Azt gondolnánk, hogy a napelemek igazi innovációk a napjainkban, amiket a 2000-es évek vége körül fejlesztettek ki, pedig valójában az alapjait már 1839-ben felfedezték. A legrégebben felállított, ma is működő európai napelem rendszer pedig 39 éve üzemel Svájcban, ahol a Dél-Svájci Alkalmazott Tudományok és Művészetek Egyeteme kísérleti célból telepítette őket. Ezeknek a hatásfoka már hasonló a mai napelemes rendszerekéhez, és itt jön a XXI. századi innováció, ugyanis a napelemek korszerűsítésében az igazi előrelépéseket a hatásfok növelése jelenti. De nézzük meg ez mit is jelent pontosan, és miért fontos ez nekünk?

A napelemek lakossági felhasználása, és a zöld otthon megteremtése

A napelemek előállítása kezdetben nagyon költséges volt, viszont már 1970-ben látták benne a potenciált, és szerették volna Amerikában, ha a lakosság számára is elérhetővé válik. Ennek elősegítésére létrehoztak egy állami kutatócsoportot, hogy olyan technológiát fejlesszenek ki, amit kereskedelembe lehet bocsátani, és nem csak az űrtechnológiában tudják hasznosítani.

A közhiedelemmel ellentétben a napelemek és a napkollektorok nem szinonimák. A napkollektorok a napfény hőjét víz felmelegítésére használják, amit a fürdőszobában, illetve fűtésre használhatunk fel. A napelemek viszont a napfényből nyert sugárzást alakítják át elektromossággá, több fajtájuk létezik, amiket érdemes alaposan megismerni, ha ezzel szeretnénk lakásunk energiaellátásáról gondoskodni.

Alapvetően kétféleképpen tudjuk besorolni a napelemeket, egyrészt típusaik alapján, másrészt a telepítés kialakítása szerint.

A legrégebben alkalmazott technológia a kristályos napelem, melynek a két fő irányadója a monokristályos és a polikristályos változat.

Létezik még az úgynevezett vékonyrétegű (másnéven amorf) napelem is, ennek hatásfoka jóval alacsonyabb a két fő típusnál, viszont ezek képesek a legszélesebb fényspektrumot hasznosítani. A magas hőhatást is nagyon jól bírja, alacsony hőmérsékleten viszont a hatékonysága romlik, ezért inkább sivatagos területeken és a meleg égövi tájakon kedvelik.

Az elmúlt években a világ nagy részén a polikristályos napelemek voltak többségben, ám ez 2020 óta megfordulni látszik.

A kristályos napelemek

Mind a mono-, mind a polikristályos napelemeknél szilícium cellákból készülnek a napelemek, melyeket egy üveglap és egy műanyag hátlap közé laminálnak. A monokristályos napelemek esetén a cellák egymástól különállók, a szilícium egységes fekete, sötétszürke vagy kékesfekete színűvé dermed. A monokristályos napelemek hatásfoka 20% körül van, a közvetlen napsütést kiválóan hasznosítják, a szórt fényt kevésbé, kicsi a helyigényük és nagyon hosszú, akár 30 éves garanciával is megvásárolhatók. Korábban a polikristályos napelemek voltak többségben, de 2020 óta egyre elterjedtebbek a monokristályos panelek, mert az elmúlt években az előállítási költségük is csökkent, és sokkal több fejlesztési lehetőség rejlik bennük, mint a polikristályos változatban.

A polikristályos napelemek esetében a cellákat több kristály alkotja, megjelenésük nem olyan egységes, kékes-lilás árnyalatúak a panelek. Hatásfokuk valamivel kisebb, 15% körüli, ám nem csak a közvetlen napsütést képesek jól hasznosítani, hanem a szórt fényt is, pl. felhős időben vagy télen valamivel jobban teljesítenek, mint monokristályos társaik. Gyártási költségük alacsonyabb és a beszerelésük is könnyebb, így összességében olcsóbbak, mint a monokristályos változatok – egyelőre.

Ha eldöntöttük, milyen panelek lesznek az ideálisak, akkor a rendszerről kell döntenünk. A napelem rendszereknek 3 különböző kialakítása létezik: hálózatra visszatápláló rendszer, szigetüzemű és hibrid.

1. A hálózatra visszatápláló rendszer esetén nem leszünk teljesen függetlenek a szolgáltatótól. Ennek is van jó és rossz oldala. A jó oldala az, hogy a napelemeknél sokszor előfordul a túltermelés, és a fel nem használt áramot így a szolgáltató kapja meg, amit később el tudunk használni (felhős vagy éjszakai időszak esetén).
   A szolgáltatóval évente egyszer elszámolás történik, amikor a túltermelt áramért még pénzt is kaphatunk. Ennek a rendszernek van egy speciális ad-vesz mérőórája, aminek segítségével kiszámolják a termelt és felhasznált áram különbözetét, ezt hívjuk szaldós elszámolásnak.
2. A szigetüzemű rendszer teljesen független az áramszolgáltatótól, mert nem csatlakozik rá a hálózatra. A túltermelt áram akkumulátorokban töltődik, így később ugyanúgy fel tudunk használni. Ebben az esetben biztosak lehetünk benne, hogy nem kell villanyszámlát fizetnünk, viszont mindig érdemes az akkumulátorok töltöttségét ellenőrizni. Hátránya, hogy az akkumulátorok miatt kevésbé környezetbarát, azokat időnként cserélni is kell, ami pluszköltséget von maga után, így a megtérülési idő hosszabb.
3. A hibrid rendszerek az előzőleg említett két rendszer ötvözetei: akkumulátor is van, de a hálózatra is rá van kötve.

A rendszer telepítése egyszeri befektetés, ami a mai technológiákat alapul véve 7-15 éven belül térül meg, és még az ingatlanunk értékét is növeli.

A napelemek központi része az inverter, aminek több funkciója van, de az egyik legfontosabb, hogy a napelem által előállított egyenáramot váltóárammá alakítsa át, amivel a háztartási gépek is működnek. Ez teszi lehetővé, hogy a megtermelt elektromosságot hasznosítani tudjuk, illetve visszatáplálhassuk a szolgáltatóhoz. Ezen felül szabályozza az áramtermelést, adatokat gyűjt be, és felügyeli a rendszer biztonságos működését is. Okos eszközeink segítségével az inverter által szerzett és tárolt adatokat le is kérhetjük, így követhetjük a rendszerünk teljesítményét.

Az invertereknek is különböző típusai és kapacitásai vannak. Érdemes inkább egy kicsit erősebbet, nagyobb kapacitásút választanunk, mert akkor nem kell lecserélnünk, ha esetleg bővítenénk a rendszerünket, és megspóroljuk az inverter telepítési és engedélyeztetési költségét.

A napelemekkel kapcsolatban rengeteg tévhit kering az interneten. Az egyik ilyen tévhit szerint ez annyira új technológia, hogy nem érdemes belevágni, mert ki tudja, meddig működik. Figyelembe véve, hogy Svájcban a 40 évvel ezelőtti technológia ma is ragyogóan működik,  az új fejlesztéseknek köszönhetően a legmodernebb panelek is biztosan több évtizedet bírni fognak.

A másik tévhit, hogy sosem fog megtérülni az ára. Szerencsére ez sem igaz; a legtöbb országban az állam igyekszik támogatni a zöld energiaforrások kiépítését, és ez Magyarországon sincs másképp. Az Otthonteremtési Program keretein belül vissza nem térítendő támogatásra lehet szert tenni, ahol az anyagköltség és a munkadíj 50%-át finanszírozza az állam.

A napelem rendszerek termelését és ezáltal a méretét és árát befolyásolja többek között az ingatlan földrajzi elhelyezkedése, a tető típusa és dőlésszöge. Ezen felül fontos a tető tájolása is, hogy a napelemek olyan részre legyenek telepítve, ahol nincs, vagy minimális az árnyékolás. A napelemeket nem csak tetőre lehet felszerelni, ha van megfelelő nagyságú kertünk, akkor a földre is telepíthetők.

A megtérülés kiszámításához meg kell állapítanunk, hogy milyen összegű villanyszámlát szeretnénk kiváltani a napelemes technológiával, ugyanis ez fogja meghatározni, hogy milyen teljesítményű rendszerre van szükségünk. Ennél jön a következő tényező, a tartószerkezetek, ugyanis minél több panelre van szükség, annál több tartószerkezetre is. És már említésre került az inverter, ami a tényleges, általunk felhasználható áramot állítja elő. Ennek ára függ a napelemrendszer nagyságától, tehát a teljesítménytől, és természetesen a márkától is.

Mindezek figyelembevételével elég nehéz kiszámolni, hogy mennyibe fog kerülni, és mikorra fog megtérülni, de ha felkérünk egy profi csapatot, akkor ők segítenek ebben, a rendszer megtervezésében és a megfelelő panelek, inverterek kiválasztásában is. Sőt, az igazán jó szakemberek a telepítés mellett az adminisztrációt is elvégzik, például az áramszolgáltató felé, ezért nekünk igazából nem sok dolgunk lesz a napelemekkel.

Nap mint nap szembesülünk azzal, mennyire fontos a bolygónk védelme. Vigyáznunk kell rá, ha szeretnénk, hogy unokáink is egy ilyen gyönyörű, csodálatos, és változatos élővilággal teli világban nőjenek fel. Az egyik fő probléma, a károsanyag-kibocsátás elleni harcban pedig pont a napelem használata lehet az egyik kulcsfontosságú szereplő. Természetesen a napelemek előállítása is hulladékot termel, és maguk a napelemek veszélyes hulladéknak számítanak, de ugyanez a helyzet a pár évente elavuló telefonnal, vagy laptopunkkal is. A napelemek esetében külön kialakított újrahasznosító és megsemmisítő telepek vannak, és rengeteg konferenciát szerveznek, hogy a napelemek a több évtizednyi jótékony hatásuk után is minél hatásosabban és környezetkímélőbben legyenek felhasználva, illetve megsemmisítve.

Összességében a napelem egy nagyon jó befektetés, amitől az ingatlanunk értéke azonnal növekedik, a rászánt összeg körülbelül 10 éven belül megtérül, és jó esetben elfelejthetjük a villanyszámlát is. Mindeközben a természet által nyújtott erőforrást használjuk fel, ami kiapadhatatlan, és így sokkal fenntarthatóbb lesz otthonunk.