Napelem hatásfok – Mi befolyásolja a rendszer teljesítményét?

Egy napelemes rendszer beruházása esetén fontos figyelembe venni néhány tényezőt, amelyek befolyásolhatják a kívánt rendszer teljesítményét. Általában a napelem hatásfoka a mérvadó, de más tényezők is közrejátszanak.

Mi az a napelem hatásfok?

A hatásfok azt jelenti, hogy az adott panel mekkora hatékonysággal hasznosítja a napsütést és alakítja azt át elektromos árammá. A gyártók a napelemeket 1000 wattos derékszögű besugárzással mérik, 25 Celsius fokon, amely egy optimális környezet. Persze a valóságban legtöbbször nincs ilyen tökéletes állapot, így a napelemek hatékonysága folyamatosan változik a különböző környezeti hatások miatt, melyekről a továbbiakban beszélünk.


Befolyásoló tényezők

Elhelyezés

A telepítés során vizsgált két legfontosabb tényező a dőlésszög, és a tájolás, mivel ezek befolyásolják, hogy a paneleket mekkora dőlésszögeben érik a napsugarak.

Dőlésszög

A dőlésszöget a földrajzi elhelyezkedéshez mérten kell a legideálisabban meghatározni. Mivel a föld saját tengelye körül forog a nap körüli pályán, így a napsugárzás iránya is állandóan változik. Magyarország az északi mérsékelt övben található, emiatt az ideálisnak tekinthető dőlésszög kb. 35%.

Tájolás

Tájolását tekintve a déli tájolás esetén érhető el a legmagasabb hozama a napelemes rendszernek. Viszont meg kell említeni, hogy az ideálisnak tekinthető déli tájolástól való 45%-os eltérés keleti, és nyugati irányban csak kb. 5 és 10% közötti teljesítményveszteséggel jár. Tehát akkor sem kell kétségbe esni, ha nem áll rendelkezésre a megfelelő déli tájolású tető felület, hiszen eltérő tájolással is magas hozam érhető el.

Árnyékolás

Ezeken túl figyelni kell az árnyékoló hatásokra. Olyan helyre érdemes napelemes rendszert telepíteni, ahol a legkevesebb árnyékolás éri a paneleket. Figyelve például a szomszéd ház tetőszerkezetére, fák lombjára, villanyoszlopra melyek mind részben, mind akár teljes felületen is árnyékolhatják a paneleket ez által lényeges napelem hatásfok csökkenést okozva.

Kapcsolódó: Hova nem érdemes telepíteni napelemeket

Egyéb környezeti hatások

E területen a felhasználható napenergia nagyságát befolyásolja a páratartalom, a felhősödés, a füst, a szmog, és a hőmérséklet értéke is.

Ezeket a tényezőket jellemzően nem tudjuk befolyásolni. Télen például a hegyvidékekre több napsütéses óraszám jut, az alföldhöz képest az ott található köd miatt. Viszont nyáron a felhőzet miatt valamivel több a napsütéses órák száma az alföldön. Éves szinten a kettő közti különbség kb. 200 órát jelent az alföldi, déli térségek javára mely megközelítőleg 2000 óraszám összeggel bír.

Napelem hatásfok télen természetesen sokkal alacsonyabb, mint nyáron hiszen több a felhő, kevesebb a napsütéses órák száma, a fény messze nem az optimális dőlésszögben érkeznek és persze a hó is fedheti a napelemeket. Ez nem azt jelenti, hogy a panelek nem termelnek elektromos áramot, csak sokkal kevesebbet, mint nyáron. Egyébként a hó könnyen lecsúszik a tiszta napelemekről, illetve forgatható panelek hatékonyan működnek a téli időszak alatt is.


Különböző típusú napelemek hatásfoka

A környezeti, és elhelyezési tulajdonságokon túl a hatásfokot legjobban befolyásoló tényező maguk a napelemek.

Két fő típusra bonthatóak:

  • Monokristályos napelem
  • Polikristályos napelem

A monokristályos napelemek hatásfoka magasabb, jellemzően 15-19% közé esik, viszont a szórt napfényt kevésbé tudja hasznosítani, míg a polikristályos napelemek hatásfoka átlagosan 1-2%-al kevesebb, viszont a szórt napfényt jobban hasznosítja, és áruk is kedvezőbb a gyártási technológiájuk miatt, ezért hazánkban ez a leggyakoribb típus.

Kapcsolódó: Monokristályos és polikristályos napelemek összehasonlítása.


Napelemek tisztítása

A napelemek éves szinten történő tisztításával akár 10%-os napelem hatásfok növelés is elérhető. Hiszen ha a napelem panelek üveg felülete tiszta, akkor könnyebben áthaladnak rajta a napnak a sugarai, melyeket a napelem cellák hasznosítani tudnak. Habár az eső segítségünkre van a felületek tisztításában, viszont a teljes por mennyiséget nem feltétlen tudja letakarítani a napelemekről, vagy sok por esetén egy sáros felületet is képezhet rajta. Bizonyos területeken pl. földutak mellett, akár évi több alkalommal is érdemes lehet megtisztítani a napelemeket.

Továbbá a por mellett, az egyéb nagyobb szennyeződéseket mindenképpen el kell távolítani a napelemek felületéről. Így egy viharos idő után falevelek tapadhatnak meg a napelemen, mely akár teljes cella méretet is ki tud takarni, annak kapcsolásától függően jelentős teljesítmény veszteséget, valamint túlmelegedést okozhat.


Összegzés:

Milyen azok a tényezők, amelyek befolyásolják a napelemek hatásfokát?

A két legfontosabb tényező a tájolás és a dőlésszög. A legoptimálisabb tájolás a déli, a dőlésszög pedig kb. 35%. Természetesen a keleti és nyugati irányokba való eltérés lehetséges. Az optimális dőlésszögtől való eltérés is minimális kieséssel jár, illetve akár lapostetőre is lehet telepíteni a paneleket. További befolyásoló tényezők az felhősödés, szmog, hőmérséklet, illetve a panelek felületének tisztasága.

napelem hatásfok infografika
nv-author-image

Péter Cseke

Villamosmérnök, aki a napenergiára szakosodott.