Hogyan épül fel egy napelemes rendszer?

Napelem panel

Mint körülöttünk minden más nagyobb egység, így a napelemes rendszerek is alapegységekből épülnek fel, melyek mellett kiegészítő egységek állnak. A villamos energiatárolás alapegysége a cella, így a napelemek is cellák sokaságából épülnek fel, melyek az energiagyűjtésért felelősek.

Mi alapján jön létre elektromos áram a cellában?

Fény hatására exciton kötés jön létre, mely elektron és elektronlyuk között alakul ki. Amikor ezek a részecskék elmozdulnak, elektromos töltés alakul ki, mely a külső vezetéken, áram formájában jelenik meg. A cellák jelleggörbéje – mely hasonló a diódához – és teljesítménye megvilágított és sötét esetben eltérő. Az egyszerűség kedvéért a továbbiakban a megvilágított dióda jelleggörbéjével foglalkozunk, hisz a fény elemi részecskéje, a foton szükséges ahhoz, hogy a napelem celláiban létrejöjjön az exciton. A napelem tehát cellákból épül fel. Sorosan és párhuzamosan is kapcsolódhatnak egymáshoz. A soros kapcsolatok a feszültségért felelősek, az áramot pedig a párhuzamos kapcsolatok határozzák meg. A jelenlegi technikák általában 60 vagy 72 napelem cellát kapcsolnak össze sorosan. Ezt – cellák számától függően – három vagy négy füzérbe szervezik, ennek megfelelően minden füzérhez egy bypass dióda tartozik, melyek a túlmelegedés ellen védenek. A füzérek szorosan összetartoznak. Bármelyik elemének sérülése esetén megváltozik a füzér jelleggörbéje. A napelem jelleggörbéje összetett, de alapvetően hasonló az alegység, tehát a cella jelleggörbéjéhez. A füzérek – sorosan kapcsolt cellák – hasonlítanak legjobban a cellákhoz. Feszültségük megegyezik az egyes cellák feszültségeinek összegével. Áramuk egyenlő a sorosan kapcsolt napelemek közül a legkisebb értékű árammal. Ha a füzér helytelenül működik, akkor az a jelleggörbén is látszik. Akkor beszélhetünk napelem csoportról, napelem tömbről ha több füzért párhuzamosan kapcsolunk egymással. A jelleggörbe itt is az alkotóelemek tulajdonságaitól függ. A feszültség a füzérek feszültségétől függ, a napelem csoport árama pedig megegyezik az egyes füzérek áramainak összességével. Ha a tömböket összekapcsoljuk egymással – többnyire párhozamos kapcsolódással – napelem mezőket kapunk. Az összekapcsolódások növekedésével az áramok és sokszor a feszültségek is növekednek, ez a kapcsolódási módtól függ. A végső egység a napelem erőmű, mely minden alap és kiegészítő egységet tartalmaz. Többnyire a végfelhasználói hálózathoz kapcsolódik. Ez hálózati inverterrel vagy transzformátorral lehetséges. A földre telepített naperőművek esetében figyelni kell a lépésfeszültség (földben található kóbor áram) kialakulására, hiszen az erőművekben több helyen áramforrások találhatók.

Inverter

A napelemek által megtermelt egyenáramot alakítja át váltakozó árammá, amit utána a háztartási géppel, üzemeltetésére fel lehet használni. Nem lehet napos helyre telepíteni, a napelem panelek és az elosztószekrények közé kell felszerelni. Áramszünet esetén lekapcsol, kivéve a hibrid invertert, ami képes tárolni is az áramot. Ez általában 2-szer drágább a hagyományosnál. Természetesen minél hatékonyabb az inverter annál jobb, mivel kevesebb villamos energia fog kárba veszni az átalakítás során. Fontos kihangsúlyozni, hogy a hálózatba kapcsolódáshoz szükséges inverternek meg kell felelnie a magyar előírásoknak. Kérdezzen meg minket, hogy az Ön által kiválasztott inverter megfelelő-e a magyar szabványoknak.

Tartószerkezet

Ezek a szerkezetek rögzítik a napelem paneleket a tetőnkre. Nem okoznak kárt a tetőben, nem igényelnek tető bontást. Kulcsfontosságú eleme a rendszernek, nagy környezeti hatásoknak van kitéve. Beázás nincs, ugyanis a cserép lejtése ugyanúgy megmarad.

Szolár kábel, MC4 csatlakozók

A csatlakozók és kábelek jó minősége elengedhetetlen, hiszen jelentősen befolyásolják a rendszer teljesítményét és biztonságát. A kábelezésnek PV1-F igazolással kell rendelkeznie és a napelem csatlakozóknak meg kell felelniük az EN 50521 szabványoknak. Funkcióját tekintve, csatlakoztatja az invertert a szolár kábellel.

DC/AC

DC: Az egyenáram rövidítése. A napelemek közvetlenül egyenáramot állítanak elő, akkumulátorban is ilyen energia tárolható, azonban fogyasztóink jellemzően váltakozóáramot igényelnek.

AC: A váltakozó áram rövidítése. A napelemek közvetlenül egyenáramot (DC) szolgáltatnak (állítanak elő). Ahhoz, hogy háztartási gépeinket használni tudjuk róluk, egy invertert kell alkalmazni, ami szinuszos váltakozó áramot állít elő.

A napelem teljesítményét/hatásfokát befolyásoló tényezők a következők:

• Napsütéses órák száma
• Tájolása a háznak, tetőnek
• Dőlése a tetőnek

A napelemes rendszereket lehet cseréptetőre, zsindelyes tetőre, lapos tetőre is felszerelni. Palára szigorúan tilos! Földre is lehet rendszereket telepíteni, ez főleg a nagyobb beruházásoknál elterjedt, ha akkora fogyasztást akarunk elérni, amelyhez szükséges napelem mennyiség már nem fér fel a tetőre. A napelemes rendszerek teljesítményét W, azaz Watt-al mérjük. 1 kisebb napelem panel átlagosan 99x164 cm nagyságú, egy nagyobb napelem panel pedig átlagosan 99x196 cm nagyságú.

Napelem Használat, termelés

• 1000W-nyi napelem Magyarországon átlagosan 1050-1250kW/h órát termel évente. Ez függ az ingatlan helyszínétől a tető dőléstől és a tájolástól is. A napelemes rendszereket a saját villamos áram szükségletünkhöz kell kiszámolni, ezekből az alapszámokból mi ki tudjuk számolni, mekkora napelemes rendszerre lesz szükségük. A különböző gyártmányok más és más teljesítményt tudnak, de elmondható, hogy egy időben minden gyártónak közel azonosak a napelemeik. Fokozni lehet a megtermelt energiát napkövetős tartó szerkezettel, így további 10-20%-t nyerhetünk, azonban a költségek ennél nagyobb mértékben nő.

Karbantartás, kár, garancia

• Villámvédelem
  • Minden elektromos hálózat megóvása a túlfeszültségektől kötelező. Ezért a túlfeszültség védelem része a kulcsrakész napelemes rendszernek. A napelemes rendszer árából ennek a költsége kb: 50-200e Ft között mozog. Ez a beruházás egyben az összes elektronikai berendezést is védi. Azért is fontos ez, mert néhány biztosító társaság napelem meglététől függetlenül, nem téríti a villámcsapás által okozott károkat a villamos berendezésekben, ha nem volt a házban ilyen berendezés.
• Jégeső, vihar:
  • A szabvány szerint 3 cm átmérőjű jeget sérülés nélkül elviselnek az edzett napelem üveglapok. Erre a gyártók garanciát is adnak. Szélvihar ellen a gyári rögzítő keretek védik elsősorban a napelemeket a torzulásoktól. A szélvihar elleni ellenállása a napelemes rendszernek nagyban függ a telepítő cég szakértelmétől. A napelemeknek a tetőkre vonatkozó statikai szabványoknak, többek között a szélszívásnak is ellen kell állnia. Mindenképpen tapasztalattal és megfelelő vizsgával rendelkező személyekkel végeztesse a munkákat.
• Garancia:
  • Magára a napelemekre, mint termékekre 10 év termékgarancia, magára pedig a napelemes rendszerek teljesítményére 25 év termelési garancia vonatkozik. Ez azt jelenti, hogy 10 éven belül bármilyen gyártási hibát garanciában kicserélnek. A termelési garancia 10 évre 90% 25 évre pedig 80%. Ez azt jelenti, hogy 25 év működés után garantálják, hogy a napelem az adatlapján szereplő névleges teljesítmény minimum 80%-át képes lesz leadni. Az inverterekre a gyártók 1-3-5 év garanciát adnak. Az általunk forgalmazott Growatt 5 év garanciát ad alapból, mely kiterjeszthető újabb + 5évvel.
• Karbantartás, csere:
  • A napelemes rendszerek nem igényelnek folyamatos karbantartást, azonban időnként érdemes egy szakemberrel megnézetni. A napelemek élettartama extrém hosszú. Sokat elárul, hogy a gyártók 20-25 év garanciát mernek vállalni termékeikre. Ez pedig még csak a garancia idő, ennél jóval tovább is termelheti a napelemes rendszer az áramot.

További kérdése van? Írjon nekünk!