Új termékek és technológiák a napelemek piacán

Már a közeli jövőt illetően, de napjainkban is egyre inkább megkerülhetetlenek a megújúló energiát használó rendszerek, ha építkezésre, felújításra adjuk a fejünket. Mit kínálnak ezen a téren a napelemek?

• Rövid áttekintés a napelemekről
• Magyarországi lehetőségek, földrajzi adottságok
• Új termék: napelem tetőcserépbe integrálva
• Hazai konstrukció a TMT Solar Tile Systems®
• Fejlesztések, új technológiák

Rövid áttekintés a napelemekről

A napelemes rendszerek célja a villamos energiatermelés, alapeleme és anyaga a szilícium. A szendvicsszerkezetű napelemek fontosabb tényezői az alábbiak:

• közvetlen áram felhasználás
• akkumulátorokban való tárolás
• hálózatra történő visszatáplálás.

Jelenleg két alaptípust különböztetünk meg:

• Polikristályos (összefüggő felületet alkot)
• Monokristályos (nyolcszögletű alakjáról könnyű felismerni)

A monokristályos modulok kicsit jobban teljesítenek a forró égövben, míg északon a polikristályos a hatékonyabb. 

Magyarországi lehetőségek, földrajzi adottságok

• A kereskedelmi forgalomban kapható termékek hatékonysága, 6 – 20% között van.  Ez azt jelenti, hogy a felületet elérő napenergia hány százalékát képes árammá átalakítani.
• A napsugárzás beesési szögének optimális mértéke Magyarországon átlagosan 35 fok (télen több, nyáron kevesebb)
• Optimális tájolás a déli.

Új termék: napelem tetőcserépbe integrálva

A napelemes cserepek, egész Európában hasonló fejlesztésűek, ami a szokványos égetett tetőcserépnek látszó plasztik tetőfedő elem, és egy napelem‑cella házasítása. Ezek Olaszországban mutatnak a legnagyobb formai változatosságot. Ennek jellegzetessége, hogy a mediterrán kúpcserepekbe integrálják a keskeny álló, hosszabb-rövidebb téglalap formájú fényérzékeny cellákat.
A német fejlesztések is hasonlóak, de a széles, lapos közép-európai cserépformákat alkalmazva. Általános jellemző a magyar fejlesztés esetében is, hogy a „cserép” alapanyaga nem kerámia hanem PP (polipropilén), a tetőfedéskor ezeket kombinálják a normál kerámia cserepekkel.

Hazai konstrukció a TMT Solar Tile Systems®

A magyar Tóth Miklós feltaláló sem a megszokott, hatalmas táblákban gondolkodott, hanem valami nagyon rugalmasan applikálható formában. A fotoelektromos filmfólia a tetőcserép felületére van applikálva, azzal szerkezeti egységet képez. A napelemes tetőcserép előnye lenne, hogy egyenként cserélhető és bővíthető. Az egyes elemek vezeték nélkül, egy speciális szabadalmaztatott érintkezőpárral kapcsolódnak, és teljesítményük összeadódik.

Természetesen ellenvélemények, aggályok is felmerülnek, ezek közül is nézzünk párat. Az un. „napelemes” cserép anyaga pp (polipropilén), ami forró égövi országokban pár év után az UV sugárzástól elbomlik, darabokra hullik.
A csatlakozók tűnnek a rendszer leggyengébb pontjának, a két szabadon érintkező fémfelület, melyek ki vannak téve az időjárás hatásainak. Minden csatlakozási pont veszteséggel járhat, főleg ha ezek a csatlakozások elmozdulhatnak.
A nyári forróság nagyon felmelegíti a cserepeket, az elektromos vezetőknek ilyenkor megnő az ellenállása, így a teljesítmény is csökken. A hagyományos napelemes rendszereket általában a tetősíktól kicsit kiemelkedve rögzítik, nemcsak a könnyebb felszerelhetőség végett, hanem mert így a hűtés jól megoldott.
A napelemes paneleknek lehetőleg egy síkon kellene lenniük, vagyis egyszerre kell kapniuk a napot és az árnyékot, különben az árnyékosabb rész elszívja az energiát.

Fejlesztések, új technológiák

Elmondható, hogy nálunk dél-kelet és dél-nyugat közötti tájolás, és 20-50 fok de leginkább a 35 fokos dőlésszög még ideális a napelem telepítésre. Ami nem északi, most már az is használható. A napelem ipar legújabb fejlesztéseinek köszönhetően jó pár éve akár a K-NY tájolású tetők is felhasználhatók.
Csökkentek a gyártási költségek, és a bevezetett támogatásokkal már gazdaságos megtérülést hoznak ezek a telepítések a kisebb hatékonyság mellett is.

A technológiai kutatás és fejlesztés eredményeként született pozitív változás az úgynevezett vékonyrétegű modulok elterjedésével, illetve az árversenyben kialakult még kedvezőbb áruk miatt állt be. Általában is elmondható, hogy ha nem megoldható az ideális tájolás, a vékonyrétegű napelemek relatívan akkor is jobban teljesítenek.

A speciális fejlesztések átmenetet képeznek az napelemes cserepek és a megszokott napelem‑táblák között. Úgy is mondhatnánk, hogy a tető cserépsoraiba integrálódnak bele, széles egységeket képezve, így kevesebb huzalozás szükséges, mint az egy cserepes megoldásnál. Teljesen belesimulnak a cserép sorokba, követik azok szélességét, vastagságát. Semmi nem áll ki a tetőzetből, alumínium keret biztosítja a tökéletes illeszkedést. Speciális hátsó szellőzés gondoskodik a cellák megfelelő hőmérsékletéről. A modulok egyszerűen cserélhetők.

A legnagyobb nemzetközi élvonalbeli gyártók fejlesztési iránya ismét a nagyobb modul‑egységek felé fordul, olyannyira, hogy nem is a tetőre szerelik a napelem‑blokkokat, hanem a napelem‑rendszer egésze maga a tető.