A megújuló energiaforrásoknak köszönhetően egyre világosabbá válik, hogy a fosszilis energiaforrásokat nem kell és nem is szabad az egyedüli energiaforrásnak tekinteni. Azért sem, mivel áruk egyre csak nő az évek előrehaladtával, mivel a tartalékaink egyre csak fogynak, és főként azért sem, mert számos kutatás kimutatta már, hogy a környezetre gyakorolt negatív hatásuk semmiképp sem tolerálható sem számunkra, sem a Földünket tekintve. Épp ezért kezd egyre elterjedtebbé válni a megújuló energiaforrásba való befektetés, és sokan választják a téren a napenergiát. A napenergia felhasználására az egyik legjobb berendezésnek, eszköznek a napelem bizonyul, amely egy olyan szilárdtest szerkezet, mely az elektromágneses sugárzást villamos energiává alakítja át. E tekintetben az energia átalakítás alapját az képzi, hogy a sugárzás elnyelődésekor mozgásképes töltött részecskék képződnek, amik az napelemben az elektrokémiai potenciálok, illetve az elektron kilépési munkák különbözőségéből adódó beépített elektromos tér rendezett mozgásra kényszerít, aminek köszönhetően elektromos áram képződik.
Napelem teljesítménye, zöld energia
A napelemek egyik legfőbb előnye a teljesítményében rejlik, melynek köszönhetően az egyik legtöbbet alkalmazott berendezés nem csak a napenergia felhasználását illetően, de a megújuló energiaforrások begyűjtését tekintve is első számú választásnak bizonyul. A teljesítményt tekintve fontos megjegyezni, hogy három fő szempont befolyásolja azt: a beesési szög, a megvilágítás intenzitással, illetve a napelemre csatolt terhelés. A fény intenzitását sajnos általunk nem befolyásolható, de a többi két tényezőt tekintve tehetünk a jobb teljesítmény eléréséért. Emellett pedig fontos megjegyezni, hogy a teljesítmény a típus függvénye is, ugyanis a fix napelem és a napkövető napelem között is van különbség a teljesítményt tekintve. A fixen napelem megfelelő tájolás esetén, ami déli irány jelent, országunkban 35 fokos dőlésszöget, reggeltől estig tiszta idő esetén áramot tud termelni számunkra. Reggel és este azonban már csak kevésbé intenzív teljesítményt produkál a napelem, ugyanis a fix beépítés esetén a napsugárzás kis beesési szögben kisebb áramerősséget tud garantálni. Természetesen a legjobb teljesítményre is vannak megoldások: annak érdekében, hogy egész nap az időjárás által megengedett maximális teljesítménnyel tudjuk gyűjteni a napenergiát, a nappal folyamán vízszintesen forgatnunk, függőlegesen bólintanunk kell a napelemet úgy, hogy a napsugár beesési szöge a lehető legkisebb mértékben térjen el a merőlegestől. Ennek elérése érdekében kifejezetten fontos több elektronikát és mechanikus elemeket beszerezni és felszerelni, illetve a telepítési hely kiválasztására is figyelni kell, és a karbantartási költségek is többe kerülhetnek. Minderre a fix beépítésnél elegendő, a tervezéskor már pontosított, ház tetőszerkezetét kell felhasználnunk a napelemek tartójának. A napkövető napelem a teljesítményét illetően a legjobban garantálhatja, ám ez esetben sem számíthatunk mindig a maximális, legjobb eredményre. Az optimális besugárzásra beforgatott napelem sem fog mindig teljesítményt szolgáltatni, mivel a besugárzás mértéke több okból is változhat. Egyik fő ok az lehet, hogy lemegy a Nap, a felhős idő vagy hó, különféle tárgyak, mint például fa vagy más növényzet, építmények árnyékolása, légköri szennyeződés és a pára, vagy akár a napelem táblák felmelegedése is. Mivel az elektromos fogyasztókat folyamatosan szeretnénk üzemeltetni, viszont a napelem nem tud folyamatosan energiát biztosítani, valamilyen energiatároló puffert, azaz átmeneti energiatárolót kell használnunk a rendszerben, amivel áthidalhatjuk az alacsonyabb napfényt garantáló időszakokat. Az energia hasznosításának van más megoldása is, amit invertert alkalmazással érhetünk el. Az inverter a napelem egyenáramát váltakozó árammá alakítja át, amit majd visszatáplál a hálózatba. A visszatáplálás természetesen csak a hálózat periódusával szinkronizálva lehetséges. Ennek a kivitelezéséhez az elektromos művek engedélyére is szükség lesz. Szerencsére a teljesítmény növelésére is akad más megoldás. E téren fontos kiemelni az egyik megoldást, amely sok apró lencse alkalmazását jelenti, amelyek a napfényt, a beesési szögtől függetlenül, a napelemekre fókuszálják. A lencsés használat másik nagy előnye, hogy magát a fotóvillamos panelt az optikai fókuszálás miatt sokkal kisebbre lehet venni, így földi körülmények között is lehetőség nyílik kiváló hatásfokú, de egyébként drága, az űrtechnológiában alkalmazott fotóvillamos egységek gazdaságos használatára.
A teljesítményt illetően nem is csoda, hogy sokan döntenek a napelemek mellett, ugyanis szinte minden helyzetben megállják a helyüket, és szinte mindig biztosítani tudják azt, amiért azt megvásárolták és üzemeltetik. Ám a teljesítménye mellett talán az egyik legfőbb szempont, amiért igazán érdemes napelemet vásárolni, s ez fontos lehet a jövőnket tekintve is, ami nem más, minthogy semmilyen káros mellékhatása sincs, és igazán környezetbarát. Csakis a megújuló energiaforrásokkal érhetjük el környezetünk védelmét és tisztáságát.
Napelem rendszer teljesítménye, lehetőségei
