Napelemek: Mely napelemmodulok kínálják jelenleg a legjobb technológiát és a legnagyobb teljesítményt?

A napelemek műszaki fejlesztése továbbra is gyorsan halad. Ami tegnap ultramodern és innovatív volt, az holnap gyakran elavult. A műszaki fejlődés egyre stabilabbá és hatékonyabbá teszi a rendszereket, ami a napelemes villamos energia iránti kereslet növekedéséhez vezet. Ezt valószínűleg tovább ösztönzi a klímavédelmi törvény és a Németország által 2045-re megcélzott klímasemlegesség, ezért a következő években jelentős növekedésre lehet számítani a megújuló energiák terén.

A különböző típusú napelem modulok döntő szerepet játszanak a PV technológia hatékonyságában. Ebben az országban különösen négy modultípus létezik, amelyek dominálnak a napelemes rendszerekben. Bemutatjuk előnyeiket és hátrányaikat, valamint perspektíváikat.

Napelem modulok: milyen típusok léteznek?

A PV modulok típusait a műszaki kivitelben olykor jelentős eltérések jellemzik. Ez azt jelenti, hogy nagyon eltérő eredményeket adnak a teljesítmény, a használat időtartama és a költségek tekintetében. Az alábbiakban szeretnénk közelebbről szemügyre venni őket:

• Üveg-üveg / duplaüveg modulok
• Polikristályos modulok
• Monokristályos modulok
• Vékonyrétegű modulok
• CIS/CIGS modulok

A bifaciális cellás technológiás üvegmodullal a fényt a modul elülső és hátoldalán is rögzítik. A fényfelhasználás növelése növeli a modul hatékonyságát.

Alkalmas:

• Kétfelületű, bifaciális vagy bifaciális napelemek – érdekes információk a napelem modulokról
• BSC – Bifacial Solar Cells: A bifaciális vagy kétfelületű napelem története
• Napelemes modulok: Bifaciális/bifaciális modulok a nagyobb hatékonyság és a megnövelt fényhatás érdekében – tanácsok, tervezés és megoldások

A polikristályos PV-modulok, akárcsak a kapcsolódó monokristályos modulok, szilíciumból készülnek. Ezt felolvasztva hosszúkás, négyzet alakú formákba öntjük és lassan lehűtjük. Az így létrejövő kristályszerkezeteket további gyártási lépésekre osztják fel, és korongokra bontják, amelyek a polikristályos napelemeket alkotják. Vizuálisan feltűnő kék színük jellemzi őket.

Ennek az eljárásnak az az előnye, hogy viszonylag olcsó, ezért a polikristályos PV modulok sokáig a legszélesebb körben használt napelemek közé tartoztak. A technológia már régóta kipróbált és működőképes, ezért rendkívül megbízható. Az alacsony meghibásodási érzékenység mellett ez a rendszer hosszú élettartammal is rendelkezik. A gyártási eljárásnak azonban megvan az a hátránya, hogy az egyes kristályok határrétegein elmosódás lép fel. Ez azt jelenti, hogy ezeknek a napelemeknek a hatásfoka csak a középső tartományba esik, 12-16%. Ez növeli a helyigényt és csökkenti a hatékonyságot.

A polikristályos és monokristályos modulok további két hátránya a viszonylag nagy súlyuk és a teljesítményvesztés diffúz fényviszonyok mellett és magas hőmérsékleten.

A monokristályos modulok szintén szilíciumból készülnek. A polikristályos szerkezettel ellentétben a szilícium másodszor is megolvad, így oszlopszerű egykristályok keletkeznek (ezért „mono”). Nem szenvednek a polikristályos moduloknál megfigyelt súrlódási veszteségektől. Ez a sötétkéktől a feketén csillogó napelemek nagyobb, akár 20%-os hatékonyságát eredményezi.

Alacsony hibaérzékenységük és évtizedek óta bevált kivitelezésük mellett a monokristályos modulokat kisebb helyigényük jellemzi. Ezeknek a moduloknak a gyártása azonban viszonylag költséges. Ehhez járul még viszonylag nagy súlyuk, valamint rossz fényviszonyok és magas hőmérséklet melletti csökkent hatékonyságuk.

Összefoglalva, mindkét kristályos modulforma hatékonyan teljesít. Azonban viszonylag nehézek, bár a monokristályos napelem modulok a jobb választás, ha a nagyobb hatékonyságuk miatt korlátozott a hely. Nagyobb hatékonyságuk biztosította, hogy magasabb áraik ellenére gyakran felülkerekedtek a polikristályos napelemekkel szemben.

A polikristályos modulok akár harmadával alacsonyabb ára (kWp-nként) azonban biztosítja, hogy továbbra is nagy népszerűségnek örvendjenek, különösen a nagyobb, helykorlátozás nélküli napelemes rendszerekben.

Ahogy a neve is sugallja, a vékonyrétegű modulokat nagyon sekély mélységük jellemzi. A vékonyrétegű modulokat hagyományosan amorf szilíciumból készült félvezetőkkel gyártják. Ebben a rendszerben egy általában üvegből készült hordozóanyagot vékony réteggel párologtatnak el. Ez az építési módszer azt jelenti, hogy a vékonyfilmes napelemek körülbelül 100-szor vékonyabbak, mint a két szilícium lapkából készült napelem modul.

A mikroelektronikában, a fotovoltaikában és a mikrorendszer-technológiában az ostyák kör vagy négyzet alakú, körülbelül egy milliméter vastag korongok. Egy- vagy polikristályos (félvezető) nyersdarabokból, úgynevezett ingotokból készülnek, és általában hordozóként (alaplemezként) szolgálnak elektronikus alkatrészekhez, beleértve az integrált áramköröket (IC, „chip”), mikromechanikai alkatrészeket vagy fotoelektromos bevonatokat. A mikroelektronikai alkatrészek gyártása során általában több ostyát kombinálnak egy tételbe, és közvetlenül egymás mögött vagy párhuzamosan dolgozzák fel őket.

Ez egyben a vékonyréteg modulok egyik legnagyobb előnye is, mert kis súlyuk miatt nagyon rugalmasan és sokoldalúan használhatók. Ezért ezeket a modulokat régóta nem csak a nagy PV rendszerekben használják, hanem órákban és más kis elektromos cikkekben is áramot termelnek. Emellett a vékonyréteg-modulok gyártása egyszerű és olcsó az alacsony alapanyagigény miatt, ami további lökést adott a terjedésüknek. A teljesítménygörbéjük sem ellaposodik annyira kedvezőtlen fényviszonyok mellett, mint a fent említett két kristályos modulnál.

A keskeny moduloknak azonban megvan az a hátránya, hogy sokkal alacsonyabb hatásfokkal rendelkeznek, mint a többi napelem. Ez akár 7%, így a napelemes rendszerekben való alkalmazásuk jelentős helyigényű. A nagyobb hatékonyság elérése érdekében a gyártók áttértek a kadmium-tellurid (CdTe) vékonyréteg-modulok gyártására. A tervezési elv előnye a valamivel magasabb, akár 8%-os hatásfok. Különösen alkalmas olyan területeken való használatra, ahol magas a pára és köd, valamint szórt fény. A felhasználóknak azonban el kell fogadniuk magasabb árakat, és szétszereléskor többletköltségeket a modulokban található kadmium drágább újrahasznosítása miatt. A megnövekedett költségek ellenére ennek a hatékonyabb moduláris felépítésnek a használata egyre terjed.

Ezen túlmenően sok vállalat jelenleg is kutat a réz-cink-ón-szulfid és kén (CZTS) felhasználásával előállított vékonyréteg-modulokkal. Ennek a félvezető anyagnak az az előnye a hagyományos vékonyfilmes napelemekkel szemben, hogy nem kell ritka és mérgező elemeket felhasználnia a felépítéséhez. Valószínűleg azonban még eltelik egy kis idő, mire ez a technológia készen áll a tömeggyártásra.

Ezek a modulok a vékonyfilmes napelemek egy speciális formája, és jelenleg a második leggyakoribb típus ezen a területen a CdTe változat mögött. Réz-indium-diszelenid (CIS) vagy réz-indium-gallium-diszelenid (CIGS) vegyületen alapulnak, és lényegesen jobban vezetik az elektromosságot, mint a szilícium alapú vékonyréteg-modulok. Hatékonyságuk 12 és 15% között van, ami a vékonyfilmes napelemek közül a legmagasabb hatásfokkal egyenértékű. Ezenkívül csekély veszteségeket szenvednek el szórt fényben és magas hőmérsékleten, valamint alacsony súlyuk és alacsony a meghibásodásra való hajlamuk.

Ezeket az előnyöket ellensúlyozza a modulokban található szelén költséges előállítása és komplex újrahasznosítása. Ráadásul ezeknek a moduloknak a viszonylag új léte miatt nincs hosszú távú tapasztalat a rendszer tartósságáról. Azonban elsősorban a magas ár biztosította, hogy ezeknek a napelemeknek a gyártása évek óta stagnál.

Mindent egy kézből, kifejezetten a nagy parkolóhelyek napelemes megoldásaihoz tervezve. Ön saját villamosenergia-termelésével refinanszíroz vagy ellenfinanszíroz a jövőbe.

Tanácsokat és megoldásokat itt találsz 👈🏻

Tanácsadás és tervezés, beleértve a nem kötelező költségbecslést. Erős fotovoltaikus partnerekkel hozzuk össze Önt.

Tanácsokat és megoldásokat itt találsz 👈🏻

A német nyelvű országok különböző régióiban helyezkedünk el. Megbízható partnereink vannak, akik tanácsot adnak és megvalósítják kívánságait.

Vegye fel velünk a kapcsolatot 👈🏻