Napelem típusok

A napenergia hasznosítása egyre inkább terjedő félben van, ami igaz a lakossági, és az ipari szektorra is. Az egyre nagyobb népszerűség a számos napelem típusnak is köszönhető, melyek mind más- és más előnnyel és hátránnyal rendelkeznek. Az alábbiakban összegyűjtöttünk minden ismertebb napelem típust, hogy könnyebbé váljon a választás a számos napelem típus között.

Napelemek csoportosítása

A napelemeket alapjában véve a gyártási eljárás szerint oszthatjuk két főbb csoportba. A két gyártási mechanizmus nagyban eltér, így nem meglepő módon végeredményben a hatékonyság és az előnyök, hátrányok is eltérőek típusonként. A két nagyobb napelemes csoport az alábbi:

• kristályos napelemek
• vékonyrétegű napelemek

Kristályos napelemek

A legrégebben használt, és éppen ezért a legkifinomultabb technológiának a kristályos napelemek számít. Ezeket már egészen régen, pontosabban 1954 óta állítják elő, nagy tisztaságú szilícium cellákból gyártva. Ezeket többnyire sorba kötve, egy üveglap és egy műanyag hátlap közé laminálva készítik el.

Kristályos napelem típusok

Kristályos napelemek esettén megkülönböztetünk:

• monokristályos napelemeket
• polikristályos napelemeket.

Monokristályos napelemek

A monokristályos típusú napelemek a ma létező, legjobb hatásfokkal (15-17%) rendelkező napelemek. A napelem cellák gyártása során a szilíciumot henger alakúra alakítják és vékony nyolcszögű szeletekre vágják, majd összeforrasztják. Élettartalmuk igen hosszú, akár 30 év is lehet.

Polikristályos napelemek

A polikristályos cellákat nem henger, hanem négyzet alakú tömbbe öntik. Ezt szintén szeletekre vágják és ónszalaggal forrasztják. Hatásfokuk megközelíti a monokristályosokét, hiszen esetükben 13-16%-os hatékonyságról beszélhetünk. Várható élettartamuk megegyezik a monokristályos változatokkal.

Mono- és polikritályos napelem hatékonysága

A monokristályos napelemek a forró égövi, direkt napsugárzásban, a polikristályos az északi területeken kialakuló szórt fény esetében teljesít jobban. Magyarországi viszonyokat vizsgálva a kettő hatásfokában csak egy minimális eltérés figyelhető meg, így bármelyik jó választásnak bizonyulhat.

Vékonyrétegű napelemek

A kristályos és a vékonyrétegű napelem típusok között a legfőbb különbség a félvezetők gyártásában rejlik. Míg a kristályos cellák a szilícium formázásával, szeletelésével alakulnak ki, addig a vékonyrétegű típusok esetében a félvezető réteget kémiai vagy fizikai lecsapatással közvetlenül az üvegre (vagy más felületre) viszik fel.

A vékonyrétegű napelemeknek ma három formája áll rendelekzésre:

• amorf szilícium és mikromorf szilícium: szilán gázból, kémiai úton előállított szilícium félvezető, hatékonysága 5-8%, élettartalma kb. 15 év
• kadmium-tellurid napelem: nagy hőfokú porlasztással készülő napelemek, hatásfokuk 7-10%
• réz-indium-diszelenid napelem: új fajta technológia, egyelőre igen drága, hatásfoka 9-12%

A vékonyrétegű napelemeknek a kristályos típusokhoz viszonyítva jóval alacsonyabb a hatásfoka. Emiatt családi házakra ritkán telepítik, hiszen ugyanakkora teljesítmény eléréséhez nagyobb terület szükségeltetik. Nagy előnye viszont, hogy kevésbé érzékeny a nagy melegre, ezért főleg a sivatagos területeken előnyösebb.

Innovatív napelem típusok

Hála az innovációnak ma már nem csak a fenti klasszikus típusokkal találkozhatunk, hanem azok továbbgondolásával, vagy épp formabontó technológiákkal is. Ezek közül az alábbiakat érdemes kiemelni:

• hibrid napelemek
• félcellás napelemek

Hibrid napelemek

A hibrid napelem tulajdonképpen a napelem és a napkollektor ötvözése, aminek segítségével egyszerre termelhetünk elektromos áramot és melegvizet is. Ráadásul a két technológia egymást kiegészítve jóval hatékonyabb konstrukciót is alkot. Egyrészt nagyobb a hatékonysága, (akár 20% feletti is), kevésbé érzékeny a hőre (a víz hűtő hatása miatt) és a legjobb teljesítmény-négyzetméter aránnyal is rendelkező típusnak tekinthető.

Félcellás napelemek

A félcellás napelemek esetében a bevált technológiák finomításáról beszélhetünk. Ahogy a neve is mutatja a hagyományos cellák helyett, „csak” félcellák kapnak helyet. Ennek köszönhetően az árnyékolásra kevésbé érzékeny napelemeket kapunk, melyek a melegedést is hatékonyabban kezelik.

Összegezve:

Napelemek terén tehát számos típus közül választhatunk, melyek mindegyikének megvan a maga előnye és hátránya is. Amennyiben napelemes rendszer építésén gondolkodunk, akkor minden esetben az adott területi sajátosságok felmérése után érdemes választani az egyes típusok között.