Sok szó esik manapság a napelemekről, de a működésükről keveset tudunk. Ennek most vége, hisz itt közérthetően elmagyarázom, hogyan működik a napelem, illetve egy komplett „háztartási” napelemes rendszer. 

1. A napelemes rendszer alkotóelemei

A napelem rendszer első és legfontosabb darabja maga a napelem. A napelemek élettartama általában 30 évre tehető, amire a legtöbb gyártó 25 éves gyári garanciát ad.

A napelem panelokat a velük együtt érkező tartószerkezetek rögzítik a tetőszerkezethez. Ezeket a tartószerkezeteket mindig a tető gerendázatára erősítik.

A napelem rendszerek következő alkotóeleme az inverter, ami a napelem panelek által megtermelt egyenáramot az adott háztartásban felhasználható váltóárammá alakítja. Az egyenáramot a napelem panelektől a szolár kábelek juttatják el az inverterig.

2. A napelemek működése

A fotovoltaikus (másnéven PV) napelemek arra valók, hogy villamos energiát termeljenek – ellentétben a termikus napkollektorokkal, amelyek melegvíz készítésre alkalmasak. Most a fotovoltaikus napelemekkel fogunk foglalkozni.

Minden fotovoltaikus cella két szilícium rétegből ál, ezek közül az egyik pozitív, a másik pedig negatív töltésű. Mikor napsugarak érik a napelemeket, a felső, negatív rétegből az elektronok elkezdnek átáramlani az alsó, pozitív rétegbe.

Az elektronok ezen áramlását hívjuk elektromos áramnak.

Mindaddig, amíg napsugarak érik a fotovoltaikus napelemeket, azok a háztartások számára felhasználható elektromosságot termelnek. Fontos megjegyezni, hogy a napelemek nem csak erős napsütéses napokon termelnek elektromos áramot, hanem felhős, borús napokon is működnek, csak kisebb hatásfokon.

3. A rendszer egészének a működése

Eljutottunk odáig, hogy a napelemeinket napsütés érte, így azok elektromos áramot állítottak elő. Az elektromos áramot a már említett szolár kábelek fogják eljuttatni a napelem rendszer szívébe, az inverterbe. Az inverter az eljuttatott egyenáramot úgy fogja átalakítani, hogy az felhasználható legyen a háztartásban.

A már megtermelt áramot innentől fogva fel lehet használni fűtésre, melegvíz készítésre, vagy az elektromos eszközeink működtetésére, töltésére. Az inverter által átalakított áram felhasználható az elektromos autónk töltésére is.

De mi történik akkor, amikor több áramot termel meg a rendszer, mint amennyit a háztartásunk fel tud használni? Ebben az esetben lehetőség nyílik az országos áramhálózatba engednünk a megtermelt többletet, amit a szolgáltatónak eladhatunk. A többletet el is lehet raktározni és hiány esetén felhasználni.

Vegyünk egy konkrét példát is. A Vaillant auroPower napelemes rendszere több másik gyártó által forgalmazott készülékhez hasonlóan úgy érkezik a megrendelőhöz, hogy az könnyedén telepíthető legyen a háztartás tetőszerkezetére. A napelem panelek esztétikusak, így nem kell félni attól, hogy a tetőszerkezetünket el fogják csúfítani 25-30 évre. A telepítést követően a rendszer munkába is áll. Tegyük fel, hogy a háztartásnak van egy hőszivattyús rendszere: ebben az esetben a hőszivattyús rendszer teljes egészében működtethető a megtermelt elektromos energiával – de ugyanez igaz például a világításra is. Mivel a legújabb hőszívattyús rendszerek fűtés mellett hűtésre is alkalmasak, így elérhetjük azt, hogy egész nyáron egy kellemesen klimatizált házban legyünk anélkül, hogy egy fillért is kellene fizetnünk az elfogyasztott energiáért, és mindezt a napelemes rendszernek köszönhetjük.

Ez volt a napelemeket érintő cikksorozatom harmadik és egyben utolsó része. Olvasd el a korábbi két cikkemet is:

1. Rész: Érdemes napelembe fektetned a pénzedet?
2. Rész: Javulnak a napelemeket érintő szabályozások