A napenergiát már hosszú ideje hasznosítja az emberiség különböző eljárásokkal más és más célokra. A napelem rendszerek népszerűsége a közelmúltban robbanásszerű növekedésen ment át. Köszönhető ez a napelem technológiák fejlődésének, amik lehetővé tették, hogy akár magánszemélyek is megengedhessék maguknak, hogy napelem rendszerbe fektessék a pénzüket. Az alternatív energiák hasznosítása, így a napelem is nagyobb figyelmet kapott mióta tudatosult az egyéb nem megújuló energiaforrások véges tartaléka és a környezetünkre gyakorolt káros hatásuk. Napjainkra számtalan napelem gyártó képviselteti magát a piacon. Ezek közül elég sok gyártó terméke nem üti meg a megkívánt szintet a napelem panelokkal szemben támasztott elvárások listáján. Csábító lehet az olcsóságuk, viszont gyenge hatásfokuk, rövid élettartamuk és gyenge minőségük kisebb, de akár nagyobb problémákat is okozhatnak. Támpontként be szeretnénk mutatni pár nagy múltra visszatekintő minőségi napelem gyártással foglalkozó globális céget.
Napelem gyártása
A több alkalmazott technológia és alapanyag közül a kristályos napelem a legelterjedtebb. Ez a fajta napelem rendelkezik átlagosan a legjobb mutatókkal. Hatásfokuk a célhoz megfelelő napelem választása esetén a legkisebb napelem rendszertő kezdve egészen a hatalmas naperőművekig megfelelővé teszi őket. Egy napelem rendszer minden esetben hosszú távú befektetés, igaz a bekerülési költségét hamar visszatermeli, még sokáig képes hatékony működésre. Egy jó minőségű napelem rendszer két generációt is ki tud szolgálni. Érdemes ezt szem előtt tartani, amikor napelem rendszert vásárolunk.
Monokristályos napelem cella
Napelem típusok és gyártási technológiájuk
A napelem fajtái közül a kristályos napelemek a legelterjedtebbek. A háztartásra méretezett napelem rendszerek is kristályos napelem felhasználásával készülnek, de még a nagyobb irodaháza napelem rendszere is kristályos napelem panelokkal van felszerelve. A kristályos napelem három különböző típusban kapható. Különbség a gyártási technológiájuk, hatásfokuk, élettartamuk és gyári garanciális idejükben mutatkozik meg.
Amorf napelem
Az amorf napelem a legolcsóbb a kristályos napelemek közt. A napelem szilícium alapú félvezető rétege ebben az esetben egy vékony üveglapra vagy acéllemezre esetenként műanyag lapra kerül fel. Az amorf napelem hatásfoka 5%-8%, gyártói garanciája 10 év és élettartama minimum 15 év. Alacsony hatásfokát ellensúlyozza némileg, hogy jól hasznosítja a szórt, vagy nem ideális szögben beérkező fényt is. Telepítését csak olyan esetekben ajánljuk ahol nagy felület áll rendelkezésre.
A gyártásuk három fő lépésre bontható fel:
Amorf kristályos napelem.
Első lépésben magát a felületet (példánkban üvegfelület) készítik elő. Az üveglapot méretre vágják és lecsiszolják az éleit és a sarkokat. Ezt követően egy vékony SnO2 réteget visznek fel az üveglapra. Egy speciális folyadékkal lemossák az üveglapot eltávolítva minden féle szennyeződést, ami a későbbiekben befolyásolhatná a félvezetőben lezajló folyamatot. Ezek után az első cella vágás következik egy lézeres gép segítségével. Az üveglapot ismét lemossák. Egy kemencében az üveglapokat 200 C fokra melegítik előkészítve a következő lépést.
- A második fázis a cellák kialakítása. Egy PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) eljárás keretein belül hat amorf szilícium réteget visznek fel az üveglapra. A folyamat befejeztével az üveglapokat visszahűtik, ezzel is időt nyerve. Ismét cellákat vágnak egy lézeres géppel, de ezúttal a szilícium rétegbe. Cink-oxid és ezüst réteget képeznek egy PVD (Physical Vapor Deposition) nevezetű eljárással. A harmadik és egyben utolsó lézeres cellavágás következik, ez alkalommal az összes réteget keresztülvágják. Végül egy szimulátor gépben ellenőrzik a napelem teljesítményét.
- Végül a napelem panel összeállítása következik. Az üveglap széleit homokfúvással megtisztítják. Alumínium szalagokat helyeznek el egymással párhuzamosan a napelem felületén. A napelem alsó felére egy teflon, felső oldalára pedig egy EVA lemezt helyeznek, átfűzik a megadott helyekre készített nyílásokon az alumíniumszalagokat és a legfelső üvegborítás is a helyére kerül. Az így összeállított rétegek egy lamináló gépbe kerülnek legvégül. Ismét tesztelik a napelem működését a laminálás után. Összeállítják az alumíniumkeretet, helyére kerülnek a vezetékek és a csatlakozók. Végül harminc napig a szabadban hagyják a napelem panelt és utoljára tesztelik a teljesítményét.
Monokristályos napelem
A monokristályos napelem modulok külön álló napelem cellákból épülnek fel. Az a típusú napelem számít a legdrágábbnak, de a mutatói is a legjobbak. A hatásfoka 18%, ami igen magasnak számít. Gyári garanciája átlagosan 25 év, minimális várható élettartama 30 év. Hátránya hogy a napelem hatásfokát erősen befolyásolja annak tájolása és a beérkező napsugárzás szögére Telepítése nagy odafigyelést, pontos tervezést és precíz kivitelezést igényel. A gyártási technológiája szintén költségesebb a többi kristályos napelemekhez képest. Olyan esetekben ajánlott az alkalmazása, ahol a rendelkezésre álló hely szűkös, egyéb más fajta napelem telepítésére nem elegendő, azok alacsonyabb hatásfoka miatt nem termelnék meg a szükséges energia mennyiséget.
A monokristályos napelem gyártása:
Monokristályos napelem cella.
A napelem alapanyaga szilícium, már ennek az előállítása egy precíz folyamat, mivel a napelem cellák készítéséhez 99,99% tisztaságú szilícium szükséges. Speciális kemencékben a szilíciumot 1400C fokra hevítik, ahol az megolvad. Az olvadt szilíciumba függőlegesen egy vékony rudat mártanak, amit nagyon lassan kiemelnek majd újra az olvadt szilíciumba mártják. Egy 2.4 méter hosszú szilícium rúd elkészülése négy napba telik. Sajátossága hogy a szilícium egy kristályban dermed meg.
- A rúd hengeres alakját nyolcszög alakra csiszolják, ennek a későbbiekben lesz fontos szerepe, a majd elkészült napelem cellákat a nyolcszögforma kialakításával lehet a leggazdaságosabban beépíteni a napelem modulba. A rudat milliméter vastag korongokra szeletelik.
- A szilícium korongokat ezután szintén egy speciális folyadékban megtisztítják. A legkisebb szennyeződés is a későbbiekben rövidzárlatot vagy alacsony hatásfokot eredményezhet. A korongok felszíne teljesen sima. Ez kedvezőtlen, mivel a napsugárzás egy részét a napelem panel visszatükrözi. Kémiai eljárással a felületet barázdásra alakítják, így hatékonyabban nyeli el a beeső napsugárzást.
- A napelem cella pozitív és negatív töltésű oldalakat kap. A napsugárzás elektromágneses hatása a pozitív és negatív töltésű részecskék mozgásra kényszerítik. A két különböző töltésű részecskék kizárólag egy belső áramkörön keresztül tudnak egyesülni. Így termelődik az egyenáram. Ezüst csíkokat húznak a korongokba, ezek teszik lehetővé a majd összeszerelt napelem cellák közt a megtermelt energia továbbjutását.
- A minden cella hatásfoka némileg eltér, a napelem cellákat egyenként tesztelik, és hatásfokuk szerint csoportosítják. A napelem modulra megadott csoportból bizonyos mennyiségű cellát építenek be, így a napelemek teljesítménye és hatásfoka azonos lesz. Egy napelem modul hatvan darab napelem cellából áll.
Polykristályos napelem
A polykristályos napelem elnevezését onnan kapta, hogy a szilícium lapok gyártásánál a szilícium több kristályban dermed meg. Ez a napelem a kristályos napelemek közép kategóriája és egyben a legelterjedtebb fajtája. Hatásfoka 15%, gyári garanciája 25 év, minimum várható élettartama pedig 30 év. Beszerzési ára alacsonyabb, mint a monokristályos napelem ára. Igaz hatásfoka is kicsit alacsonyabb, de több előnye is van. Például a szórt fényt is elég jól hasznosítja, kevésbé érzékeny a napelem tájolására és a beérkező napsugárzás szögére. Hazánk földrajzi adottságainak köszönhetően a polykristályos napelem kifejezetten jó hatásfokkal üzemel, ajánlott az alkalmazása.
Polykristályos napelem gyártása:
Polykristályos napelem cella.
A nagy tisztaságú szilikont először egy kockaformába helyezik, amit nagy kemencékben megolvasztanak. Az olvasztás után a szilícium lassan kihűl és megdermed. A folyamat következtében a szilícium több kristályban fog a tömbben megdermedni.
- A nagy szilícium tömböt több, előre meghatározott méretű kisebb hasábokra szeletelik. A hasábok minőségét ellenőrzik. A megfelelő tömböket a maximális minőség elérése érdekében polírozzák, az éleiket lecsiszolják.
- A következő lépésbe a tömböket milliméter vastag lapokra szeletelik. A precíz eljárást gépek végzik különleges fűrészlemezekkel. A kapott lemezek egy több lépéses tisztítási procedúrán esnek át. Tisztítás után egy szigorú minőségellenőrözésen esnek át a szilícium lemezek.
- Ezt egy több lépéses felületkezelés követi, aminek köszönhetően a napsugárzást jóval hatékonyabban lesz képes a napelem hasznosítani. Az eljárás végén meleg levegővel szárítják meg a szilícium lapokat.
- A pozitív töltésű lapokra egy negatív töltésű réteg kerül, majd a két réteget 800C-900C hőmérsékleten egy kemencében egymáshoz olvasztják. A következő lépésben egy szilikon réteggel látják el a lapokat, ez a réteg növeli a napelem cella hatékonyságát és ennek köszönhető a kékes szín is. Ezüst csíkozás kerül a cella tetejére, ami a megtermelt egyenáramot hivatott a későbbiekben továbbítani. Hőkezeléssel az ezüst mintázatot belesütik a szilikon rétegbe. A kész cellákat hatásfokuk és teljesítményük alapján szétválogatják.
- A csoportosított napelem cellák meghatározott mennyiségben kerülnek minden egyes napelem modulba. A napelem cellákat elhelyezik és összekötik a modulon. Felülről üveglap, alulról EVA borítást kap a modul és vákuum alatt laminálják. Utolsó lépésben az alumínium keretet szerelik fel és a helyükre kerülnek a csatlakozók. A kész napelem több teszten megy keresztül, mielőtt eladásra kerül.
Napelemek nagyobb gyártói
A gyártók ugyan azon folyamatokkal állítják elő a napelem paneleket, eltérés a bizonyos lépéseknél alkalmazott technológiákban van. Ez bőven elég ahhoz, hogy a piacon a széles kínálat a minőség skáláján is széles szórásban legyen jelen. Óva intenénk mindenkit az olcsó napelemek megvásárlásától. Inkább a középkategóriások közt érdemes megbízható gyártókat találni és azok termékeit keresni.
Néhány megbízható gyártó:
Díjmentes árajánlatért és felmerülő kérdésekkel forduljon hozzánk bizalommal! Tekintse meg napelem árainkat!
