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

A napelemek technológiai fejlődése továbbra is gyors ütemben halad. Ami tegnap a legmodernebb és innovatív volt, az holnap gyakran elavult. A technológiai fejlesztések egyre robusztusabbá és hatékonyabbá teszik a rendszereket, ami a fotovoltaikus áram iránti kereslet növekedéséhez vezet. Ezt a keresletet valószínűleg tovább fogja növelni az éghajlatvédelmi törvény és Németország 2045-re kitűzött klímasemlegességi célja, ezért a megújuló energia jelentős növekedése várható az elkövetkező években.

A fotovoltaikus technológia hatékonysága döntően függ a felhasznált napelemek különböző típusaitól. Németországban négy modultípus dominál a fotovoltaikus rendszerek használatában. Bemutatjuk ezek előnyeit és hátrányait, valamint jövőbeli kilátásait.

Napelemek: Milyen típusok léteznek?

A különböző típusú fotovoltaikus modulokat a műszaki kialakításukban olykor jelentős eltérések jellemzik. Ez a teljesítmény, az élettartam és a költségek tekintetében is nagy eltéréseket eredményez. Az alábbiakban részletesebben megvizsgáljuk őket:

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

A bifaciális cellás technológiás üvegmodullal a fényt a modul elején és hátulján is rögzítik. A fény használatának 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 napelemek, akárcsak monokristályos társaik, szilíciumból készülnek. Miután a szilíciumot megolvasztották, hosszúkás, téglalap alakú formákba öntik, és lassan lehűtik. A kapott kristályszerkezeteket ezután további gyártási lépésekben szétválasztják, és szeletekre vágják, amelyekből polikristályos napelemek készülnek. Vizuálisan feltűnő kék színükről ismertek.

Ennek az eljárásnak az az előnye, hogy viszonylag olcsó, ezért a polikristályos napelemek hosszú ideig a legszélesebb körben használt napelemek közé tartoztak. A technológia évek óta bizonyítottan működik, ezért rendkívül megbízható. A meghibásodásra való alacsony érzékenység mellett a hosszú élettartam a rendszer további előnye. A gyártási folyamat hátránya azonban, hogy az egyes kristályok közötti határfelületeken tökéletlenségek keletkeznek. Ez azt eredményezi, hogy ezeknek a napelemeknek a hatásfoka csak átlagos, 12-16%. Következésképpen a szükséges hely megnő, és a hatásfok csökken.

A polikristályos és a monokristályos modulok két további közös hátránya a viszonylag nagy súly- és teljesítményveszteség diffúz fényviszonyok és magas hőmérsékletek esetén.

A monokristályos modulok szintén szilíciumból készülnek. A polikristályos modulokkal ellentétben a szilíciumot másodszor is megolvasztják, ami oszlopos egykristályokat (innen ered a "mono") eredményez. Ezeknél nem jelentkeznek a polikristályos moduloknál megfigyelt súrlódási veszteségek. Ez akár 20%-os hatásfokot is eredményez ezekben a sötétkéktől feketéig csillogó napelemekben.

A monokristályos modulokat a meghibásodásra való alacsony érzékenységük és az évtizedek óta bevált konstrukciójuk mellett kisebb helyigényük is jellemzi. Ezeknek a moduloknak a gyártása azonban viszonylag drága. Továbbá viszonylag nehezek, és rossz fényviszonyok és magas hőmérséklet esetén csökken a hatásfokuk.

Összefoglalva, mindkét kristályos modultípus hatékony teljesítményt nyújt. Ugyanakkor viszonylag nehezek, a monokristályos napelemek jobb választásnak bizonyulnak zárt térben a nagyobb hatásfokuk miatt. Nagyobb hatásfokuk miatt széles körben elterjedtek a polikristályos napelemekkel szemben, magasabb áruk ellenére is.

Azonban az a tény, hogy a polikristályos modulok akár egyharmaddal olcsóbbak (kWp-ként), biztosítja, hogy továbbra is nagyon népszerűek, különösen a nagyobb, helykorlátok nélküli napelemes rendszerek esetében.

Ahogy a neve is sugallja, a vékonyréteg-modulokat rendkívül vékony vastagságuk jellemzi. Hagyományosan a vékonyréteg-modulokat amorf szilíciumból készült félvezetőkből gyártják. Ebben a rendszerben egy általában üvegből készült hordozóanyagot egy vékony réteggel vonnak be. Ez a konstrukciós módszer azt eredményezi, hogy a vékonyréteg-napelemek körülbelül 100-szor vékonyabbak, mint két szilíciumlapkából készült napelem.

A mikroelektronikában, a fotovoltaikus elemekben és a mikrorendszer-technológiában a lapkák (wafers) körülbelül egy milliméter vastag kör vagy négyzet alakú korongok. Monokristályos vagy polikristályos (félvezető) nyersdarabokból, más néven ingotokból készülnek, és jellemzően elektronikus alkatrészek, például integrált áramkörök (IC-k, „chipek”), mikromechanikai alkatrészek és fotoelektromos bevonatok szubsztrátjaként (alaplemezeként) szolgálnak. A mikroelektronikai alkatrészek gyártása során több lapkát általában egyetlen tétellé egyesítenek, és egymást követően vagy párhuzamosan dolgozzák fel.

Ez egyben a vékonyrétegű modulok egyik legnagyobb előnye is, mivel kis súlyuk nagyon rugalmassá és sokoldalúvá teszi őket. Ezért ezeket a modulokat már nemcsak nagy fotovoltaikus rendszerekben használják, hanem órák és más kis elektronikus eszközök energiatermelésére is. Ezenkívül a vékonyrétegű modulok könnyen gyárthatók és olcsón előállíthatók alacsony nyersanyagigényük miatt, ami tovább növelte széles körű elterjedésüket. Továbbá a teljesítménygörbéjük kedvezőtlen fényviszonyok között sem laposodik el annyira, mint a fent említett két kristályos modulé.

Ezeknek a keskeny moduloknak azonban az a hátrányuk, hogy jelentősen alacsonyabb hatásfokuk van, mint más napelemeknek. Ez akár 7% is lehet, ami azt jelenti, hogy fotovoltaikus rendszerekben való használatuk jelentős helyet igényel. A nagyobb hatásfok elérése érdekében a gyártók áttértek a kadmium-tellurid (CdTe) vékonyrétegű modulok gyártására. Ez a tervezési elv a valamivel magasabb, akár 8%-os hatásfok előnyét kínálja. Különösen alkalmas olyan területeken, ahol nagy a pára és a köd, valamint a diffúz fény. A felhasználóknak azonban el kell fogadniuk a magasabb árakat és a többletköltségeket a modulokban található kadmium drágább újrahasznosítása miatt a leszerelés során. A megnövekedett költségek ellenére ennek a hatékonyabb modulkialakításnak a használata most egyre terjedőben van.

Továbbá számos vállalat jelenleg réz-cink-ón-szulfid és kén (CZTS) felhasználásával gyártott vékonyréteg-modulokat kutat. Ennek a félvezető anyagnak az az előnye a hagyományos vékonyréteg-napelemekkel szemben, hogy a gyártása nem igényel ritka és mérgező elemeket. Valószínűleg azonban még eltart egy ideig, mire ez a technológia készen áll a tömeggyártásra.

Ezek a modulok a vékonyrétegű napelemek speciális típusát képviselik, és jelenleg a második leggyakoribb kialakítást képviselik ezen a területen a CdTe variáns után. A réz-indium-diszelenid (CIS) vagy a réz-indium-gallium-diszelenid (CIGS) vegyületeken alapulnak, és lényegesen jobban vezetik az áramot, mint a szilícium alapú vékonyrétegű modulok. Hatékonyságuk 12 és 15% között mozog, ami a vékonyrétegű napelemek között a legmagasabb hatásfoknak felel meg. Emellett csak minimális veszteséget szenvednek el diffúz fényben és magas hőmérsékleten, valamint könnyűek és ellenállnak a hibáknak.

Ezeket az előnyöket ellensúlyozza a drága gyártási folyamat és a modulokban található szelén összetett újrahasznosítása. Továbbá, mivel ezek a modulok viszonylag új keletűek, hiányoznak a hosszú távú adatok a rendszer tartósságáról. Azonban elsősorban a magas ár az, ami miatt 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 👈🏻