Napelemes rendszerek elemeinek bemutatása

A napelemek működési elve

Ha a napsugárzás energiája elegendő az érkező fotonok beépülhetnek a félvezetőkristályba, átadva energiájukat a kristály elektronjainak. A keletkező elektron lyukpár kettőst a lemez p-n átmenete választja szét és a keletkezett elektromos áramot a lemez átellenes síklapjáról fémkontaktusokkal vezetik el. A lemez kis belső ellenállása miatt, elektromosan sorba köthetőek. Ez a jelenség bármilyen megfelelő fényspektrummal rendelkező fényforrás esetén is lezajlik, nem szükséges kizárólagosan napfény. A napelem teljesítménye függ a sugárzás intenzitásától és a sugárzott fény hullámhosszától, valamint annak beesési szögétől és nem mellesleg a napelem típusától és méretétől. A napelemekre általában 20-25 év a garancia, jellemzően 20-40 év az élettartamuk.
A napelem beépítése szerint lehet fix vagy napkövető jellegű. A napkövető rendszerekkel a magyarországi éghajlati viszonyok mellett 30-40%-kal nagyobb teljesítmény érhető el. Azonban ez is csak akkor teljesül, ha nem felhős az ég stb. Továbbá karbantartási költséggel jár, mert mozgató elektronika, mechnikai szükséges hozzá. A fixen beépített napelem megfelelő tájolás és elhelyezés esetén jobb választás lehet.
Azt az energiát, amely az összes, Földön található és kitermelhető, kőolajkészletekben rejlik, a Nap 1,5 nap alatt sugározza a Földre. Az emberiség jelenlegi, évi energiafogyasztását a Nap egy órányi energiakibocsátása teljes egészében fedezné.

Napelemek fájtái

Egy-, monokristályos szilícium cella

Előnyei: 10-15%-os hatásfok a szériában gyártott panelek esetén.
Hátrányai: előállítása körülményes és drága, korlátozott méret. A legkorszerűbb panelek hatásfoka 18%, laboratóriumi körülmények között 25% (az elméleti határ 33,7% az egy p-n átmenettel rendelkező napelemek esetében)


Több-, polikristályos szilícium cella

Előnyei: nagyméretű paneleket hozhatunk vele létre, így növelve a teljesítményt, olcsóbb az előállítása az egykristályoshoz képest.
Hátránya: alacsonyabb hatásfok