A napelemes rendszerek, bár a háztartások legtöbbször monokristályos szilíciumpaneleket használnak, többfélék lehetnek. Ugyan az ágazat nem fog egyik pillanatról a másikra váltani, érdekességképp nem árt beszélnünk arról, milyen fajtájú napelemek léteznek a forgalomban és milyenekkel kísérleteznek a laborokban.

A napelemfejlesztések egyik legfőbb hajtómotorja a hatékonyságfokozás. Ez ugyanis első ránézésre elég kevésnek tűnhet, általában 20 százalék körüli az egyes típusoknál. Ebből az egyenáramból váltóárammá konvertálás során további energiát veszíthetünk, ez azonban nem jelenti azt, hogy nem éri meg jól méretezett napelemes rendszereket alkalmaznia a háztartásoknak vagy a vállalatoknak.

Az persze, hogy hogyan lesz a napfényből energia, egy jól körülírható fizikai folyamat és ezen nem sokat változtat az sem, hogy milyen felépítésű és szerkezetű napelemeket használnak a háztartásokban és az ipari napelemparkokban. Alapvetően viszont megkülönböztethetjük a kristályos (azon belül is két fajta létezik) és a vékonyfilm-rétegű fajtákat, melyek közül mi is inkább az előbbiek használatát javasoljuk, meg is mutatjuk, hogy miért.

A fényből a kristályon át lesz energia

A kristályos napelemeknek két típusát különítjük el, az egyik a monokristályos (egykristályos) napelemek csoportja, a másik pedig a polikristályos (vagyis többkristályos) napelemcsalád. Mindkét esetben szilíciumot használnak a panel gyártásához és ettől alakul ki a panelek jellegzetes sötétszürke, feketés színe is.

A monokristályos változatnál a napelemcellákat egy-egy tiszta szilíciumkristályból vágják, így nyolcszögletű kristályokat kapnak, amik felületarányosan a legtöbb áram termelésére képesek. Élettartamuk magas, a gyártók akár 25 éves garanciát is vállalnak rájuk, ugyanakkor az előállításuk kimondottan költséges, így maguk a monokristályos panelek is meglehetősen drágák.

Hatékonyságuk nagyban függ attól, hogy milyenek a környezeti feltételek, felhős időben és kevés napfény esetén a termelésük lényegesen elmaradhat a várttól. A tájolásra és a beesési szögre kimondottan érzékenyek, mégis ennek a típusnak a használata a legkifizetődőbb a lakosság számára: jó tervezéssel sokat ki lehet hozni ezekből a panelekből.

A polikristályos napelempaneleket úgy gyártják, hogy a szilíciumszilánkokat megolvasztják és formába öntik, így a monokristályos elrendezéshez képest teljesen más szerkezet jön létre, egy többkristályos, négyzetrácsos változat. Az ilyen panelek hatékonysága pár százalékkal elmarad a monokristályos napelemekétől, a hőterhelhetőségük sem olyan jó, cserébe viszont nem kell akkora teljesítményzuhanással számolni rossz időben, mint a monokristályosoknál. A gyártása is olcsóbb, ráadásul akkor, amikor nem ideálisak a működési feltételek, jobban is teljesíthetnek.

Nem a kristály az egyetlen megoldás

A vékonyrétegű napelemek esetén a félvezető réteget egy hordozórétegre rögzítik és a technológia előnye, hogy akár hajlított felületeken is elhelyezhető az energiatermelő réteg. Ezek a panelek viszont jelentősen rosszabb hatásfokkal működnek, hatékonyságuk 6-10 százalék közötti, ráadásul lényegesen nagyobb felületre van így szükség ahhoz, hogy egységnyi energiát megtermeljenek, mint a monokristályos változatoknak. Cserébe viszont az előállítási költségük is alacsonyabb, mint a kristályos napelempaneleké.

De nemcsak a felület tekintetében lehet rugalmasan használni ezeket a paneleket, hanem a tájolásban és a dőlésszög tekintetében is nagyobb a kivitelezői mozgástér. Magyarországon az ideális telepítési dőlésszög 45 fokos, ettől a vékonyfilm-rétegű napelemek esetén akár 15 fokkal is el lehet térni.

Mégsem javasoljuk lakossági ügyfeleinknek, hogy ebben a megoldásban gondolkodjanak, ugyanis még mindig kedvezőbb a jól tervezett monokristályos panelekkel épített rendszerrel termelni, mint a többi fajtával. Azokkal ugyanis általában csak sokkal nagyobb terület bevonásával érhető el a kívánt teljesítmény, ez pedig a tetőn nem valószínű, hogy rendelkezésre áll. Extrém hőmérsékleti és környezeti körülmények között viszont jobban helyt állnak, mint a kristályok. Így alkalmazásukat inkább ilyen helyzetekben javasolják.

Az amorf napelemek tulajdonképpen hasonlóak a filmszerűekhez, egy hasznosítani kívánt felületre rakódik le az energiatermelő félvezető közeg. Ez nem kristályos paneleket eredményez és alkalmazásakor nem is igazán beszélhetünk panelekről. Általában olyan nagy kiterjedésű épületfelszíneken (fémen, akár üvegen) használják, ami egyébként is az épület része, így jobban ki tudják használni a rendelkezésre álló felületeket. Ipari létesítmények és irodák felületi hasznosításakor jöhet szóba ez a megoldás, családi házakon nem használják.

Ezek mellett pedig léteznek olyan napelem-megoldások is, amiket beltéren is lehet használni. A perovszkit napelemek hatásfoka viszonylag magas, akár 20 százalék körüli is lehet, és a beltéri fényt is képesek hasznosítani. Az ilyen fejlesztéseket ipari céllal használják, automata eszközök, mérőkészülékek energiaellátását biztosíthatják hosszútávon beépített, sokszor nem cserélhető elemek helyett.

Lakossági felhasználóknak viszont mi mindenképpen monokristályos napelemeket javaslunk, amiket gondos tervezéssel az ingatlan megismerése után, alapos felmérést követően valóban hatékony energiatermelőként vethetnek be a felhasználók. Ez egy hosszú távú megoldás, a panelek cseréjére évtizedekig nem lesz szükség a felszerelés után és a hatékonyság romlásával sem kell számolni minimális rendszerkarbantartás mellett.