A napelem hatásfok jelentése és növelése

A napelem hatásfok egy kiemelten fontos tényező a napelemes rendszer telepítése során. Sokan összekeverik a hatásfok és a teljesítmény fogalmát, viszont a kettő nem ugyanaz. Ha Ön is szeretne megismerkedni a hatásfok működésével és a legfontosabb befolyásoló tényezőkkel, akkor olvassa el cikkünket, és döntsön okosan napelemes beruházása terén.

Napelem hatásfok jelentése

A napelem hatások arra a kérdésre ad választ, hogy a napelem panelek milyen hatékonysággal képesek elektromos energiává alakítani a napsütést. Szakszavakkal élve, a napelem hatásfoka azt mutatja meg, hogy egy adott egységnyi napelem mekkora energiatermelési képességgel bír.

Röviden: a hatásfok azt mutatja, hogy adott felületen hány Watt energiát tud termelni a napelem. Százalékosan fejezi ki, hogy a napelem mennyi napenergiát tud átalakítani elektromos energiává.

A gyártók a napelem hatásfokát közel tökéletes feltételek mellett mérik meg: 1000 wattos derékszögű besugárzás, 25 Celsius fok. Emiatt a hivatalos gyártási leírásokban közölt adatok nem fogják mindig tükrözni a napelemek tényleges hatásfokát. Az időjárás éppen aktuális jellemzőitől függ majd a teljesítmény és a hatékonyság.

A napelemek teljesítményét kilowatt peak mértékegységben adják meg (kWp). Ez tulajdonképpen a csúcsteljesítmény, amire képes, azonban ez leggyakrabban csak laboratóriumi körülmények között igaz. A környezeti tényezők befolyásolják a napelemek tényleges teljesítményét.

Eltérő napelem típusok hatásfoka

A napelem működése során említettük, hogy minden napelem típus eltérő technológiával készül és más a hatásfoka is. A folyamatos innováció miatt újabb és újabb technológiák jelennek meg a piacon, amelyek hatásfoka szintén javul. Vonjunk párhuzamot a különböző napelem típusok hatásfoka között.

Polikristályos napelem hatásfoka

Több kisebb szilícium tömbből épül fel, előállítása nem olyan drága, mint a monokristályos napelemeké. Hatásfoka is alacsonyabb azonban, nagyjából 14-16% között mozog, viszont a szórt fényt jobban tudja hasznosítani a monokristályos társainál.

Ennek eredményeként a polikristályos napelem hatásfoka felhős időben jobb lesz, mint a monokristályos napelemé.

Monokristályos napelem hatásfoka

A napelemek egyik legrégebbi technológiája a monokristályos megoldás, amelynek cellái egyetlen szilícium tömbből állnak. Ennek eredményeként magasabb az ára, mint a polikristályos paneleké.

A magasabb gyártási költségek egyben magasabb hatásfokot is eredményeznek, 16-18% körüli értékre kell gondolni.

Vékonyrétegű napelem hatásfoka

A vékonyrétegű (amorf) napelemek ugyanúgy szilíciumon alapszanak, viszont teljesen eltérő gyártási eljárással készülnek, mint az előbbi két típus. A vezetőréteg gőzöléses eljárással jön létre, ez gyorsabb és olcsóbb megoldás.

A vékonyrétegű napelem hatásfoka csak 6-8% közé tehető, vagyis nem igazán tudja felvenni a versenyt a mono- és polikristályos napelemekkel. Előnye, hogy kisebb a melegedés miatti hozamveszteség.

Napelem hatásfok növelése és csökkenése

A napelem hatásfok növelését az úgynevezett okos rendszerek tudják megvalósítani. Optimalizálják a fotovoltaikus rendszer működését, kielemzik a fellépő hibákat.

Ha egy panelre árnyék vetül, az nem húzza vissza olyan drasztikusan az egész rendszer termelését és hatásfokát. Az okos napelem rendszerek tehát összehangoltan működnek a legjobb teljesítmény elérése érdekében. A hatásfok javulása elérheti akár az 5-25%-os értéket is.

Napelemek telepítése során az olyan tényezőkre, mint a dőlésszög (Magyarországon legideálisabb a 35 fok), tájolás (déli tájolás a legmagasabb hozamú), és az árnyékolás (pl. fa, épület, villanyoszlop), kötelezően figyelembe kell venni a legideálisabb napelem hatásfok elérése érdekében.

Amit még szintén megtehetünk, ha biztosítani szeretnénk a magas hatásfokot tartósan, hogy évente tisztítjuk a napelemek felületét. Ez akár 5-10%-os hatásfok növelést eredményezhet. Minél tisztább a panelek üvege, annál könnyebb a napsugaraknak átjutni rajta a cellákig. A port leszámítva minden nagyobb szennyeződésre (pl. falevelek) oda kell figyelni, és azonnal eltávolítani a panelek felületéről.

Ezzel szemben a napelem hatásfok csökkenése szintén bekövetkezhet. Ennek okai a következők:

• Természetes hatásfok csökkenés (fényáteresztő képesség romlása a napelemek öregedésével);
• Éghajlati tényezők általi hatásfok csökkenés (rossz időjárási tényezők, páratartalom, felhősödés, füst, kedvezőtlen hőmérsékletváltozás);
• Külső tényezők általi hatásfok csökkenés (szennyeződések, sérülések, árnyékolás miatt).

A napelem hatásfoka télen attól függ, milyen típusú panelt választottunk. Amelyek felhős időben is hatékonyak, télen sem lesz velük gond. Bár csökken a teljesítményük, de az nem egyenlő a hatásfokkal! Leginkább a vékonyrétegű napelemek hatásfoka csökken télen.

Összefoglaló

A napelem hatásfoka azt mutatja, hogy az adott panel milyen százalékos hatékonysággal tudja a napenergiát átalakítani elektromos energiává.

Eltérő hatásfokkal rendelkeznek a polikristályos, monokristályos és vékonyrétegű napelemek. Mindnek megvan a maga előnye és hátránya, ezért legjobb, ha szakértők segítségét kéri saját napelem rendszerének megtervezése során.

A hatásfok növelésére léteznek az okos rendszerek, amelyek optimalizálják a napelemek működését. Emellett kiemelt szerep jut az olyan alapvető tényezőknek, mint a dőlésszög, tájolás beállítása és az árnyékolás elkerülése.