Mennyire fontos a napelem hatásfoka és gyártási technológiája?

A blogon már több esetben előkerült a napelemes áramtermelés megvalósítása mint lehetséges befektetési forma. A recept igen egyszerű: egy relatív nagyobb befektetést követően rövid időn belül megtérülést várunk, ami a megtérülést követően gyakorlatilag bevételt termel a ki nem fizetett rezsi formájában. A befektetés központú szemlélet esetén éppen ezért igen gyakran emlegetett fogalom a napelemek hatásfokának kérdése. A tényleges hatásfok mellett a másik igen fontos paraméter a hatásfok garancia, tehát annak a mutatószáma, hogy adott év után maximum mennyivel csökkenhet a napelem névleges hatásfoka. Ahhoz, hogy ezt a két mutatót megértsük előbb érdemes megvizsgálni, hogy pontosan hogy is mérik ezeket.

A napelem hatásfoka egy százalékos mutató, ami azt adja meg, hogy 1000W-os merőleges beesésű megvilágítás mellett (~25OC-os hőmérsékletű közegben) mennyi energiát képes felvenni az adott napelem 1 m2 felületen. A legtöbb katalógusban, hirdetésben azonban nem a névleges teljesítményt adják meg, hanem lényegében a panel termelőképességét Wattban. Ahhoz, hogy ezt átszámoljuk azonban figyelembe kell venni a panel méretét is. Bár a méret igen változatos lehet, de nagy általánosságban az 1×1,6 méteres panelek a legelterjedtebbek. Ebből már könnyen kiszámítható, hogy például egy 260W-os panel névleges teljesítménye 16,25%.

solarpanel_spacer

A hatásfok azonban nem ‘jósági fok’, nem attól jó egy napelem, hogy magas a hatásfoka, hanem a gyártási technológiától, a garanciától és természetesen a szervizhálózattól. A napelem beruházás egy hosszútávú döntés, ennek megfelelően is kell kezelni azt. Az egyszeri beruházás mellett fontos tényező lehet a hosszútávú karbantartás díja is. (Ez utóbbi főleg az inverter vagy éppen az akkumulátorok megválasztásánál fontos kérdés.) A piacon elérhető napelemek hatásfoka 9-20% között mozog. A leggyakrabban telepített és éppen ezért legnagyobb tételben gyártott napelemek 10-15% közötti hatásfokkal képesek üzemelni. Lakossági telepítésnél nem szabad beleesni abba a hibába, hogy ‘kicsit drágábban’, de a legmagasabb hatásfokra törekszünk; hiszen bármekkora rendszert is telepítünk a lényeg az össz teljesítmény. Ha a telepítés helyén (mondjuk a családi ház déli tájolású tetőfelülete) bőségesen rendelkezésre áll hely, akkor felesleges a drágább, magasabb hatásfokú napelemeket megvenni; hiszen az azzal megtermelt áram nem lesz ‘jobb’, mindösszesen csak annyit érünk el, hogy kisebb területű napelemparkkal termeljük meg ugyanazt az 2,3 vagy éppen 5 kW elektromos áramot. A magas hatásfokú napelemekben főleg akkor érdemes gondolkodni, ha erősen limitált a megfelelő tájolású felület és nem lenne képes megtermelni a szükséges elektromos áramot az alacsonyabb hatásfok napelem.

commercial break...

A hatásfok garancia szintén fontos eleme a megtérülés/költség számításoknak. A napelemre rendszerint vállal egy szerkezeti garanciát a gyártó, ez kb annyit jelent, hogy adott időszak alatt (pl. 10 év) nem fog szétégni a napelem és nem fog szétporladni az egész panel (hallottam ilyen rémhíreket kivitelezőktől a korai kínai implementációk kapcsán). Ezen felül a gyártók rendszerint vállalnak egy hosszabb távú garanciát a napelemek teljesítményére. Igen elterjedt a 20-25 évre 85%-os hatásfok garancia. Ez bár jó néz ki, de mérni nehéz saját eszközökkel. Csak nagyon jelentős éves eltéréseknél lehet szembetűnő a különbség.

Gyakori hiba a napelemes villamos áramtermelésnél, hogy az ügyfél két jól felfogható okból szeretné túlterveztetni a rendszerét:

  • A többletbe termelt áramot (amit éves átalányban sem tud elhasználni) majd jól eladja a villamosenergia szolgáltatónak
  • Áramszünetnél milyen jól fog jönni, hogy napközben van bőven áram.

Az első ok azért nem javasolt, mert amellett, hogy a szolgáltató 2010 óta igen alacsony (emlékeim szerint ilyen 18 forint körüli) áron veszi át a többletként termelt KWh-t, mindemellett még számlaképesnek is kell lenned, amiből még adózni is kell. A második ok pedig egy közismert tévhit amibe igen sok napelem tulajdonos belecsúszik egészen az első áramszünetig, amikor is meglepődve konstatálja, hogy az áramszünetnél bizony az inverter is lekapcsol. Ez utóbbinak főleg az az oka, hogy ha pl. az áramszolgáltató éppen karbantartást végez a közeli villamos hálózaton ami miatt leszakaszolja az, akkor szerencsétlen villanyszerelőt ne csapja már agyon az áram amit a napelem visszatáplál(-ni próbál) az elektromos hálózatba.

Ha már hatásfok a téma, akkor érdemes megemlíteni még egy kérdést, ez pedig a napelem technológiája. Azon belül is amire kitérnék az a thin-film vagy vékony-rétegű napelem. Gyakran lehet olvasni, hogy a thin-film megoldások a napelemek legmodernebb variációi, nagyobb hatásfokkal, többet képesek termelni. Ezt nyilván a modernebb gyártási technológiával és persze a hatékonyabb alapanyag felhasználással érik el a gyártók. Szintén több gyártó is arra hivatkozik a thin-film megoldások előnyeit sorolva, hogy kedvezőtlenebb időjárási körülmények között hatékonyabbak a vékony-rétegű napelemek (pl. szórt fény, árnyékolt panel vagy egyszerűen csak a köd). Mindez jól hangzik, egy napelem beruházásnál igen fontos tényező az átmeneti időszakokban termelhető áram mennyiség, különösen ha abból indulunk ki, hogy az év igen nagy részében (legalább 2-3 hónap évente) a kedvezőtlen beesési szög mellett a köd, borongósabb időszakok ronthatják a megtermelt KWh mennyiségét. Mielőtt bárki is a haját tépné, hogy mindezt kihasználva miért nem thin-film napelemeket vásárolt, szeretnék mindenkit megnyugtatni, hogy mindezen kijelentések nem igazán a hazai éghajlathoz vannak igazítva. Kis hazánk éghajlati övén leginkább a prospektusokban képesek a vékony-rétegű napelemek számottevően jobb eredményt elérni a kristályos napelemekkel szemben.

A vékony-rétegű napelemek előnye lényegében a temp. coeff. paraméterből származik (ez rendszerint megtalálható minden napelem adatlapján), ez a viszonyszám mutatja meg, hogy a napelemek hatásfoka mennyivel romlik a külső hőmérséklet viszonyában. Mint azt a cikk elején már jeleztem, a napelemek hatásfokát 25OC külső hőmérséklet mellett adják meg, ehhez képesti elérés kalkulálásában segít a temp. coeff. érték, minél melegebb van annál jobbak csökken a napelem hatásfoka és minél hidegebb, annál hatékonyabb. A kristályos napelemekkel szemben a vékony-rétegű napelemek kevésbé érzékenyek a külső hőmérséklet változására. Ebből már könnyen kikalkulálható, hogy a trópusi és mediterrán területeket, ahol a legjobb beesési szögű órákban akár 40-50 fok felett is lehet a külső hőmérséklet szinte egész évben, valóban hatékonyabb lehet a thin-film napelem. Ez a probléma azonban nyilván bennünket egészen addig nem fog érinteni, amíg nem fog jelentősen megváltozni hazánk éghajlata a mediterrán irányba. Szintén a temperature coeffient miatt nem érvényesül nálunk a szórt fény esetén érvényesülő thin-film napelem előny, hiszen bár mérések igazolják, hogy gyenge fényviszonyok mellett a vékony-rétegű napelemek valóban jobban termelnek, azonban azt az előnyüket szintén elveszítik a hőmérséklet együttható miatt, tekintettel arra, hogy hogy hazánkban a gyengébb fényviszonyokhoz gyakran társul alacsonyabb (10 fok alatti ) külső hőmérséklet is, ahol már szintén a kristályos napelemek képesek nagyobb teljesítményt produkálni. 15OC különbség a gyári együtthatóhoz képest már akár 3-6% többletet is eredményezhet a kristályos napelemek javára.

Bookmark the permalink.

Szólj hozzá: