A napenergia megszűnt a jövő ígérete lenni, és jelenlegi és nagyon is valóságos energiamegoldássá vált. A fenntarthatóság és a technológiai fejlesztések iránti törekvésnek köszönhetően egyre több otthon és vállalat dönt a napelemes rendszerek telepítése mellett, hogy csökkentse elektromos számlák és ökológiai lábnyom.
De ahhoz, hogy a lehető legtöbbet hozzuk ki ebből a tiszta energiaforrásból, elengedhetetlen, hogy ismerjük a naprendszert alkotó részeket, és megértsük ezek működését. A tetőkön látható napelemektől a befektetők, Elemek, szerelési rendszerek és még több, mindegyik stratégiai szerepet tölt be egy hatékony telepítésen belül.
Mi az a napelemes fotovoltaikus rendszer?
A napelemes fotovoltaikus rendszer olyan alkatrészek összessége, amelyek célja a napfény használható elektromos árammá alakítása., akár háztartási, ipari vagy kereskedelmi használatra. Magját napelemek alkotják, bár a teljes rendszer más, a működése szempontjából ugyanolyan fontos részeket is tartalmaz, mint pl. szabályozók, befektetők, szerkezetek és bizonyos esetekben Elemek.
A napelemes rendszereknek két fő típusa van: hálózatra kapcsoltak (saját fogyasztás) és elszigetelt rendszerek (off-grid). Mindkettő a nap energiájának hasznosítására törekszik, de másként teszik ezt attól függően, hogy kapcsolatban állnak-e a Nappal vagy sem. hagyományos elektromos hálózat.
A napelemes rendszer alapvető elemei
A fotovoltaikus napelem-berendezés egy sor elemből áll, amelyek együttesen rögzítik, tárolják és elosztják a villamos energiává alakított napenergiát. Az alábbiakban mindegyiket részletesen elemezzük.
1. Napelemek
A napelemek felelősek a napsugárzás rögzítéséért és elektromos árammá alakításáért. Egy mátrixból állnak össze Fotovoltaikus cellák amelyeknek köszönhetően működik fotovoltaikus hatás, fizikai jelenség, amely lehetővé teszi, hogy bizonyos félvezető anyagok elektromos áramot generáljanak fény hatására.
Az ilyen cellák gyártásához leggyakrabban használt anyagok monokristályos, polikristályos és amorf szilícium. Vannak olyan fejlett technológiák is, mint pl gallium-arzenid (GaAs) és kadmium-tellurid (CdTe).
A sejtek azok tokozott modulokba rendezve és több réteggel védett (ahogy később látni fogjuk), ami a rendszer legszembetűnőbb, de egyben legláthatóbb összetevőjévé teszi őket.
2. Töltésszabályozó
A töltésszabályozó közvetítőként működik a napelemek és az akkumulátorok között. Fő feladata a megelőzés Elemek túlterhelt vagy túlmerült, ami lehetővé teszi, hogy maximalizálja a hasznos élet és biztonságos a megbízható működés a rendszerről. Az optimális teljesítmény érdekében konzultáljon a napelem telepítési műszaki útmutató.
Kétféle szabályozó létezik:
- PWM (impulzusszélesség-moduláció): olcsóbb, ideális kis rendszerekhez, bár energiagazdálkodásban kevésbé hatékony.
- MPPT (maximális teljesítménypont követés): lehetővé teszi a panelek által termelt energia maximális kihasználását, működésüket a maximális teljesítménypont.
Szokásos ajánlás: használja az MPPT szabályozókat 500 W-nál nagyobb telepítésekhez, és így garantálja a optimális teljesítmény.
3. Befektető
A napkollektoros inverter a panelek által generált és akkumulátorokban tárolt egyenáramot (DC) váltóárammá (AC) alakítja át, amit otthon a közös aljzatokban használunk. Hálózatra kapcsolt rendszerekben az inverter a megtermelt áramot is szinkronizálja az elektromos hálózattal, szigetelt rendszerekben pedig további funkciókat is tartalmazhat, mint pl. tartalék generátorok vagy irányítani az egész rendszert.
Egyes modern inverterek még ezt is megengedik figyeli a fogyasztást és energiatermelés mobilról, ezzel optimalizálva a megtermelt energia felhasználását. Ezenkívül célszerű áttekinteni az előnyeit forgó napelemek amelyek javíthatják a telepítés hatékonyságát.
4. Napelemek
Elszigetelt telepítéseknél az akkumulátorokra van szükség, mivel lehetővé teszik a megtermelt villamos energia tárolását napfény hiányában (éjszaka vagy felhős napokon). A hálózatra kapcsolt rendszerekben a tárhely használata nem kötelező, de egyre gyakoribb a kereső telepítéseknél energiafüggetlenség.
Leggyakrabban használt akkumulátortípusok:
- Ólomsav (AGM vagy gél): gazdaságos, bár rövidebb élettartammal és hatásfokkal.
- lítium: drágább, de strapabíróbb, hatékonyabb, könnyebb és nagyobb kisütőképességű.
A lítium akkumulátorok az elmúlt években előtérbe kerültek teljesítménye, könnyű nyomon követése és kevesebb karbantartási igénye miatt. Használatával kapcsolatos további információkért tekintse meg a napelemek karbantartási szempontjai.
5. Tartószerkezet
Ahhoz, hogy a napelemek megfelelően végezzék feladatukat, olyan szerkezetre kell őket felszerelni, amely stabilan és megfelelő dőlésszögben tartja őket. Ezek a szerkezetek beépíthetők:
- Tetők: koplanáris rendszerekkel, szög- vagy ballasztos szerkezettel.
- suelo: ideális napelemes farmokhoz vagy nagy létesítményekhez.
A helyes tájolás (Spanyolországban dél felé) és a megfelelő szög maximalizálja a napkollekció és rendszer teljesítmény. Ha többet szeretne megtudni a helyes telepítésről, lásd a napelem telepítési útmutató.
6. Vezetékek és elektromos védelmek
Bár észrevétlen marad, a kábelek és védelmi rendszerek létfontosságúak a fotovoltaikus berendezések megfelelő működéséhez és biztonságához. Ezek olyan elemek, amelyeknek ellenállniuk kell a szélsőséges környezeti feltételeknek, így Fontos, hogy kifejezetten napelemes felhasználásra tanúsítottak legyenek, így garantálva a hosszú élettartamot és az alacsony elektromos ellenállást. A biztonsággal kapcsolatos további részletekért javasoljuk, hogy tekintse át a napelemes rendszerek költségei és teljesítménye.
Ezenkívül tartalmazza védelmet, például biztosítékokat, megszakítókat és földelési rendszereket túlterhelés, rövidzárlat és áramütés elkerülése érdekében.
7. Csatlakozódoboz
A csatlakozódoboz az a pont, ahol a fotovoltaikus modulokból származó összes kábel összefolyik, és innen kezdődik a csatlakozás a rendszer többi részéhez. Mindegyik panel hátulján található, és általában úgy tervezték, hogy ellenálljon a kedvezőtlen környezeti feltételeknek. Néhányan még magukban foglalják blokkoló vagy bypass diódák az energiaveszteség elkerülése érdekében, amikor a panel egy része árnyékolt.
8. Segédgenerátor (opcionális)
Elszigetelt telepítéseknél tartalék generátor is adható hozzá, különösen olyan helyeken, ahol több nap egymás után kedvezőtlen körülmények vannak. Ez a generátor automatikusan aktiválódhat, ha az elemek lemerültek, és a rendszer nem kap elegendő napsugárzást ahhoz, hogy táplálja magát. Ezekben az esetekben hasznos lehet megfontolni hordozható napelemek vészhelyzetekre.
A napelem részletes részei
A napelemeket úgy tervezték, hogy minden időjárási körülménynek ellenálljanak, és évtizedekig szolgálják céljukat. Ehhez több rétegből állnak, amelyek mindegyike meghatározott funkcióval rendelkezik:
- Edzett üveg: Első réteg véd az ütésektől, és alig veszteség nélkül engedi át a napsugárzást.
- EVA (etil-vinil-acetát) kapszulázó: Elnyeli a hőterhelést, és megvédi a sejteket a nedvességtől és más elemektől.
- Napelemek: Ezek alakítják át a fényt elektromossággá.
- Egy másik réteg EVA kapszulázó: az előzőhöz hasonlóan, a cellák hátoldalán.
- Hátsó réteg (hátlap): Általában polimerekből, például PET-ből vagy TPT-ből készül. Szigetel és véd az elemekkel szemben.
- Alumínium keret: Szerkezeti merevséget ad a panelnek, megkönnyíti az összeszerelést és védi az üveg széleit.
- Csatlakozó doboz: összeköti a cellákat a rendszer többi részével, és további védelmet is tartalmazhat.
Ez a réteges kialakítás javítja a fotovoltaikus modulok teljesítményét, tartósságát és biztonságát.
Napelemek gyártása
A napelemek gyártási folyamata rendkívül technikai jellegű, és olyan lépések sorozatát igényli, amelyek biztosítják a termék minőségét és végső hatékonyságát.
1. Szilícium gyártás
Minden a szilícium megtisztításával kezdődik, amely olvasztási folyamatokon megy keresztül, hogy tuskóvá alakuljon. Ezeket az öntvényeket vékony lapokra, úgynevezett ostyákra vágják.
2. Ostya doppingolása
Kémiai szennyeződéseket, például foszfort és bórt adnak az ostyákhoz, hogy megváltoztassák vezetőképességüket, és lehetővé tegyék az elektromos mező létrehozását (pn átmenet).
3. Napelemek létrehozása
Az adalékolt ostyák tükröződésgátló anyagokkal vannak bevonva, és mintákkal vannak maratva, hogy javítsák a fénygyűjtemény. Ha további információra van szüksége ezeknek a technológiáknak a fejlődéséről, forduljon hozzánk bizalommal a napelemek történelmi fejlődése.
4. Összeszerelés
A cellákat vezető szalaggal sorba kötik, húrokat képezve. Ezek a húrok közé vannak zárva réteg EVA, üveg és hátlap.
5. Keret és csatlakozódoboz
A modul alumínium keretbe van szerelve, és egy elosztódoboz is hozzáadódik az egyszerű vezetékezéshez.
6. Minőségellenőrzés
Minden panelt teljesítményre, ellenállásra, extrém körülményeknek való kitettségre és vizuális szkennelésre tesztelnek, amelyek biztosítják a hiányát repedések vagy hibák.
Ennek köszönhetően a jelenlegi panelek 25-30 évig vagy tovább is megőrizhetik hatékonyságukat.
Különbségek az elszigetelt és a hálózati rendszerek között
A napelemes rendszer kiválasztásakor az egyik nagy dilemma az, hogy szigetelt (hálózaton kívüli) vagy hálózatra csatlakoztatott (saját fogyasztású) rendszert válasszunk. Lássuk a fő különbségeiket:
- Saját fogyasztás: energiát termel az otthon számára, és tartalékként használja a hálózatot. A feleslegeket eladhatja, és nincs szükség szükségszerűen elemekre.
- Izolált: Nem függ az elektromos hálózattól, akkumulátorokat és (opcionálisan) generátort igényel. Ideális olyan területeken, ahol nincs hálózati hozzáférés.
Mindkét rendszernek megvannak a maga előnyei, de a saját fogyasztás a legelterjedtebb a városi területeken, és az elszigetelt rendszert általában távoli területeken használják.
Nyilvánvaló ez A napenergia lehetővé teszi a felhasználók és a vállalatok számára, hogy spóroljanak, autonómabbak legyenek, és csökkentsék környezeti hatásukat. A rendszer egyes részeinek mélyreható ismerete jobb döntéseket hozhat a hatékony és hosszú élettartamú fotovoltaikus telepítés telepítésekor vagy karbantartásakor.