Miért válasszam az okos napelemet?

Ha már eldöntöttük, hogy szeretnénk napelemet vásárolni, akkor érdemes fontolóra venni az okos napelem, más néven smart napelemekben kínálkozó lehetőségeket. 

A smart napelem előnyei:

♦ a lehető legmagasabb energiahozam ♦ megbízhatóbb rendszerek ♦ egyszerűbb és olcsóbb a napelemes rendszer telepítése. ♦ magas árnyéktűrés ♦ rugalmasabb égtáj elhelyezés ♦ kevésbé érzékeny a környezeti hatásokra

Hagyományos és smart napelemek közötti különbség

Egy hagyományos napelemes rendszer esetén a napelem panelek sorba, vagyis sztringekbe vannak összefűzve. Erre azért van szükség, hogy a napelem által előállított egyenáramot (DC) a háztartásokban használatos váltóárammá (AC) átalakító inverter számára kiadódjon a megfelelő feszültségszint a lehető leghatékonyabb működéshez.

A sorbakötöttség azonban nagy technikai kötöttséget jelent, hiszen emiatt bármelyik, szennyeződés vagy árnyék miatt akadályoztatott napelem visszafogja az egész sztring működését. Magyarázatként: minden napelemen belül 3 cellasor és 3 bypass dióda van. Ha egy napelem panelre szennyeződés vagy árnyék kerül, akkor az érintett cellasor nem termelni fog, hanem fogyasztóvá válik, csakúgy mint a hozzá tartozó bypass dióda, amin a panel többi cellasorának árama folyik keresztül. Egyszerűbben: az árnyék által érintett cellasor melegedni kezd és már nem áram termelőként, hanem fogyasztóként viselkedik, így az egész panel teljesítménye jelentősen csökken. Ez azért hátrányos, mert egy sztringen belül az egyes modulok nem függetlenek egymástól, hiszen a rajtuk átfolyó áramerősség azonos, így a kevesebbet termelő napelem az összes többi termelését is drasztikusan korlátozza, ahogyan ez a fenti ábrán is jól látszik. Összegzésként: Hagyományos napelemek esetében mindig a leggyengébb láncszem határozza meg az egész sztring működését.

A sorbakötöttség problémáját először mikroinverterekkel próbálták megoldani, ami azt jelenti, hogy minden egyes napelemnek egy saját invertere van. Ezzel a módszerrel a problémát ki is küszöbölték, de két újabbat hoztak be, a túl magas árat és a megbízhatatlanságot. Ezen okok miatt máig nem terjedtek el széles körben a mikroinverterek.

Megjelentek viszont a teljesítményoptimalizálók. Ezek kiküszöbölik a sorbakötöttségből eredő problémákat, azonban már a mikroinverterek hátrányai nélkül. Ezek az első generációs teljesítményoptimalizálók, például a hazánkban legelterjedtebb SolarEdge vagy az Amerikában piacvezető Tigo. Sokkal népszerűbbé váltak, mint a mikroinverterek, mivel megbízhatóbbak és olcsóbbak náluk.

SolarEdge elektronika tartószerkezetre rögzítve

Az első generációs teljesítményoptimalizálókkal ellátott rendszerekben a hagyományos napelem paneleket felokosítják egy külső optimalizálóval, amit általában a szerelők a napelemek tartószerkezetére szerelnek fel.

Ezen rendszerek nagy előnye, hogy már nem sztringenként kezeli a paneleket, hanem külön-külön, így a szennyeződésből, vagy árnyékolásból eredő veszteségek már csak az adott paneleket sújtják.

Ezzel meg is oldották a  hagyományos napelem sztringek leárnyékolásának problémáját, de magán a napelemen belül nem értek el semmilyen pozitív hatást. Tehát hiába az optimalizáló, attól még árnyék esetén a napelem ugyanúgy egy hagyományos panelként viselkedik és az érintett cella hozama kiesik a teljes rendszer hozamából.Ez a fenti ábrán is jól látható.

Az árnyékolásból adódó veszteségek minimalizásában az áttörést a Maxim Integrated által gyártott optimalizáló chipek megjelenése jelentette. Ezeknél a napelemeknél már a cellasorok szintjén megtörténik az optimalizálás, hiszen a chipek technikailag a lehető legmélyebben vannak beintegrálva a napelemekbe: a panelen belülre, a bypass diódák helyére kerülnek.

Baloldalon egy hagyományos, nem optimalizált napelem, középen a bypass diódával. Jobboldalon egy Maxim cellasor-optimalizált smart napelem, a Maxim IC kinagyított képével. Nem csupán a méretkülönbség a Maxim chip előnye, hanem az abban foglalt vezérlés kifinomultsága is.

A Maxim optimalizálás nagyszerűsége a technika egyszerűségében rejlik: nincs szükség plusz optimalizálóra, a chip a gyártás során kerül a panelbe, amire így ugyanaz a garancia vonatkozik, mint a napelemre.

Optimalizálás szempontjából jelenleg ez a legkorszerűbb technika a hazai piacon! A napelemek egymástól teljesen függetlenek, ráadásul a napelemen belül a 3 cellasor is teljesen független, mindegyik részegység a maximumot nyújtja, így szavatolja az élettartama alatti legmagasabb hozamot.

Amikor kérték, hogy írjak egy cikket „napelemes rendszerek” címmel, először nem voltam túl lelkes, mert ugyan lassan 20 éve foglalkozom a területtel töretlen lelkesedéssel mégis, vagy pont emiatt már lerágott csontnak éreztem a témát. Aztán rájöttem, hogy ez nagyon jó! Azért jó, mert ha visszanézek hogy mi történt ez alatt az idő alatt, azt látom, hogy a napelemes rendszerek átalakították a világot!

Így alakították át a napelemes rendszerek a világot

2000-ben még nem lehetett napelemes rendszerekkel üzletszerűen foglalkozni Magyarországon, mert nem tartott ott a piac. Igazából nem is nagyon létezett napelemes piac, csak szórványos eladások. Világpiaci szinten is voltak gondjaink, mert nem volt elég napelem a piacon. Szerencsére nekünk volt saját gyártás, ami 40W-os a-Si vékonyréteg napelemeket jelentett, de akkor azok jók voltak, mert legalább voltak és működtek. Mások napelemeket sem tudtak szerezni az építeni szándékozott napelemes rendszereikhez, mert a gyártók már akkor eladták a készleteiket, amikor még le sem gyártották őket. Unikumként telepítettünk napelemes rendszereket az USA-ban, Afrikában, Latin-Amerikában, próbálkoztunk az arab országokban és Kínában, de sehol sem nagy tömegben, hanem egy-egy projekt erejéig. Persze a németeknél már voltak jó napelemes programok, jó feed-in tariff és már lehetett hálózatra visszatáplálni családi házaknak is, de itthon még ennek nyoma sem volt.

napelemes rendszerek magyarországon is

Aztán ez változni kezdett, ahogy a többi ország, köztük Magyarország is ébredezni kezdett és hála a kínaiaknak lett elég napelem és az ár is folyamatosan csökkent. Ennek és az egy-két jobban sikerült, ámde rövid támogatási programnak hála, ma már mindenfelé láthatók napelemes rendszerek a családi házakon, sokszor egy utcában több is, üzemeken, újabban a földeken is.

Miért ilyen népszerűek a napelemes rendszerek?

Nagy szerepe van ebben annak, hogy a világ magától is változik. Sokat hallunk a globális felmelegedésről. Ez sokunkban szül egy szándékot, hogy tegyünk ellene a saját eszközeinkkel. Egy napelemes rendszer telepítése és használata ennek egy módja lehet a sok közül. Kibocsájtásmentesen meg tudjuk termelni a villamos energiánkat. Ez jó. Jó abból a szempontból is, hogy egyfajta biztonságérzetet ad. Érezzük, hogy recseg-ropog a világ. Tudjuk, hogy nincs elegendő erőművünk, ami van az öreg, fenntarthatatlanul szennyező, nemsokára szétesik, villamos energiafogyasztás pedig növekszik. Paks 2 erősen bizonytalan. A legdurvábban szennyez, ha nem is széndioxiddal és füsttel, hanem olyan sugárzó anyagokkal, amiknek tárolása sehol nem megoldott. A működtetése rendkívül drága és gazdaságtalan, a felépítése elképzelhetetlenül sokba kerülhet és hosszúra nyúlhat. Szóval bizonytalan.

Saját napelemes rendszerünkkel megtermelni az energiánkat

Mi a legjobb megoldás? Ha a saját háztetőnkön, a saját napelemes rendszerünkkel megtermeljük a saját energiánkat. Persze ez sem ennyire egyszerű, az évszakos ingadozások miatt, de azért első lépésnek nem rossz, tekintve, hogy mást nagyon nem tudunk csinálni, hogy biztosabb legyen a helyzetünk.

Hasonlóan bizonytalan a gazdaság. Megőrzi a pénz az értékét? Visszakapjuk egyáltalán a pénzünket, ha bármibe befektetjük? Ilyen szempontból is jó befektetés lehet egy napelemes rendszer. Megveszi az ember, nála van, nem valahol máshol, termeli a pénzt és nem elviszi, elég hosszú távra szól. Ugyanannyit termel, mint rendesen, az áram ára pedig ha változik, az felfelé lesz. A napelemes rendszer tulajdonosa így egyre jobban járhat a befektetésével.

büszkeség egy napelemes rendszer?

Saját tapasztalat (bár én lehet, hogy elfogult vagyok), de jó érzés egy napelemes rendszer tulajdonosának lenni. Én is, de láthatóan az ügyfeleink is örömmel nézegetik, hogy adott napokon, időszakokban mennyit termelt a napelemes rendszerük. Jó érzés, mikor megváltozik, vagy teljesen megszűnik az addig megszokott számlafizetés, jó nézegetni a ház tetején a napelemeket, jó érzés az érdeklődőknek elmondani mindent amire kíváncsiak és azt sem bámon, hogy légkondi használata nélkül is élhetővé vált a tetőterünk a legmelegebb nyarakon is.

ellenséges hangok, tévhitek a napelemes rendszerekkel kapcsolatban

Ez tényleg ennyire szép lenne? Nagyjából igen, bár lehet még hallani igaz határozottan csökkenő mennyiségben ellenséges hangokat. Nézzünk néhány ilyet facebook kommentek szemezgetése alapján. „Soha nem térül meg”. Ez egyszerűen hülyeség. Aki kicsit is tud számolni, az kiszámolhatja, hogy de. Mérettől és a kiépítés módjától függ a pontos szám, de mindenképpen tíz év alatt lesz a végeredmény, még akkor is, ha kalkulálunk azzal, hogy a napelemes rendszer élettartama alatt egyszer invertert kell majd cserélni. A megtérülést lehet egyszerűen számolni a jelenlegi bekerülési értékkel, és a jelenlegi villamos energia árral, vagy végtelenül el lehet bonyolítani, bizonytalan változókat behozva, de az eredmény nem sokat változik. „Teljesítménydíjat kell majd fizetni.”

Itthon tényleg lehetővé tették, hogy ilyet fizettethessenek a napelemes rendszereket használókkal, de jelenleg nem kell fizetni semmit. Lehet, hogy soha nem kell. Amikor az elektromos energia hiányával kell kalkulálni, akkor ritka nagy hülyeség lenne bármelyik kormától egy ilyennel visszavetni a lakosság kedvét arra, hogy saját lehetőségei szerint javítson a helyzeten. „Most még nem érdemes napelemes rendszert telepíteni, mert lesznek sokkal jobb technológiák”. Igen, azután lesznek még jobbak, utána még jobbak… „A napelem nem is kíméli a környezetet, mert az előállítása sokkal több energiát igényel, mint amit valaha is megtermel!” Téves. Erre konkrét számítások, kimutatások készültek. Egy kristályos napelem az előállítására és szállítására fordított energiamennyiséget kb. egy év alatt megtermeli, onnan a mérleg pozitívvá válik. „A napelemek nem hasznosíthatók újra, ezért óriási környezetszennyezést okoznak.” Az ember bármit gyárt, az környezetszennyezéssel jár. Ez igaz a napelemekre is. Az nem mindegy, hogy ez a környezetszennyezés milyen mértékű, jellegű és mit kapunk érte cserébe. Ilyen szempontból a napelem egyáltalán nincs rossz pozícióban. Az előállításával és az újrafeldolgozásával okozott környezetszennyezés kisebb, mint amit az okozna, ha valamely más ismert módon reálisan megtermelnénk ugyanazt az energiamennyiséget, amit az adott napelem fog. Jogos a felvetés, hogy a napelemek újra hasznosítása még nem történik tömegesen. Ez így van. Viszont már vannak rá működő technológiák, csak még nem jött össze az a mennyiség elhasználódott napelemekből, hogy ez komoly iparággá válhatott volna. Az azonban sokkal hihetőbb, hogy ez működni fog, mint pl. az, hogy majd a jövőben megoldottá válik a sok ezer évig sugárzó atomhulladék kezelése.

Még egy utlosó gondolat. Megfigyeltük, hogy akik napelemes rendszerrel rendelkeznek, azok előbb-utóbb elektromos hajtású közlekedési eszközt is beszereznek. Akinek már van ilyenje, az pedig szinte biztos, hogy rakat fel napelemes rendszert is. Ebből látszik, hogy a napelemes rendszerek szorosan kapcsolódnak az elektromos közlekedési eszközökhöz, amikkel még környezetkímélőbbek lehetünk vagy nem? Ezt majd egy következő cikkben.