Szabó M. István
Szabó M. István

Bár egyre több helyen kezelik a lakóházak természetes részeként, a napelemes rendszerekkel kapcsolatban továbbra is érdemes néhány alaptételt tisztázni. Itt a napenergia-rendszeres kisokos.

A napelemes rendszereknek három fő összetevőjük van: a napelem, az inverter és a tartószerkezet. A napelemek – fotóvillamos elemek -–széles méret-, ár- és minőségi skálán mozgó választékban találhatók meg a piacon, de műszakilag az közös nevezőjük, hogy 12 vagy 24 voltos egyenáramot termelő egységekből állnak. A modulok egyenként átlagosan mintegy 1,7 négyzetméternyi felületű, és legtöbbször 260-295 Watt maximális teljesítmény leadására képes polikristályos panelekre tagozódnak.

A polikristályos napelemek laboratóriumi körülmények között kimutathatóan kevésbé hatékonyak, mint a monokristályos szilíciumból készített rokonaik, de Közép-Európában gyakorlatilag azonos mennyiségű áramot lehet megtermelni mind a két technológiával gyártott napelemmel. Ám mivel a polikristályos gyártás olcsóbb, és a gyengébb fényviszonyokat (mint a reggeli-esti szórt fények esetében) is tűrhető (15 százalék körüli) hatásfokkal képesek kezelni, széles körben ezek terjedtek el.

A napelemeket a leggyakrabban háztetőkre, déli tájolással telepítik. Ha erre nincs lehetőség, ma már nem csak a talajra, de függőlegesen, az épületek falára is installálják a rendszereket. Igaz, utóbbi esetben – a napsugarak jóval kisebb beesési szöge miatt – általában alacsonyabb hatásfokú az energiahasznosítás, mint a háztetőkre telepített rendszerek esetében (még akkor is, ha a napelemek a pluszköltséget jelentő, valamilyen napkövető állványra kerülnek). A hivatalos számítást alapul véve hazánkban egy 1 kW-os napelemes rendszer évente hozzávetőlegesen 1280 kWh energiát képes előállítani.

©

A napjainkban gyártott napelemek átlagos élettartamát 25-30 évben szokás megadni, hozzátéve, hogy a gyártástechnológia arra is képes, hogy a panelek felülete nemcsak jégálló vagy öntisztító lehessen, de a modulok a működtetési életciklusuk végéig a névleges teljesítményükhöz közeli értéken legyenek képesek termelni. Az alacsonyabb áruk miatt a kínai gyártmányú napelemek a leginkább elterjedtek, de az utóbbi évek piactisztulása zömében kiszorította a kétes minőségű produktumokat. Jellemző konstrukció, hogy a kínai gyártmányú polikristályos elemekhez német, amerikai (vagy akár svéd) „keretezést”, vezérlést és védelmet adnak hozzá a gyártók – és mint sok más területen, itt is biztosítható ezzel a prémium minőség.

Az inverterek feladata, hogy a panelek által megtermelt egyenáramot klasszikus, hálózati „méretű”, 230 voltos váltakozó árammá alakítsák át. Az egyszerű feltranszformálásnál azonban többre képesek, mivel a hálózati áramszünet esetén az inverter kapcsolja le azonnal a naperőművet az elosztó vezetékről, és ugyancsak ez teszi lehetővé, hogy néhány kiegészítő segítségével monitorozható legyen a napenergia-termelés.

Az inverter a rendszer szíve, gyakran a legdrágább (egy másfél millió forintos rendszerben ez akár több mint 300 ezer forintot jelentő tétel is lehet), ugyanakkor a legérzékenyebb komponense is. Az AC/DC-átalakítás mellett hálózatvédelmi feladatot is ellát és az előállított váltóáramot az adott villamos hálózati értékekhez is szinkronizálja. Az egész rendszerek legjobb (97-98 százalékos) hatásfokkal működő komponense, de a legsebezhetőbb eleme is. A mindennapos használatú rendszerekben a szakemberek szerint érdemes eleve azzal számolni, hogy noha a gyártók többsége 5 év garanciát vállal az inverterekre, és a várható élettartamuk általában meghaladja a 10 évet, az első évtizedben legalább egy alkalommal cserélni kell majd ezt az elemet. Az inverterekkel szembeni legfontosabb kritérium, hogy a teljesítményének nagyobbnak kell lennie, mint az adott rendszer legnagyobb várható terhelésének. A napelemrendszereket telepítő cégek élénkülő piaci versenyének jele az is, hogy egyre több vállalkozó az általános garanciális feltételek vállalása mellett plusz, meghosszabbítható garanciát és karbantartást is kínál (plusz szolgáltatásként), és ebbe az egyébként meglehetősen borsos áron beszerezhető és cserélhető inverterre vállalt, akár 20 éves kezesség is belekerült.

A sziget üzemmódban működő rendszerekben (mint amilyen egy hajó, lakókocsi vagy akár egy tanya áramellátási köre is) az inverterek helyett gyakran alkalmaznak töltésvezérlőket. Nem alakítják át a termelt egyenáramot váltakozóvá, hanem a 12-24 (vagy egyre gyakrabban: 48) voltos egyenáramon maradva, a töltésvezérlő lesz a rendszer szíve. A napelempanelekből érkező eltérő feszültségszinteket ez hozza „közös nevezőre” a fogyasztók és az akkumulátor számára, és a töltésvezérlők dolga az akkuk túltöltésének megakadályozása is.

 Napelem vs. napkollektor

Még mindig vannak, akik a két technológiát egymás szinonimájaként használják, ezért érdemes sokadszorra is leszögezni: noha mindként rendszer a nap energiáját hasznosítja, a napelem elektromos áramot termel, a napkollektor pedig hőt. A két rendszer jól megférhet egymás mellett (például egy kombinált, földhőt is hasznosító rendszerben), de míg előbbi alapesetben a villamosenergia-szükségletek biztosítását szolgálja, utóbbit a fűtés, illetve a használati melegvíz energiaigényének kielégítésére alkalmas.

Noha lényegtelennek tűnik, a napelemek tartókonzolja, sínszerkezete igenis fontos komponens. Sőt, a legnagyobb fejlődést éppen e területen produkálta az iparág az elmúlt években. Ez az anyagválasztásra és a kialakításra is értendő. A rozsdamentes acélszerkezeti elemek (főként a tartósínek) helyett különböző könnyű, de kellően szilárd és merev alumíniumötvözetekből készült profilok terjedtek el. A minél praktikusabban, variábilisan is minél gyorsabban összeilleszthető tartószerkezetek iránti igény ugyanakkor az innovatív profilok és a kötések elterjedését segítette és segíti ma is. A tartószerkezetek súlycsökkenésénél is meglepőbb, hogy a rendszerépítésekhez szükséges idő és szakembermennyiség is a töredékére csökkent – ma már az a meglepő, ha a panelek családi házi tetőre installálása néhány óránál (és két embernél) többet vesz igénybe. Az, hogy a napelemes rendszerek értékesítésében az IKEA is fantáziát lát, leginkább ennek – valamint újabban az akkumulátorpiaci robbanásnak – köszönhető.

©

A háztartási kiserőműként üzemelő napelemrendszerek hálózatra csatlakozásához szükséges legfontosabb kiegészítő elem a kétirányú forgalmat biztosítani képes, ún. „ad-vesz” mérőóra, mely a hálózatból elfogyasztott és a hálózatba betáplált áram mennyiségét oda-vissza méri. Ennek mennyiségi egyenlege az alapja a szaldó elszámolásnak, vagyis az áramszolgáltató által kiállított éves áramszámlának. A kétirányú mérőre cserélés a fogyasztó részéről nem jár költséggel, mivel annak biztosítása az áramszolgáltató kötelezettsége.

A három alapelem körültekintő kiválasztása mellett azonban a napelemes rendszerre átállás során érdemes figyelni az olyan apróságnak tűnő tételekre is, mint a csatlakozók, kábelek minősége, illetve a megfelelő érintésvédelem (és túlfeszültségvédelem) biztosítása. A kivitelezőtől ezt is érdemes megkövetelni, mivel akár az egész beruházás lenullázható azáltal, ha ezt a tételsort megpróbálják olcsóbban, „okosban” megoldani. A csatlakozók és kábelek minősége befolyásolja a rendszer teljesítményét és biztonságát, a nem megfelelő minőségű érintésvédelmi protokoll beépítése pedig a hamis biztonságérzetet kelt. Előfordulhat így elektromos tűz, áramütéses baleset is, de tönkre teheti a rendszer fő elemeit is, így szembesítve a lakókat azzal, hogy az „ingyenáram” termelése is lehet veszélyes üzem.