivattyút épít be, elektromos fűtésre vált, vagy egyszerűen több elektromos berendezést használ.
Ilyenkor előfordulhat, hogy a korábban megfelelő méretű napelemes rendszer már nem fedezi ugyanazt az energiaigényt.
Ez nem feltétlenül jelenti azt, hogy teljesen új rendszert kell kiépíteni.
Bizonyos esetekben a meglévő napelemes rendszer bővíthető vagy más energiamenedzsment-megoldással egészíthető ki.
Összefoglalva: mitől termel a napelem?
A válasz röviden: A napelem a napfény energiáját alakítja át elektromos energiává.
A folyamat: ☀️ Napfény → napelemcella → egyenáram → inverter → felhasználható elektromos energia
Hogy egy adott rendszer mennyi energiát termel, azt több tényező együtt határozza meg: a napsütés mennyisége, a tájolás, a dőlésszög, az árnyékolás, a hőmérséklet, a panelek állapota, az inverter és a teljes rendszer megfelelő megtervezése.
Éppen ezért nincs két teljesen egyforma napelemes rendszer.
A jó rendszer nem egyszerűen attól jó, hogy sok napelem van a tetőn. Az a fontos, hogy az adott ingatlanhoz, fogyasztási szokásokhoz és energiaigényhez megfelelően legyen megtervezve.
Ha pedig napelemes rendszer telepítésén, bővítésén vagy szervizelésén gondolkodsz, az MP SOL csapata a felméréstől a tervezésen át a kivitelezésig segít.
