Amit eddig még nem tudtál a napelemekről – 4 fontos kérdést tisztázunk!

Nagyon sok hasznos információt olvashattunk már a napelemes rendszerekről, azok működéséről, megtérüléséről és finanszírozásáról. Azonban kevés szó esik arról, hogy milyen gyártási technológiával és milyen alapanyag felhasználásával készülnek a napelemek.

Mielőtt jobban elmélyülnénk a napelem előállításának témájában, tisztázzunk néhány alapvető, de rendkívül fontos fogalmat, amelyek egy napelemes rendszer megrendelése, kivitelezése során előfordulhatnak. A köznyelvben sokszor keverik a napelem cella és napelem modul kifejezéseket, de a kettő közel sem ugyanaz.

A napelem cella a rendszer szíve.

A napelem modulok napelem cellákból épülnek fel, melyek a napfényt elektromos árammá alakítják. Minden napelem cellában félvezető rétegek találhatók. A cellákra eső fény elektromos mezőt hoz létre a rétegek között, és áram jön létre. A napelem cellák összekapcsolásából és keretbe foglalásából épül fel a napelem modul, amely gyártótól függően 60-72-120 napelem cellát tartalmaz. A napelem modulok összekapcsolásával tetőre vagy földre telepítve kapjuk meg a napelemes rendszert, ahogyan az alábbi ábra mutatja.

1. Léteznek különböző napelem típusok?

A legtöbb megrendelő első kérdése. A válasz: Igen! A napelemeket alapanyaguk és gyártási technológiájuk alapján különböző csoportokba sorolhatjuk.
A két fő típus a kristályos napelemek és az Amorf vagy más néven vékony filmes napelemek. A kristályos napelem cellák alapanyaga a szilícium, melyet a természetben is nagy mennyiségben előforduló szilícium-oxidból nyernek ki. A cellák gyártási technológiája alapján megkülönböztetünk monokristályos és polikristályos cellákat. A napelemek külső megjelenésükben is eltérnek egymástól, a polikristályos napelemekben a cellák jellemzően téglalap alakúak, míg a monokristályos változatoztnál nyolcszögletűek.

2. Mégis mi a különbség a két típus között?

Nem sokban különböznek egymástól, mindkettő alapanyaga nagy, közel 100 százalékos tisztaságú szilícium. A modulok felépítésének módja is azonos. A legnagyobb különbség a gyártási folyamatban rejlik.
A monokristályos napelemek esetében a nagy tisztaságú szilíciumot 1300-1400 Celsius-fokon megolvasztják, majd az olvadékba egy fémrudat dugva, erős elektromos térben a megszilárduló olvadékot hengeres formájúra húzzák. Ennek köszönhetően a tiszta szilíciumrúd egyetlen nagy kristályként szilárdul meg. Ezzel szemben a polikristályos cellák alapanyagát jelentő szilíciumolvadékot egy négyzetalapú sablonba öntik és lassan hagyják kihűlni, amely ugyan szintén egy kristályszerkezetben szilárdul meg, hiszen minden egyes önálló kristálynak ugyanaz lesz a kristályszerkezete, de a folyamat során több egyedi kristály képződik, amelyek különböző módon helyezkednek el egymáshoz képest, azaz más-más kristályorientációban érintkeznek egymással

Ezt követően mind a mono-, mind a polikristályos szilíciumtömböket körülbelül egy milliméter vastag lapokra vágják, formára igazítják, majd panelekbe helyezik őket.

3. Melyik technológia jobb?

Attól függ! A polikristályos cellákból felépülő napelem modulok jobban hasznosítják a szórt fényt, pl.: borult időben hatékonyabbak, mint a monokristályos társaik, amelyek viszont tiszta, napsütéses időben termelnek többet. A tapasztalat azt mutatja, hogy magyarországi telepítésnél majdnem mindegy, hogy melyik fajtát választjuk, hiszen a két típus éves termelése közel azonos és az áraikban sincs jelentős eltérés. Hatásfokuk: kb. 14-18%.

Az Amorf napelemek

Vékonyrétegű vagy vékonyfilmes technológiai eljárással készülnek. Ebben az esetben a félvezető réteget (ami lehet szilícium, de használnak más alapanyagokat is, mint például kadmium tellurid stb.) kémiai vagy fizikai lecsapatással közvetlenül az üvegre, vagy más hordozó felületre viszik fel vékony filmrétegként, így egy egységesen bevont felület jön létre. A vékonyrétegű napelemek kevésbé elterjedtek, mivel alacsonyabb a hatásfokuk, épp ezért nagyobb felületet igényelnek a telepítésnél. Egyik előnyük, hogy jobban viselik a meleget, a kristályos változatokkal szemben, másik előnyük, hogy nem csökken a hatásfokuk a napelem modul hőmérsékletének emelkedésével, ezért előszeretettel használják forróbb égöveken (pl: sivatagokban). Hatásfokuk: kb. 8-10 %.

4. Melyik típus látható a legtöbb háztetőn?

A mono-, és polikristályos változatok találhatóak meg a legtöbb magyar háztartásban.

Ennek legfőbb oka, hogy a kristályos napelemeket 1954 óta gyártják tömegesen, hiszen itt a legkönnyebb és leggyorsabb a fejlesztés, a rendelkezésre álló tapasztalatoknak köszönhetően, így az ilyen típusú napelemeknek a legmagasabb a hatásfoka és a költség-megterülés aránya.

Ajánlott cikkek