Rengeteg szó esett már a különböző napelemes típusok működéséről, előnyeiről, a telepítési lehetőségekről és lépésekről. A napelem működési elvének taglalása azonban egy jóval ritkább témakör, hiszen sokan félnek belemélyedni a dolog technikai hátterébe. Az alábbi cikkben mi mégis megpróbáljuk ezt érthető formába önteni, minden fizikai és kémia szak sallangtól mentesen.
Napelem cellák működése
A napelemek tulajdonképpen úgynevezett fotovoltaikus cellák, melyek a fotovoltaikus jelenségen alapulva működnek. A teljes rendszer működésének alapja tehát ez a jelenség, tehát a működési elve is ezen alapszik.
Fotovoltaikus jelenség
Fotovoltaikus jelenségnek nevezzük azt, amikor fény hatására az elektronok mozgásra gerjesztődnek, azaz alapállapotukból magasabb energiájú szintre kerülnek, és ennek következtében kissé szabadon áramolhatnak.
A napelem tehát egy olyan szilárdtest eszköz, amely az elektromágneses sugárzást villamos energiává alakítja. Az energiaátalakítás alapja, hogy a sugárzás elnyelődésekor mozgásképes töltött részecskéket generálunk, amiket az elektromos tér rendezett mozgásra kényszerít, vagyis elektromos áram jön létre.
Napelem felépítése
A napelemek tulajdonképpen vékony szilícium lapkákból állnak, amelyeket aztán különböző hordozófelületekre visznek fel. Ezzel biztosíthatjuk az elemnek megfelelő merevséget, és sérülésmentességet. A szilícium lapkákba rétegesen meghatározott tulajdonságú atomok kerülnek, ezzel egy úgynevezett szennyezett félvezetőt kapunk. Ezen atomok egy része elektron többlettel bír, másik részének elektron hiánya van a hordozó szilíciumhoz képest. Amikor a fényt alkotó fotonok egy olyan atommal ütköznek aminek elektron többlete van, ezt kiütve elektron áramlás indul meg, azaz egyenáram keletkezik.
Napelem működése egy nap
Mivel a napelem működési elve a Napból származó energiákat hasznosítja, ezért joggal merülhet fel a kérdés, hogy miként működik napelemünk a nap azon szakaszaiban, amikor kevesebb, vagy semennyi napsugárzás sem éri a paneleket.
Napelemes rendszer működése este
Éjszaka fény hiányában természetesen a napelemekből származó áramtermelés is 0. Ekkor azonban maga a háztartás, vagy ingatlan áramfogyasztás is alacsony. A szükséges minimális mennyiségű energiát a fogyasztók ez esetben a közüzemű hálózatból vehetik fel hálózatra visszatápláló rendszer esetén, szigetüzemű rendszerben pedig az akkumulátorokból történhet meg ugyanez. Ez az energia felvétel azonban oly kis mértékű, hogy az szinte alig kimutatható.
Napelemes rendszer működése hajnalban
A reggeli órákban, amikor a nap még csak alig-alig süt, magától értetődően kevés a megtermelt energia, de ekkor a fogyasztásunk is még általában alacsonyabbnak tekinthető. Természetesen nem valószínű, hogy tökéletesen megegyezik a fogyasztás a megtermelt energiával, de már ilyen korai napszakban is képes napelemes rendszerünk energiát termelni számunkra.
Napelemes rendszer működése napközben
A déli órákban nagy mennyiségű energiát termel napelemes rendszerünk, a fogyasztásunk viszont általában alacsony, ezért a megtermelt energiát a rendszer visszatáplálja a hálózatba, vagy tárolja az akkumulátorokban. Délután az energiatermelés még mindig relatíve magasnak mondható, de ilyenkor már a fogyasztás is általában magasabb, ezért ilyenkor a mérleg nyelve kiegyenlíti egymást.
Naplemente után a termelt energia újból 0-ra redukálódik, viszont a fogyasztásunk még mindig magas, ezért a hiányzó energiát az elektromos közműhálózatból, vagy a rendszerbe épített akkumulátorokból nyerjük. Ekkor fogyasztjuk el a déli órában megtermelt energiatöbbletünket.
Tehát jól látható. hogy az egész napot tekintve, tudatos energiafelhasználással az egyes napszakok közötti eltérő termelési és fogyasztási értékek megközelítőleg kiegyenlítik egymást.
Ehhez mindössze egy jól tervezett és kivitelezett napelemes rendszerre van szükségünk. Ebben az A1 Solar tervező és kivitelező munkatársai állnak rendelkezésére minden magánszemélynek és vállalkozónak is.
Összegezve:
A napelemek tehát a fotovoltaikus jelenséget hasznosítják működésük során. Ez azonban azt is jelenti, hogy az egyes napszakokban eltérő termelési kapacitással képesek üzemelni. Természetesen ahány hely, annyi fajta napelemes rendszerrel találkozhatunk, amiknek a helyi viszonyok is nagyban befolyásolhatják az aktuális teljesítményüket.
