Hihetetlen fejlődésen ment át a napelem, és az innováció a mai napig sem állt meg. Ha mindez nem is a hatékonyságra és teljesítményre hegyeződik ki, hanem a felhasználásra, a telepítés helyére, akkor is elmondható, hogy a napelemmel a határ a csillagos ég.
Sokan úgy tartják, hogy a napelemek forradalma előtt álla az emberiség az energetikában, ugyanis egyre nyilvánvalóbb, hogy a megújuló energiák válhatnak mindennapi élet és a lakóház szerves részeivé. Az ember így bármikor nyugodtan megtermelheti a saját energia felhasználását, sőt, nem is nagy füstfelhők közepén, hanem tisztán, gyorsan és hatásosan. Bizony ez jelenti az igazi változást és nagyon úgy tűnik, hogy tömegtermeléssel elérhető árhoz közelít a napelem.
Azt azonban hozzá kell tenni, hogy a legtöbbször felszerelt rendszer ugyanúgy a nagyjából 15% közötti kristályos modul lesz, azaz a jól megszokott technológiára alapuló. Nyilván a fejlesztések folyamatosan történnek és nap mint nap hallani olyan előretöréseket, amelyek végképp igazolják, hogy a napelemek a jövőt jelentik.
Elképesztő szárnyalás előtt áll a napelem
Az előrejelzések, statisztikák arra utalnak, hogy akár hatszorosára nőhet a napelemekből előállított energia mennyisége 2030-ig, ahogy a termelési költségek jelentős csökkenésével versenyelőnyt szereznek a gáz- és széntüzelésű erőművekkel szemben. A fotovoltaikus technológiát használó napelemek 2030-ra 8-13 százalékát adhatják a globális energiatermelésnek, szemben a tavalyi év végén tapasztalt 1,2 százalékkal. Az előrejelzések arra is rávilágítottak, hogy igen valószínű, hogy a fotovolatikus rendszerből előállított energia átlagos költség közel 60 %-al csökkenhet 2025-ig. Ezzel pedig egyre több esetben ez lesz az energiatermelés legolcsóbb módja. A megújuló energiák ezáltal az olyan fejlett gazdaságokban, mint Európa vagy az Egyesült Államok helyettesítik a nukleáris energiát, és visszafogják a gázból és szénből származó elektromosság-kitermelést. Sőt, a 2030-as évekre még akkor is a napenergia lesz a legolcsóbb a világ legtöbb területén, ha a kínálati többlet lenyomja a gáz és a szén árát. A napelemeket pedig a versenyképes árak fogják jellemezni. Mivel a napenergia minden tekintetben nagyon olcsóvá, teljesen megfizethetővé válik, a kutatások szerint a fotovoltaikus rendszerek 2040-re a teljes elektromosság-kibocsátás 15 százalékát adják majd.
A napelemek számára a legvonzóbb piacok 2020-ig Brazília, Chile, Izrael, Jordánia, Mexikó, a Fülöp-szigetek, Oroszország, Dél-Afrika, Szaúd-Arábia és Törökország lesznek – véli a nemzetközi szervezet. A globális kapacitás ezzel együtt 1760-2500 gigawattig emelkedhet 2030-ra, szemben a tavalyi 227 gigawattal. Emellett az is említést érdemel itt, hogy az intelligens hálózatok, vagyis azok, melyek képesek kezelni és elosztani a különböző forrásokból előállított energiát, kiegészülve az új tárolási technológiákkal, szintén a napenergia növekvő szerepét segítik majd elő.
A költségeket tekintve, 2015-ig az üzemi méretű napelemes rendszerekből előállított elektromosság átlagos költsége 13 cent volt kilowattóránként. Ez még több, mint a szén- és gáztüzelésű erőművek 5-10 centes költsége. A napenergiával működő áramszolgáltatási rendszerek kiépítésének átlagos költsége viszont 79 centre csökkenhet wattonként 2025-re, szemben a tavalyi 1,80 dollárral. A széntüzelésű energiatermelés költségei nagyjából 3 dolláros szinten mozognak wattonként, míg a gáznál ez az összeg 1 és 1,30 dollár között áll. Minden kétséget kizáróan elmondható hát, hogy fényes jövő áll a napelemek előtt, a hatékonyságot, árat és teljesítményt tekintve is. Érdemes hát időben befektetni abba, ami a jövőt jelenti!
A napelem az esővízből is energiát nyer
Napenergia az esővízből
Ha a napelem egyik legfőbb negatívumát kellene kiemelni, akkor a szakértők egyetértenének abban, hogy ez bizony időjárásfüggő. Illetve sajnos a mai napig nincs hatékony, széles körben használható energiatárolási megoldás ennek az áthidalására. Azonban teljesen elkeseredni nem kell, ugyanis kínai szakemberek nemrég fejlesztettek egy olyan új típusú napelemet, amely azzal enyhítené ezt a kitettséget, hogy egy rossz helyzetből igen kedvező szituációt tud kovácsolni. Ahelyett, hogy az eső rontana a termelésen, a panel az esőcseppek segítségével is képes energiát termelni.
Ennek a megoldásnak a lényege, hogy nagyon jó vezetőképességű grafénréteggel vonják be a paneleket. Mivel az eső nem teljes mértékben tiszta víz, ugyanis a benne lévő sók különböző töltésű ionokból állnak, ezért a pozitív ionokat megkötik az egyetlen szénatomnyi grafénréteg negatív töltésű elektronjai, az így létrejövő dupla rétegben pedig a két réteg közötti nagy energiakülönbség áramot termel. Ennek köszönhetően az új paneltípus segíthet abban, hogy ne csak napos, de esős időben is használható legyen ugyanaz a napelem, de ehhez a hatékonyságot még jócskán növelni kell. Egyelőre laboratóriumi körülmények között 6, 7 %-os hatékonysággal dolgozik a kínai kutatók napeleme.
Vízre is telepíthető a napelem
Vízre telepített úszó naperőmű
Legelőször Kínában volt megfigyelhető az úgynevezett lebegő napelemes rendszer, azonban Európát is elérte ez a hihetetlen áttörés. Kontinensünkön a legnagyobb lebegő napelem-farmja készen áll az indulásra. Egy víztározón építették föl, a londoni Heathrow repülőtér közelében azt a farmot, ahol a napsugarakat arra akarják használni a szakemberek, hogy mindig energiával tudják ellátni a víztisztító telepet. Ez a létesítmény, amely akkora, mint nyolc futballpálya, a tervek szerint 5,8 millió kilowattóra áramot termel évente.
A napelemek kitűnő energiaforrások, de itt nem elegendőek az önellátáshoz. A napelemek csak akkor termelnek áramot, ha süt a nap. A víztisztító áramigénye nem csökken nullára éjjel sem, például éjszaka is kell vizet szivattyúznunk. Tehát nem lehet napelemekkel kielégíteni az összes energiaigényt. Ez egy átfogó, sok elemből álló stratégia részét fogja képezni majd. A több mint 23 ezer panel mindegyikét levegővel töltött elemek tartják, amelyek tutajszerűen kapcsolódnak egymáshoz. Búvárok 177 horgonyt helyeztek el a tartály alján. Vezetékekkel szállítják partra az energiát, a néhány kilométerre lévő víztisztító telephez. A fenntartása olcsóbb, mert a napelemeket gazdaságosabban lehet működtetni vízen.
Azt is hozzá kell tenni, hogy a napelemek és a vezetékek hidegen hatékonyabban működnek. Az egyik nagy előnye ezeknek a tartályban lebegő szerkezeteknek az, hogy lehűtjük a vezetékeket és a napelemeket. Ezzel a naperőmű is hatékonyabb, több áramot termel, mint ha egy mezőn építenék föl. A napenergiával a víztisztító telep energiaigényének egyötödét lehet fedezni. Ez hozzájárulhat ahhoz, hogy olcsóbban jusson tiszta ivóvízhez mintegy 10 millió ember London körzetében és Délkelet-Angliában.
Magyarország sem marad le
Napenergia vagy atomenergia?
Az év végén rekordszámú, mintegy 2500 napelemtelep-létesítési kérelem érkezett a Magyar Energetikai és Közmű-szabályozási Hivatalhoz. Ebből már csak mintegy 200 feldolgozása tart, a többi megkapta az engedélyt. Amennyiben mind megvalósul, úgy 2018 végéig a hazai napelem-erőművek beépített kapacitása 2100 megawattra nő. Viszonyításként fontos kiemelni, hogy ez összességében meghaladja a Paksi Atomerőmű teljesítményét. A napelemes erőművek összkapacitása 2015-ben még csak 837 MW-ra rúgott. Termelésük az előző évhez viszonyítva akkor több mint felével ugrott. Mindebbe nem értendők bele a lakóházak tetejére telepített háztartási táblák, amelyek összességében adataink szerint közel 200 MW-ot képviselnek.
Szakértők szerint a napelemek és az atomerőmű ilyetén összevetése azért kicsit megtévesztő. Míg ugyanis a nukleáris blokk lényegében éjjel-nappal egyforma teljesítményen üzemel, addig a napelem csak akkor termel, ha süt a nap. A Magyar Energetikai és Közmű-szabályozási Hivatal adatai szerint egy-egy ilyen napelemes kiserőmű mérete 0,5 MW, ami évi 1050-1200 üzemórával számolva körülbelül 250 háztartás éves áramfogyasztását fedezni. A napelemes erőművek ilyen léptékű elterjedése jelentős hálózati fejlesztéseket is szükségessé tesz.
Emellett a szakemberek arra is felhívják a figyelmet, hogy január 1-vel az eddigi felére, körülbelül 12 és fél évre csökkent az az idő, amíg az állam a napelemes befektető számára kiemelt árat garantál az általa megtermelt áramért. Ez nagyjából a megtérülés ideje. Az eddigiekkel szemben tehát mostantól nem látszik, mitől érné meg a napelemerőmű-beruházás. A mostani roham annak tudható be, hogy a december 31-ig beadott kérelmekre még a régi szabályok vonatkoznak. 2500 új napelemes erőmű becslések szerint több mint félezermilliárdos beruházás. A szabályváltozások nyomán ugyanakkor a létesítési kedv jelentős visszaesése várható.
