Napelem házilag! –Lehetséges? De, hogyan?

A tapasztalatok szerint egy komplett napelem rendszer telepítése nem kis kezdeti tőkebefektetést jelent. Bár egy átlagos magyar családi ház éves elektromos áramszükséglete 25 éven keresztül garantáltan megtermelhető egy 2-4 kW-os teljesítményű napelemes rendszerrel, ám az a szakértők véleménye szerint 8-10 éven belül hozza vissza az árát. Mégis evidenciának tekinthetjük, hogy a megújuló energiaforrások egyre nagyobb arányú felhasználására lesz szükségünk a jövőben ahhoz, hogy a környezetszennyezés tarthatatlan folyamatának visszaszorításával párhuzamosan kielégítsük energiaigényünket. Ez a tendencia pedig a napenergia mind nagyobb mérvű használatának szükségességét vetíti előre.

 

Napelemes rendszer házilag? Lehetséges?

A fenti okok következtében nagyon sokan teszik fel a kérdést: lehetséges- e „házilag” napelem rendszert készíteni? A válasz: Bizonyos kereteken belül igen, persze nem mindegy mit értünk házilag készített fotovoltaikus rendszeren. Általánosságban véve a napelemeket működési elvük alapján két kategóriába sorolhatjuk, az un. két kristályos valamint a vékonyrétegű napelemekre.  Utóbbi esetében a házi elkészítés lehetőségét nyugodtan elvethetjük. A vékonyrétegű napelemek esetében ugyanis a félvezető réteget kémiai vagy fizikai lecsapatással viszik fel közvetlenül a hordozófelületre, ami leggyakrabban üveg. Ezeknek a napelemeknek a gyártásához olyan speciális gázok, kémiai vegyületek, lézerek és vákuumkamrák szükségesek, amelyek lehetetlenné teszik a napelem rendszer ezen változatának házi elkészíthetőségét.

Nem ennyire egyértelmű viszont a helyzet a több mint fél évszázada használt, – így széles körben elterjedt – illetve technológiai értelemben is legkifinomultabb mono- és polikristályos napelemek esetében. A kristályos technológia alapján működő napelemek igen nagy tisztaságú szilícium cellákból állnak, amelyek azon túlmenően, hogy sorba kötve kerülnek kialakításra egy üveglap és egy műanyag hátlap közé laminálva fejtik ki hatásukat. Amennyiben tehát arra szeretnénk vállalkozni, hogy házi keretek között a fenti kristálycellákat is magunk készítjük el, a siker finoman szólva is kérdéses. Bár kétségtelen, hogy a mono- és polikristályos napelemek gyártása között az eljárást tekintve nem sok különbség van – ugyanis a felvezető réteg mindkét esetben szilícium – a kristályok elkészítése komoly technológiai feltételeket és igen magas hőmérsékletet igényel.  Az elkészült kristályok vékony szeletekre vágásához, szennyezéséhez, a kristályszeletek felszínének kialakításához, a fémhálózat felviteléhez szintén mély kémiai és fizikai ismeretek szükségesek. A fentiekből is kitűnhet, hogy egyes cellákhoz hasonló – és persze nélkülözhetetlen – összetevők házi elkészítése gyakorlatilag lehetetlen, ezért amennyiben a napelemünk otthoni elkészítésére szánjuk el magunkat, nem kerülhetjük el ezek megvásárlását. Kész napelemes cellák napjainkban már kül- és belföldön egyaránt elfogadható áron beszerezhetők.

 

Hogyan készítsünk tehát házilag napelemes rendszert?

Praktikák, mesterfogások, korlátok, megoldási lehetőségek…

A kész napelemes cellák beszerzését követően népiképp egyszerűbb dolgunk van a házilag gyártott napelem felé vezető úton. Közismert, hogy minden napelem rendszer több alkatrészből épül fel. A mechanikus- illetve elektromos csatlakozók, szerelvények, szabályzó-, vagy átalakító elektromos berendezések és persze a napelem cellák mellett a rendszer „lelke” a több cella összekapcsolásából álló modulegységekben rejlik. Néhány cella segítségével ugyanis még az előállított elektromos energia meglehetősen alacsony. A nagyobb teljesítmény elérése érdekében van szükség a több cella összekapcsolásával létrejövő modulegységek kialakításához. A házilag készített napelem rendszer gyártása során is tehát jó tudnunk, hogy a cellákból felépített napelem-modulok létrehozásához a napcellák sorba kapcsolását magunknak kell elvégeznünk. Ezzel tudjuk kizárólag biztosítani a szükséges feszültségszintet. Amennyiben otthon elkészített napelemre vágyunk, akkor a cellák összekapcsolását csak forrasztással tudjuk kivitelezni. A családi házunk energiaellátáshoz kívánatos áramerősség megteremtéséhez pedig a cellasorok egymással történő párhuzamosításával oldható meg.

 

Amit a napelem cellák forrasztásáról tudni érdemes…

Az előre megvásárolt napelem cellák mellett az un. TAB szalagok a házi napelem készítés másik elhanyagolhatatlan eszközei, illetve amelyeket a cellák egymáshoz kapcsolásához használnak. Az ezüsttartalmának köszönhetően kiválóan forrasztható napelem összekötő szalag általában legkevesebb 10 méter hosszúságban beszerezhető. Ez a mennyiség nagyjából 7-8 darab napelem cella összekötésére, összeforrasztására elégséges. A szalagok szélessége rendszerint megegyezik a napelem cellák elején és hátulján elhelyezett csatlakozókéval. A kész cellasorok összekapcsolására a TAB szalagnál valamivel szélesebb un. BUSZ szalagra is szükségünk lesz. Utóbbi nem kizárólag a már TAB szalagokkal sorba- valamint párhuzamosan kapcsolt cellaláncolat egymáshoz rögzítése miatt kívánatos. A panel hátoldalán található csatlakozó egységbe történő átvezetésben is fontos szerepe van. A BUSZ szalagok nagyon jól hozzáforraszthatók a cella csatlakozókhoz, ugyanis olyan vékony rézszalagok, amelyek igen vékony ólom – esetleg ón – réteggel is be vannak vonva. Nem elhanyagolható továbbá a cellák TAB szalaghoz, vagy utóbbinak BUSZ szalaghoz történő forrasztásához az un. FLUX toll alkalmazása sem. A FLUX toll nemcsak biztosítja a jó kontakthoz szükséges tiszta és szennyeződésmentes felületet, de garantálja a megfelelő forrasztási varrat létrejöttét is.

Ami még hátra van…

Amennyiben elkészültünk a kész panelekkel természetesen még van tennivalónk. Az elkészült napelem rendszer kertbe helyezése, laminálása, valamint plexivel vagy üveggel történő borítása még elvégzendő feladat. Ezt követi a már valamivel könnyebb keretezés. A napelem rendszerek gyártására specializálódott cégek a napelem cellák összeforrasztását nagyságrendekkel jobb minőségben kivitelezik, mint amit házilag elvégezhetünk. Nem is beszélve arról, hogy a kész cellasorok üveg alá helyezése a nem kis hozzáértést igénylő laminálási eljárással valósul meg. Ez nemcsak magas hőt, de vákuumot és EVA fóliát is megkövetel. Utóbbi eljárás teszi ugyanis a napelemet időjárásállóvá és persze vízmentessé. A fentiek figyelembevételével elkészített napelem rendszer viszont még így sem áll készen az elektromos energia termelésére. A napelem rendszer központi egységét jelentő inverter és egyéb elektronikai eszközökre még szükség van ahhoz, hogy egy háztartásban felhasználható minőségű elektromos energiát nyerjünk. Ezeket a kész eszközöknek a beszerezése szintén ajánlott, beüzemelésük és csatlakoztatásuk már nem nehéz feladat. A hálózatra visszatáplálós napelem rendszert üzembe helyezéséhez speciális villanyóra és természetesen engedélyeztetés szükséges. A fentiekből kitűnik, hogy a házilag sikeresen előállított napelem rendszerek főleg hobbicélokra lehetnek alkalmasak, bár egyes esetekben jelentősen hozzájárulhatnak a háztartások energiaköltségeinek csökkentéséhez.