napelem

Az elektromos áram megtermelése ma már az otthonainkban is lehetséges, hiszen a napelemes rendszer nyújtotta lehetőségek egyre fejlettebbek. De vajon hogyan épülnek fel a panelek és milyen működési elv mentén termelik meg nekünk a zöld energiát? Most érthetően elmagyarázzuk!

Miért használunk napelemeket?

A nem megújuló energiaforrások – ahogy azt a nevük is mutatja – sajnos egy idő után elfogyhatnak. A földgáz, a kőolaj és más energiaforrások pedig nemcsak az erre épített gépek és hálózatok működését béníthatják meg idővel, hanem a környezetre is rendkívül negatív, szennyező hatással vannak.

Azonban a tudomány felismerte a megújuló energiaforrásokban rejlő zöld lehetőségeket is, melyek közül cikkünkben a napenergia kap kiemelkedő szerepet. Hiszen a tudomány keresett és talált is megoldást az energia kinyerésére ebből az ingyen kapott zöld forrásból: a napelem segítségével. De miből áll ez és hogyan működik?

A fotovoltaikus panelek felépítése

napelem

Kép forrása: Unsplash.com / Szerző: Markus Spiske

A napelemes rendszer elemeit képező táblák ma már robotizált körülmények között készülnek. Az alapvető alkotóelem nagy tisztaságú homokból, azaz szilícium-dioxidból készül, ami hosszú feldolgozási folyamat révén állítható elő. A kapott kőszerű nyersanyagot megolvasztják, majd az így létrejött nagyméretű szilíciumtömböt több lépésben felszeletelik. 

A szilíciumlapok felépítése és működése

A minőségellenőrzésen és tisztításon átesett szilíciumlapokat felületkezelik a nem kívánatos reflexiók megszüntetéséhez. A következő lépés a félvezető szilíciumlap pozitív vagy negatív típusú félvezető szennyezőanyaggal történő ellátása. A technológiától függően a foszfor- és/vagy bórgáz atomjai beépülnek a kemencében felhevített szilíciumlapok felületi kérgébe.

A pozitív típusú réteg esetén a felhasznált bór elektronhiányt generál a rácsszerkezetben, míg a negatív esetben a foszfor elektrontöbblettel rendelkezik.

Mivel a rendszer egyensúlyi állapotra törekszik, ezért az elektrontöbblet vándorolni kezd a hiány felé és így semlegesítik egymást. Egy savas fürdőben azonban szétválasztják őket, és a pozitív hiány lefelé vándorol, míg a negatív többlet felfelé.

Napsugárzásból érkező fotonok hatására mozgásba lendülnek az elektronok, ami feszültséget generál. A mozgás során az elektronok helyén hiányok keletkeznek, ami a pozitív irányba igyekszik majd, ez a folyamatos mozgás pedig elektromos teret és feszültséget hoz létre.

Utómunkálatok

A következő lépésben a busbar-okat, vagyis az elektrongyűjtő síneket rányomtatják a pozitív felületre. Ezek a sínek gyűjtik össze ugyanis azt a feszültséget, ami az egyenáramot adja majd. A gyártás végeztével a cellákat különféle minőségi osztályba sorolják, majd ennek megfelelően állítják össze a napelemeket. A táblákra rákerül még egy üveglap, egy alumínium keret és a megfelelő kábelek is.

A napelemes rendszer működése

A táblák felépítése elsőre bonyolultnak tűnhet, azonban igazán egyszerű dologról van szó. A napsugárzás hatására a szilíciumlapon létrejövő töltések mozgásba lendülnek, ami feszültséget okoz. Ezt a feszültséget pedig egyenáramként veszi fel és vezeti el a panelen elhelyezett  sínrendszer (busbar).

A sínrendszerről az áram egy inverterbe vezetődik, ami a beérkező egyenáramot a ma használt váltóárammá alakítja át. A váltóárammal tehát nemcsak a háztartási eszközök működtethetőek, de elektromos jármű is tölthető vele, illetve az áram akár a közműhálózatba is visszatáplálható.

Működési tényezők

robot

Kép forrása: Unsplash.com / Szerző: Mika Baumeister

Korábbi technológiáknál még sorba kötve találtuk meg a cellákat a táblákon, ezért ebben az esetben ha a tábla egyetlen cellája árnyékba került, akkor az egész tábla kiesett a termelésből.

Erre azonban már van megoldás, hiszen a ma használt bypass diódás megoldások már képesek jelentősen csökkenteni a kiesés okozta problémát. Így az eltakart sor esetében már nem az egész tábla esik ki a termelésből, csupán ennek egy bizonyos része.

A napelemek teljesítménye nemcsak attól függ, hogy milyen tájolásban, milyen dőlésszögben helyezkednek el, hanem más környezeti tényezők is jelentősen ronthatják a teljesítményt.

Ilyenek a magas páratartalom, a légköri szennyezettség és a túl magas hőmérséklet is. A gyártók azonban akár 25-30 éves teljesítménygaranciát is kínálnak termékeikre.

Az Aleron Energia szívesen áll rendelkezésére, amennyiben korszerű napelemes rendszer telepítésén gondolkozik! Cégünkben a pályázatírástól kezdve a tervezésen át a szakszerű kivitelezésig kereshet minket.

Képek forrása: Pexels.com; Unsplash.com / Szerző: Markus Spiske; Unsplash.com / Szerző: Mika Baumeister

Hirdetés (X)

Comments are closed.

Friss cikkek innen:Megújuló energia