A napelem működése.
A napelem cellákból épül fel, melyek a napfényt elektromos árammá alakítják.
Minden cellában félvezető rétegek találhatók.
A cellákra eső fény elektromos mezőt hoz létre a rétegek között, és áram jön létre.
A fény erőssége határozza meg, hogy mennyi áram jön létre cellánként
A napelemes rendszer nem csak erős napsütésben működik, esős és borús napokon is termel áramot a visszaverődött, átszűrődő napfény hatására.
A monokristályos napelemek vékony szilíciumszeletekből összeforrasztott, majd laminált és tokozott modul egységek. A modulokban lévő elektromosan összekapcsolt szilíciumlapkákra edzett üvegen keresztül érkezik a napfény, amit átalakítanak villamos energiává. A napelem modul hátoldalára szerelt, szigetelt dobozba vezetett kontaktusok az elektromos csatlakoztatáshoz vannak kialakítva. Az újabb típusoknál a hátoldali kötöző dobozba csatlakozó hüvellyel ellátott szolárkábelt is szerelnek, hogy ezzel is könnyítsék, gyorsítsák a napelemes rendszerek telepítését. Jelenleg a monokristályos napelemek a legkedveltebb napelem típusok világszerte.lemes eszköz a polikristályos napelemváltozat. Ennek a típusnak a gyártása öntési technológiával készül.
A polikristályos napelemek minimálisan ugyan, de nagyobb felületűek az egykristályos változatnál. Könnyű felismerni az ilyen napelemet a ránézésre pikkelyszerű látványáról is. A polikristályos napelemek közül találhatóak különböző színűre készítettek is, ami látványelemként másodlagos funkciót is betölthet.
A napelemek hatásfokuk szerint szintén eltérőek. A hatásfokot és energiatermelést az időjárási és éghajlati körülmények is befolyásolják. Mivel a napelemek alapvetően a félvezető technológiát hasznosítják, így annak megfelelően a hideg körülmények között megnövekszik a hatásfokuk is. Ezzel ellentétben természetesen a naponkénti nagyobb napsütéses órák számával arányosan több áram átalakítását teszik lehetővé. A földrajzi körülmények hatása is mérhető az egyes napelem típusok szerint. Míg az amorf szilícium napelem inkább a kék spektrumok átalakításában jár élen, úgy az egykristályos napeleme és polikristályos napelemek inkább a vöröses spektrumú fény átalakításában erősebbek. Ennek a jelenségnek a figyelembevételével ismét egy új szempontot kapunk. A napelem vagy naperőmű esetén egy viszonylag kevés napsütéses órákkal rendelkező a pólusokhoz közeli tájon az energiatermelés szempontjából meggondolandó az amorf napelemek használata, de csak akkor, ha a felszerelésre szánt felület rendkívül olcsón áll rendelkezésre.
Melyik napelem típust érdemes választanunk hazánkban?
Mindent összevetve arra a következtetésre juthatunk, hogy Magyarországon a kristályos
napelemek használata az ideális. Legtöbbször ugyanis a háztetőkre kerülnek a napelemek,
amely mint szűkös keresztmetszet a legkisebb felületről a legnagyobb energiát termelő
moduloknak ad létjogosultságot. Néhány év óta, amikortól a hálózatra tápláló napelemes
rendszerek lehetősége törvényileg is támogatott, leginkább ilyen fajta áramtermelő rendszerek
készülnek. Mivel az éves energiatermelés nagy része a nyári félévben megtermelhető a több
napsütést adó időszakban, így az éghajlati tényező indifferensé válik. A világon előállított
napelemek döntő többsége is a kristályos típus
Az organikus napelem technológiák valójában két fő irányt jelentenek:
- félvezető organikus polimerek
- fényérzéskeny festett cellák (dye-sensitised cells, DSC).
A félvezető polimerek trükkösen előállított mesterséges molekulaláncok, melyek a vékonyrétegű napelemekhez hasonlóan félvezető tulajdonsággal rendelkeznek, így napelem előállítására alkalmasak.
A DSC-technológia sokkal inkább a természetes fotozintézist utánozza, csak a zöld klorofil helyett jellemzően vöröses festékréteg nyeli el a fotonokat és generál elektromos feszültséget - és itt a víz bontása helyett egy fémrétegben (jellemzően ruténium-ban,vagy
titán-dioxidban) mozgatja meg az elektronokat, azaz hoz létre elektromos töltést. A kép is ezt mutatja be, a piros háttérrel a BSC-technológia működése látható, a zöld háttéren a fotoszintézisé.
Az organikus megoldásokkal ugyanúgy bevonhatók különböző felületek, mint a vékonyrétegű technológiák esetén, tehát nem csak üvegre, hanem fémre, műanyagra is felvihetők. Az organikus technológia további előnyei, hogy kevésbé érzékeny a fény beesési szögére, így nem pontosan déli tájolás esetén is jól használhatók. Ráadásul kiválóan színezhetők és mintázhatók is. De a legfontosabb ígéret, hogy nagyon olcsón állíthatók elő, nagy felületek vonhatók be velük szinte festéshez hasonlóan - de egyelőre ezt nagyüzemi gyártás híján nem sikerült a gyakorlatban igazolni.A magas áron túl egyelőre van még egy megoldandó gond az organikus modulokkal, nevezetesen az alacsony életkorúk. Míg a hagyományos, kristályos és vékonyrétegű napelemeket 20-25 év teljesítménygaranciával árulják, addig az organikus napelemek 3-5 évig működnek a jelenlegi tesztek alapján. Nem véletlen, hogy most még fő piacként gyorsan elhasználódó használati tárgyakat látják, mint pl. a futártáskákba épített telefontöltő.
