Card image
Napelemteljesítmény: így számolható ki pontosan

Napelemteljesítmény: így számolható ki pontosan

 
A napelemteljesítmény azt jelöli, hogy a rendszer mennyi áramot képes megtermelni használat közben. Cikkünkben összefoglaltuk a legfontosabb tudnivalókat.
A napelemteljesítmény azt jelöli, hogy a rendszer mennyi áramot képes megtermelni használat közben

Napsütéses órák száma, mérése és alakulása Magyarországon

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.

Mit értünk pontosan napelemteljesítmény alatt?

napelemteljesítmény 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:

  • sugárzás: 1000 W/m2 (körülbelül ilyen intenzív egy derült napon a sugárzás délben),
  • légkör tisztasági tényező: 1,5 és 
  • modulhőmérséklet: 25°C.

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.

Mely tényezők befolyásolhatják a napelempanel teljesítményét?

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.

Technológia

A napelemteljesítmény elsősorban a panelek műszaki tulajdonságától függ, az alábbi három típusát különböztetjük meg.

  • Monokristályos napelem: A monokristályos napelem van legrégebb óta a piacon, így számos tapasztalat és kutatás érhető el a technológiával kapcsolatban. Az egy szilícium tömbből készült panel rendelkezik mind közül a legnagyobb teljesítménnyel, de az ára is magasabb. Átlag hatásfoka 16-20% közötti, szuboptimális időjárási körülmények között azonban  jelentősen romlik a monokristályos napelem teljesítménye.
  • Polikristályos napelem: A polikristályos napelem több szilícium egységből áll, így előállítása kevésbé komplex folyamat. Ennek köszönhetően az ára kedvezőbb, mint a monokristályos modelleké. Átlagos hatásfoka 13-19% közötti, így nem marad el jelentősen a drágább technológiától. Kiemelt előnye, hogy felhős időben kisebb mértékben csökken teljesítménye, mint a monokristályos panelek esetén.
  • Amorf napelem: Az amorf napelem, vagy más néven vékonyréteg napelem, a legalacsonyabb költségvonzatú, de legkisebb energiatermelési potenciállal rendelkező technológia. Előnye, hogy sok eltérő módon hasznosítható, hajlékony, kevésbé érzékeny a beesési szögre és akár ablaküvegbe is építhető. Átlagos hatásfoka 6-8% és rövidebb élettartama miatt az ipari és lakossági felhasználás nem gyakori.

Természetesen a fenti technológiákat bizonyos esetekben ötvözik, így akár hibrid napelemekkel is találkozhatunk a piacon.

Pozíció (dőlésszög, tájolás)

A napelemteljesítmény meghatározásakor nem elhanyagolható tényező az elhelyezés sem. A napelem panel ideális esetben déli tájolású és körülbelül 30°-os dőlésű. Míg napelem parkok esetén könnyen megteremthetők az optimális feltételek, addig a tetőszerkezetre szerelt panelek esetén sokkal több kihívással számolhatunk. Ilyen lehet például a:

  • kis tetőméret,
  • alacsony teherhordó képesség,
  • nem megfelelő tájolás és dőlésszög.

Meteorológiai viszonyok

Számtalan meteorológiai tényező gyakorolhat hatást a napelem teljesítményre, egyebek mellett ilyen lehet a:

  • Napsütéses órák száma: Értelemszerűen minél magasabb a napos órák száma, annál nagyobb energiatermeléssel számolhatunk. Azok az országrészek, ahol jellemzően több napsütéssel számolhatunk, magasabb napenergia-termelést tudnak biztosítani. Hazánkban ilyen például Dél-Alföld, ahol tipikusan jobb teljesítményt nyújtanak a napelemek.
  • Hőmérséklet: A túlzott hőmérséklet a rendszer felmelegedéséhez vezethet, amely hatására fokozódik az elektromos ellenállás és csökken a teljesítmény. A legjobb teljesítményt 25°C-on nyújtják a napelemek.
  • Árnyékoltság: Minden árnyékoló tényező – beleértve a felhőket, ködöt, jeget – csökkenti a napelemteljesítményt. Éppen ezért, a téli és őszi időszakban, amikor gyakran számolhatunk árnyékoló tényezőkkel, kisebb mennyiségű áramot generálnak a panelek.
  • Légkör szennyezettség: Végül pedig fontos megemlíteni a légkörben található szennyezettséget is, amely tovább ronthatja a napelem teljesítményét. Ilyen lehet a köd, por vagy akár a pára is.

Most, hogy bemutattuk a napelemek teljesítményét befolyásoló tényezőket, következzen néhány példa a technológia felhasználására.

Példák a napelem felhasználására

A hidro- és szélenergia után, a napenergia jelenti a legnagyobb megújuló energiaforrást. 2022-ben több mint 1300 TWh áramot szolgáltattak a napelemek, amely több mint 30-szor nagyobb érték, mint hazánk éves energiafelhasználása. Lássuk, mire használható a napelem.

Lakossági

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.

Ipari

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 zöldenergiatermelés érdekében. Ám nem csupán energiaelőállítására 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 teljesítmény kalkulátor segíthet a várható áramtermelés pontos megbecslésében.

Gyakori kérdések és válaszok

Milyen módszerrel lehetséges a napelem teljesítménymérése?

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.

Milyen mértékegységben mérhető a napelem tábla teljesítmény?

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:

  • napelem tábla teljesítmény 430 W,
  • a rendszerben 12 db panel található, akkor
  • az összteljesítmény 12 * 430 W = 5160 W,
  • amely 5,16 kW.

Hogyan változik a napelem teljesítmény télen?

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.

Mekkora a napelemteljesítmény m2 területen?

A napelem teljesítmény m2 területen úgy határozható meg, ha a panel teljesítményét elosztjuk az alapterülettel. Lássunk egy példát!

  • A panel teljesítménye: 450 W
  • Mérete: 3 méter * 1 méter
  • Alapterülete: 3 m2
  • Napelem teljesítmény m2 területen: 450 W / 3 m2 = 150 W/m2

Mekkora a napelem éves teljesítménye?

Rengeteg napelemteljesítmény 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)

Konklúzió

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.

További cikkek energia témában!