A napelem teljesítmény azt jelöli, hogy a rendszer mennyi áramot képes megtermelni használat közben. Cikkünkben összefoglaltuk a legfontosabb tudnivalókat.
Akár lakossági felhasználásról, akár üzleti beruházásról van szó, a napelem teljesítménye az egyik legfontosabb mérlegelendő szempont. Cikkünkben részletesen bemutatjuk, hogyan határozható meg a napelemrendszer által megtermelt energia mennyisége, milyen tényezők befolyásolják a teljesítményt, és példákat mutatunk a napenergia hasznosítására.
A napelem teljesítmény alatt a rendszer által megtermelt energiamennyiséget értjük.
A gyártók a napelemek névleges teljesítményét általában Watt-peak (röviden WP) mértékegységben adják meg, amely azonban keveset árul el a valós áramgeneráló képességről. Ennek oka, hogy a Watt-peak teljesítmény kizárólag tökéletes külső feltételek mellett érhető el, amelyek a következők:
A fenti kondíciók az év csekély részében állnak fenn egy időben, így a Watt-peak értéknél jelentősen alacsonyabb a megtermelt energiamennyiség. A következőkben bemutatjuk, mi befolyásolja a napelempanel teljesítményét valós felhasználási körülmények között.
Bár a gyártó által jelölt névleges teljesítmény remek kiindulási pont, a napelemrendszer tervezésekor számos olyan tényező van, amely befolyásolhatja a valós felhasználási körülmények között generált energiamennyiséget. A következőkben ezeket mutatjuk be.
A napelem teljesítmény elsősorban a panelek műszaki tulajdonságától függ, az alábbi három típusát különböztetjük meg.
Természetesen a fenti technológiákat bizonyos esetekben ötvözik, így akár hibrid napelemekkel is találkozhatunk a piacon.
A napelem teljesítmény meghatározásakor nem elhanyagolható tényező az elhelyezés sem. A napelempanel ideális esetben déli tájolású és körülbelül 30°-os dőlésű. Míg napelemparkok esetén könnyen megteremthetők az optimális feltételek, addig a tetőszerkezetre szerelt panelek esetén sokkal több kihívással számolhatunk. Ilyen lehet például a:
Számtalan meteorológiai tényező gyakorolhat hatást a napelem teljesítményre, egyebek mellett ilyen lehet a:
Most, hogy bemutattuk a napelemek teljesítményét befolyásoló tényezőket, következzen néhány példa a technológia felhasználására.
A hidro- és szélenergia után, a napenergia jelenti a legnagyobb megújuló energiaforrást. 2023-ban több mint 4200 TWh áramot szolgáltattak a napelemek, amely több mint 20-szor nagyobb érték, mint hazánk éves energiafelhasználása. Lássuk, mire használható a napelem.
A lakossági felhasználás során azokat a napelemeket értjük, amelyek a magánlakások áramszükségletét közvetlen módon biztosítják. Előnyük, hogy kiegészíthetik vagy akár teljesen kiszolgálhatják a háztartás áramhálózatról érkező energiaellátását.
Az ipari szektor energiafelhasználása jelentős ökológiai lábnyomot generál. Például az Európai Unió energiaszükségletének 25,1%-át az ipari szektor használta fel 2022-ben. Egyre nagyobb arányban jelennek meg zöld energiaforrások az ipari szektorban, a karbonterhelés csökkentése érdekében.
Ennek gyakori formáját jelentik a napelemparok, ahol nagy területen helyeznek el paneleket a fenntartható zöld energiatermelés érdekében. Ám nem csupán energia előállítására használható a környezetbarát technológia. Az Egyesült Amerikai Államok Energiaügyi Minisztériumának tájékoztatásában az alábbi lehetséges felhasználási módok szerepelnek:
“A napenergia felhasználható hőtermelésre sokféle ipari alkalmazáshoz, beleértve a víz sótalanítását, a fokozott olajkinyerést, az élelmiszer-feldolgozást, a vegyi termelést és az ásványi anyagok feldolgozását, sok egyéb mellett.”
A napelem teljesítménymérésének legpontosabb és egyszerűbb módja a rendszer adataira történő támaszkodás. A legtöbb modern napelem rendelkezik internetes portálon és mobil applikáción keresztül elérhető felülettel, ahol pontosan látható, grafikus ábrákkal vizualizált módon a teljesítmény. A napelem teljesítménymérés másik lehetséges módja a PV-teszterek és -analizátorok használata, melyre általában akkor kerül sor, ha a rendszer saját szenzoraival mért teljesítmény és az elméleti maximum között jelentős eltérést észlelünk.
A napelem teljesítményt általában watt (W) és kilowatt (kW) mértékegységben szokták megadni. Az összefüggés az, hogy 1000 W = 1 kW, így könnyen kiszámolható, hogy a:
Bár a napelemek képesek ellenállni a fagyos időjárásnak és hónnak, a hó- és jégréteg, az alacsonyabb napos óraszám és a hideg időjárás csökkentheti a panelek hatékonyságát. Így a napelem teljesítmény télen rendszerint csökken.
A napelem teljesítmény m2 területen úgy határozható meg, ha a panel teljesítményét elosztjuk az alapterülettel. Lássunk egy példát!
Rengeteg napelem teljesítmény kalkulátor érhető el, ezek segítségével egyszerűen meghatározható a rendszer várható energiakibocsátása. Bár a használatuk gyors, a pontosabb becsléshez használható az alábbi formula is.
Éves megtermelt energia (kWh) = panelek teljes területe (m2) * hatásfok (%) * éves napsütéses időszak (óra) * t * veszteségek együtthatója (0,5 és 0,9 közötti érték, amely esetenként eltérhet, általában 0,75 értékkel szoktak számolni)
Ahhoz, hogy ezt meghatározzuk két tényezőt kell figyelembe vennünk: a napelem méretét és napelem teljesítményét. Például egy 1*2 méteres, 450 W teljesítményű napelem esetén a következő számtást szükséges elvégezni:
A technológiai fejlődésnek köszönhetően a modern rendszerek telihold esetén, csupán a holdfényt felhasználva is képesek áramot termelni. Egy napelem tábla teljesítmény éjszaka körülbelül 0,3-0,4%-a a maximális termelési kapacitásnak.
A napelemek teljesítménye idővel némileg csökken. Ennek magyarázata, hogy a hatékonyságuk évente átlagosan 0,5-0,9%-kal redukálódik.
1 db napelem teljesítménye átlagosan 250-400 W, amely a legtöbb háztartás számára nem nyújtunk elegendő villamos áramot. Egy átlagos családnak, fogyasztás és a fent bemutatott szempontok függvényében, 10-30 panel szükséges.
A napelem teljesítmény optimalizáló egy eszköz, amely panelenként szabályozza a teljesítményt, csökkentve az árnyékolás vagy eltérő tájolás miatti veszteségeket, így növelve a rendszer hatékonyságát.
A napelem fontos szerepet játszik a napenergia hasznosításában és az energiatermelés ökológiai terhelésének csökkentésében. Segítségével nem csak a lakossági felhasználók, de a vállalkozások is nagy mennyiségű zöld energiát állíthatnak elő, a karbonlábnyom jelentős növelése nélkül.
