Kezdőlap / Technológiák / Épületek / Napjaink napelemei
Tudj meg többet: Napenergia

Napjaink napelemei

A napelem korunk egyik legdinamikusabban fejlődő villamosenergia-forrása. Ebben a cikkben a napelemek alapvető működéséről, műszaki és gazdasági kérdéseiről lesz szó.

A napelemes, vagy fotovoltaikus rendszer a fény energiájának segítségével állít elő villamos energiát. De hogyan is teszi mindezt? A napelemek anyaga félvezető, általában szilícium, amelyben különféle szennyező anyagok felhasználásával a félvezető egyik oldalában elektronokkal, azaz negatív töltéshordozókkal telített részt, míg a másik oldalában elektron lyukakkal, azaz pozitív töltéshordozókkal telített részt hoznak létre. A két részt kiürített réteggel választják el egymástól.

Ahogy a képen is láthatjuk, beérkeznek a fény fotonjai, amik a félvezető atomjaiból elektronokat szakítanak le. A leszakított elektronok a negatív elektródára érkeznek, míg az elektronlyukak a pozitív elektródára. A két elektróda között így létrejött feszültség és meginduló áram a létrehozott elektromos energia, amit a napelem előállít.

NAPELEMES RENDSZEREK

A napelemeket helyezhetjük háztetőkre, valamint talajon lévő tartószerkezetre is. A kis méretű, 50 kilowattnál kisebb naperőműveket háztartási méretű kiserőműnek (HMKE) nevezzük. Ezek általában a háztetőkön helyezkednek el, így nem foglalnak el értékes négyzetmétereket a telken.

Háztetőnkre napelemet telepítve üzemelhetünk sziget üzemben, ahol a hálózattól függetlenül, önellátóan működhetünk. Ebben az esetben a napközben megtermelt energiát egy energiatárolóban tároljuk, például egy akkumulátorban. Ezt a lehetőséget nem igazán alkalmazzák, hiszen az energiatárolás költséges és veszteséges, valamint a rendszert túl kell méretezni az igényekhez képest.

A másik lehetőség a villamos hálózathoz való csatlakozás, ami mind műszaki, mind gazdasági megközelítésben előnyösebb. Itt túltermelés esetén a többletet betápláljuk a hálózatba, amikor viszont nagyobb a villamos energia igény, mint a termelés, fogyasztunk a hálózatból. A jelenlegi megújuló támogatási rendszer, a METÁR értelmében az áramszolgáltató köteles átvenni a megtermelt energiát a termelőtől, eladási áron a HMKE-k esetében. Ezzel a konstrukcióval a rendszer megtérülését egyes számítások 8, mások 13 évre teszik.

Az 50 kW-nál nagyobb naperőműveket általában már a földre szokták helyezni, és sokszor inkább cégek birtokolják magánszemélyek helyett. Sok helyen a hatalmas naperőműparkokat meglévő erőművek mellé építik , ahol már található egy kiépített villamos rendszer, amit a napelemekből termelt energia elszállítására is lehet használni. Magyarország legnagyobb naperőműparkja, a maga 16 MW-os névleges teljesítményével, a Mátrai Erőmű mellett található, meglehetősen impozáns látképpel:

A METÁR rendszerében az 0,5 MW-nál nagyobb naperőművek kedvezőbb feltételeket élveznek, az ő áramátvételük már piaci alapú – hiszen az áram ára időben nagyon gyorsan változik.

A napelemek egyik legnagyobb műszaki kihívása a szabályozásuk, hiszen a konvencionális erőművekhez (pl. szénerőművekhez) képest a napenergia nem szabályozható – csak akkor termel energiát, amikor süt a nap. Ez a szabályozásban nehézségeket jelent, hiszen a villamos energia, rendszer szinten, jelenlegi technológiákkal nem tárolható gazdaságosan! Így a villamosenergia-termelés minden pillanatban meg kell egyezzen a villamosenergia-fogyasztással. Ezt csupán napenergiával nem lehetséges elérni, szükséges mögé egyéb, jól szabályozható energiaforrás is.

KÖRNYEZETI HATÁS

Nem maradhatna ki cikkünkből a napenergia legnagyobb előnye, hogy az energia megtermelése közben nem bocsát ki szén-dioxidot. Ez még önmagában nem jelenti azt, hogy egy teljesen környezetbarát techológiáról beszélünk, hiszen a gyártása, valamint az elhasznált panelek elhelyezése erőforrást és környezetterhelést eredményez. Összességében viszont, a teljes életciklust tekintve is környezetbarátnak tekinthető a konvencionális energiaforrásokhoz képest.

Egyik pillanatról a másikra minden energiaforrást napelemekre cserélni – bármilyen jól hangzana – nem lehetséges. Ettől függetlenül a napelemek alkalmazása és gyors, nem túlerőltetett elterjesztése elengedhetetlen a szén-dioxid kibocsátás csökkentéséhez, így a globális felmelegedés leküzdéséhez.

 

forrás: energiam.blog.hu

Sipos Gergő Z.

Ajánlott tartalom

Félmillió napelemet telepít a francia hadsereg

A Photosolt a Fegyveres Erők Minisztériuma által augusztusban kiírt pályázat alapján választották ki a projekt fejlesztőjének.