Bár a fosszilis energiahordozók kimerüléséről sok szó esik, önmagában elgondolkodtató, hogy a Nap azt az energiát, amely a bolygón kitermelhető kőolajkészletekben rejlik alig több mint egy nap alatt sugározza a Földre. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy a Nap egy órányi energia-kibocsátása az egész emberiség jelenlegi évi energiafogyasztását fedezhetné. Cikkünkben, napelemes rendszer családi házra történő kivitelezését fogjuk taglalni és a napelemes rendszerek telepítésében gondolkodók körében a kétségtelenül létező környezettudatos életmódra való törekvés mellett egyre többen teszik fel maguknak a kérdést: Miért fizessek havonta gyakran csillagászati összegeket az áramért, ha szinte ingyen is hozzájuthatok? Miért tartson függésben az áramszolgáltató akkor, amikor saját családi házam energiaellátásában saját magam ura is lehetek? Márpedig egy napelemes rendszernek köszönhetően többé nem szorulunk szolgáltatókra. Kétségtelen, hogy egy napelemes rendszer hatékonyságát csak akkor tudjuk igazán kihasználni, amennyiben jól megtervezett rendszerként telepítjük családi házra, vagy bármilyen ingatlanunkra.
Családi házra szerelt napelemes rendszer működési elve
A napelemes rendszerek legfontosabb alkotóeleme a természeti környezetben bőségesen fellelhető szilícium. A működési elv lényege, hogy a nap elektromágneses sugárzásának következtében a félvezetőben szabad töltéshordozók jönnek létre. Utóbbiak hatására a napelemes rendszer celláinak fémelektródáin feszültségkülönbség keletkezik, melynek köszönhetően az immár előállított egyenáram felhasználható. A keletkezett egyenáram tárolására akkumulátorokban van lehetőség, de egy a hazai áramszolgáltatók által elfogadott szabványos napelemes inverter segítségével 230V-os váltakozó árammá alakítható, sőt adott esetben még a hálózatba is visszatáplálható, költségmentesen tárolható. (Elöljáróban érdemes megjegyezni, hogy napjainkban nem éri meg a többlettermelés, ugyanis a megtermelt energiáért csupán 25-28 Ft/kWh-t fizet a szolgáltató. Napelemes rendszer családi házra esetén, akkora teljesítményre érdemes tervezni tehát, amely a saját fogyasztást fedezi képes. A saját villamos energia-igényünk kiváltására, valamint annak legkörnyezetkímélőbb módon, füst- és CO2 mentes megtermelésére viszont első rangú megoldás.
A napelem gyártók alapvetően kétfajta napelemet készítenek, az úgynevezett monokristályos napelemet és polikristályos napelemet.
Napelemes rendszer családi házra tervezésénél mire figyeljünk?
Nem légből kapottak azok az állítások, amelyek szerint egyrészt egy napelemes rendszer családi házra telepítve, várható megtérülési ideje csupán 7-8 év, másrészt minimum 25-30 évig termelhet lakóingatlanunk számára elektromos áramot. Mindezek érdekében ellenben elengedhetetlen a körültekintő tervezés, mivel a rosszul tervezett napelemes rendszer megtérülési idő kitolódást eredményezhet.
A fenti célok megvalósulása érdekében az első és egyben talán legfontosabb lépés a tervezésnél, hogy a napelemes rendszert a lakóingatlanunk áramfogyasztásához érdemes tervezni. Mivel a havi áramfogyasztás nagy szezonális eltéréseket mutathat, a tervezésnél ajánlatos a családi ház egész évi kWh fogyasztásával számolni. A napelemes rendszer kiépítését végző hazai cégek szakemberei az éves kWh fogyasztás alapján tudják pontosan kiszámolni azt, hogy hány Watt napelemre lesz szükségünk. A telepítést végzők egyik legegyszerűbb számítási módja az, hogy az éves kWh fogyasztását veszik alapul, és annyi Watt napelemmel terveznek. A tervezés persze ennél jóval összetettebb, ugyanis a napelemes rendszer nagyságát a családi háztető tájolása, dőlésszöge valamint az esetlegesen előforduló árnyékolás is meghatározza.
A napelemes rendszer tervezés további lépései…
A napelemes rendszer egy igen összetett technológia, amely a napelem-modulokon kívül a tartómechanikából, kábelezésből (vezetékek), a biztonsági földelésből, villámvédelemből, transzformátorokból, kommunikációs rendszerből, árammérő órákból és inverterekből épül fel. A napelemes rendszerek kiépítését végző hazai cégek döntő többsége a fenti számítások alapján alakította ki azokat az ajánlatait, amelyek az adott családi ház havi villanyszámlája alapján pontosan meghatározhatóvá tették a telepítendő rendszer szükséges kWh termelését havi vagy akár éves bontásban.
A piacon fellelhető egyik legkisebb megrendelhető napelem teljesítménye például 1575W, amely egy nagyon kis méretű családi ház villamos energiaellátását már jó eséllyel biztosíthatja. A piacon megtaláljuk a 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-, 9 vagy éppen 10 kW-os – és ezáltal nyilvánvalóan több polikristályos napelemet és nagyobb tetőfelületet jelentő – napelemes rendszereket, amelyek energiafogyasztásunk nagyságának függvényében képesek családi házunk elektromos energiával történő ellátására. Azzal együtt, hogy a telepített rendszerek általában 30 éves garanciával rendelkeznek felépítésükben és legnélkülözhetetlenebb alkotóelemeikben lényegében azonosak.
Napelemes rendszer családi házra és annak felépítése
A napelemekhez megfelelő teljesítményű inverterrel és elegendő rögzítéssel is tervezni kell. Az összes napelemes rendszer legfontosabb alkotóeleme a napelem inverter, amely a napelem által előállított egyenfeszültségű villamos energiának, hálózatunknak megfelelő váltóárammá alakításáért felelős. A hazai piacvezető cégek a német nyelvterületen létrejött és napjainkig is az élen járó, folyamatosan fejlesztő cég Fronius inverter megoldásokat alkalmazzák. Általánosságban elmondható, hogy amennyivel kisebb a napelemes rendszer, az inverter ára annál nagyobb hányadát fogja jelenteni a teljes költségnek. Mivel a ma hozzáférhető napelem inverterek élettartama minden esetben minimum 12-16 év között mozog, egy inverter cserével esetleg számolnunk kell. De ha biztosra akarunk menni akkor az inverterek garancia ideje általában kibővíthető akár 25 évre is.
A rögzítést ugyan minden esetben a családi ház tetőszerkezetének egyedi adottságai határozzák meg – azaz beszélhetünk lapos tetőről, nyeregtetőről, cserép-, pala vagy lemeztetőről – ám mindegyikre létezik megfelelő rögzítési módszer. A tartószerkezetek professzionális kialakítását a 2000-es évek elején alakult K2 termékcsalád képviseli, amelyek tartószerkezet-elemei a 21. század napelemes rendszereinek legmegbízhatóbb alkotóelemei. A K2 napelem tartószerkezetei szinte valamennyi tetőtípusra történő telepítési módra kínálnak megoldást. A tartószerkezetek alapanyaga alumínium és rozsdamentes acél, amelyek a hosszú és tartós élettartam legfőbb biztosítékai.
A minőségi és persze UV-álló szabványos szolár vezetékek szintén a különböző teljesítményű napelemes rendszerek állandó elemei közé tartoznak. A csalási házakra tervezett napelemes rendszer elterjedésével párhuzamosan, illetve a speciális igénybevételek miatt nőtt meg az igény az UV sugárzásnak, a szélsőséges időjárási körülményeknek és az állati kártevőknek is ellenállni képes vezetékek iránt. Mivel ezek gyártása nem igényelt komoly beruházásokat, a szolár kábelek a meglévő gyártástechnológiával és kapacitással nemcsak problémamentesen legyárthatók, de a napelemes rendszerek talán egyik legkevésbé költséges alkotóelemei is egyben. Egyrészt alkalmasak tetőszerkezeteken és földön is (bár földbe ásva nem) kültéri fektetésre, másrészt a vezetékek halogénmentes, lángálló és alacsony égési osztályúak.
