Kapcsolatfelvétel

Zöld Energia

Így lesz még hatékonyabb a napelem

Egy kis odafigyeléssel jelentősen mérsékelhetjük a napelemek energiaveszteségét.

Létrehozva:

|

Amikor napelemekbe ruházunk be, az egyik legfontosabb elvárásunk, hogy a rendszer a lehető legtöbb energiát állítsa elő, a termelésnek ugyanakkor megvannak a maga korlátai. Ezek kiszűrésében segít az amerikai Aurora Solar – számol be a PV Magazine. A vállalat a világ vezető napelemes tervezés- és teljesítménymonitorozó szoftverszolgáltatója. A cég a közelmúltban egy olyan útmutatót adott ki, amely segít megérteni és elkerülni a fotovoltaikus rendszerek energiaveszteségének fő okait.

A KWh Analytics klímabiztosító és megújuló energia kockázatkezelő cég nemrég közölte 2022-es napenergia-termelési indexét, ebből kiderül, hogy a napelemes eszközök a várakozások alatt teljesítenek világszerte. A 2015 óta telepített rendszerek nagyjából 7-15 százalékkal múlták alul az elvárásokat, az adatokra regionális eltérések jellemzőek. Ezen probléma orvoslásában segíthet az Aurora Solar kiadványa.

Ebben olyan alapvető teljesítményt befolyásoló faktorok szerepelnek, mint a dőlésszög, a tájolás és az árnyékolás. Az útmutató többek között bemutatja, hogy a nem megfelelő rendszerelemek miként okozhatnak veszteségeket, valamint felméri a beesési szög módosító hatásait.

Advertisement

Nem árt tisztán tartani a rendszert

Az Aurora megjegyzi, hogy a panelek Egyenlítő felé történő döntése fokozhatja a termelést, a nem megfelelő beesési szög pedig jellemzően 3-4,5 százalékos veszteséget idéz elő. A szög optimalizálása tehát önmagában sokat nyom a latba: emellett a szennyeződések jelentenek még komoly, ám viszonylag egyszerűen orvosolható gondot. Egyes térségekben a törmelékek és por felhalmozódásához köthető a legnagyobb veszteség, a hosszú száraz évszakokkal bíró területeken ennek aránya akár 5 százalék is lehet. A gyakori porlerakódások által érintett régiókban erre további 1-2, a nagy forgalmú helyszíneken újabb 1 százalék jöhet, az esős térségekben ezzel szemben a veszteség általában csupán 2 százalék körül mozog.

Advertisement

A Nemzeti Megújuló Energia Laboratórium (NREL) teljesítményparaméterei azt mutatják, hogy az Egyesült Államokban az 5 százalékos szennyezéshez kapcsolódó veszteség a gyakori. Egy NREL-modell szerint egy 1,9 százalékos veszteségű rendszer éves tisztítása körülbelül 1,5 százalékra csökkenti a kiesést; évi két takarítás után viszont 1,3; három takarítás mellett pedig 1,2 százalékra mérséklődik a veszteség.

Termelési problémát okozhatnak továbbá a madarak, ürülékük elzárhatja a cellákat, az anyagot ráadásul az eső sem mossa le minden esetben. Amennyiben a rendszer nem rendelkezik a szükséges bypass diódákkal, egy-két cella elvesztése az egész napelem leállásához vezethet. Az Aurora a madárürülék ellen a gyors kézi tisztítást javasolja. A hó szintén csökkentheti a termelést, az NREL szerint akár 10-30 százalékkal is. A hó szerepét éves alapon nehéz modellezni, az Aurora a havi formátumú mérést ajánl.

Advertisement

Kritikusan fontos szempont az árnyékoltság, a vállalat szerint egy árnyékolt napelem olyan, mint egy eldugult cső: ha egy cellára árnyék vetül, az áramlás a teljes cellasoron mérséklődik. A jelenség a már említett bypass diódákkal kerülhető ki, ezekkel viszont a rendszer lemond az érintett cella termeléséről. Az árnyékolás semlegesítésére az Aurora a modulszintű teljesítményelektronika (MLPE) vagy mikroinverterek használatát javasolja.

A környezeti tényezők közül a hőmérséklet sem megkerülhető, a felmelegedés szintén visszavetheti a rendszer teljesítményét. A tető anyaga és a panelek szöge egyaránt hat a hőmérsékletre, de a napelemek típusa is számít, ezen kívül a napsugárzás okozta degradációval is számolni kell.

Advertisement

Nem mindegy a belső szerkezet sem

A napelem működését az is negatívan befolyásolhatja, ha az elemei nem megfelelőek, a rosszul kiválasztott kábelezés például 1-2 százalékos veszteséghez vezethet. Számos egyéb összetevő feszültségesést okozhat az áramkörökben, beleértve a csatlakozásokat, biztosítékokat és ellenállásokat. Végezetül az inverter megválasztása is kulcsfontosságú, mivel ha a panelek egyenáram-kimenete nagyobb, mint az inverter által átalakítható egyenáram, veszteség lép fel.

Advertisement

Összességében megállapítható, hogy a hőtágulás és hőösszehúzódás, az UV-sugárzás, valamint a szélfútta részecskék által okozott károk idővel csökkentik a napelem termelését. A gyártói garanciák általában óvatos becslést adnak a degradálódott panelek teljesítményére.

Advertisement

Zöld Energia

80 százalékkal könnyebb napelemek jöhetnek: autókon és hajókon is megjelenhetnek

Európai kutatók olyan üveg nélküli napelemmodulokat fejlesztenek, amelyek akár 80 százalékkal könnyebbek lehetnek, és járműveken, hajókon, valamint zajvédő falakon is alkalmazhatók.

Létrehozva:

|

Szerző:

Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet az Ön rendszere! Ingyenes kalkulálás itt (x)

Európai kutatási konzorcium dolgozik olyan üveg nélküli fotovoltaikus modulok fejlesztésén, amelyek szálerősítésű polimer kompozitokba integrálják a napelemeket, írja az alternativenergia.hu hírportál. Az új technológia jelentősen csökkentheti a napelemes rendszerek tömegét, és lehetővé teheti a napelemek alkalmazását ívelt, szabálytalan felületeken, többek között járműveken, hajókon és közúti zajvédő falakon. A Sunrise projekt célja, hogy 2029 májusáig ipari környezetben is demonstrálja a megoldás alkalmazhatóságát. A fejlesztés egyik legfontosabb újítása, hogy a hagyományos napelemmodulok üvegborítását szálerősítésű polimer kompozitokkal helyettesítenék. Ez a megközelítés a tömegcsökkentés mellett nagyobb tervezési szabadságot kínálhat, hiszen a modulok a hagyományos, merev üveglapoknál könnyebben illeszthetők összetett geometriai formákhoz. A technológia különösen azokban az alkalmazásokban lehet előnyös, ahol a rendelkezésre álló felület, a tömeg és a mechanikai kialakítás egyaránt meghatározó.

A 36 hónapos projektben 12 partner vesz részt nyolc európai országból. A konzorcium a kompozitanyagok feldolgozásától a napelemcellák összekapcsolásán át a kész modulok gyártásáig több technológiai területet fog össze. A spanyol AIMEN a lézeres vágási, felületkezelési és folyékony kompozitöntési eljárások fejlesztését vezeti, míg a német Fraunhofer ISE a laminálási technológiákért felel. A svéd Sticky Solar Power egy olyan prototípus-gyártórendszeren dolgozik, amely szalaglehelyezéses technológiával állítja elő a napelemcellák összekapcsolásához szükséges egységeket. Ezeket az olasz Solbian teszteli és használja fel a demonstrációs modulok gyártásában.

A Sunrise három ipari demonstrációval kívánja igazolni az üveg nélküli napelemek előnyeit. Az első a járművekbe integrált fotovoltaikus rendszerekre összpontosít. Ebben az esetben legalább 80 százalékos tömegcsökkentést céloznak meg, miközben a rendszerhez kapcsolódó költségeket 30 százalékkal, a laminálási időt pedig legalább 50 százalékkal mérsékelnék. A kisebb tömeg különösen a közlekedési eszközöknél fontos, ahol a napelemes kiegészítők többletterhelése is befolyásolhatja a jármű energiafelhasználását.

Advertisement

A második demonstráció a fotovoltaikus zajvédő falakra koncentrál. A cél legalább 30 százalékos tömegcsökkentés, miközben a modulok teljesítményének el kell érnie egy referencia-TOPCon napelemmodul hatásfokának 98 százalékát. A fejlesztés során a mechanikai ellenállásra is figyelnek: a moduloknak 5400 pascal statikus nyomást kell elviselniük. A megoldás így a közlekedési infrastruktúra olyan elemeiben is hasznosítható lehet, amelyek jelenleg elsősorban zajcsökkentési feladatot látnak el.

A harmadik fejlesztési irány a hajózási alkalmazásokat célozza, különösen a napelemek hajófedélzetekbe történő integrálását. A konzorcium olyan összefüggő napelemes felület kialakítására törekszik, amelynél az egyes modulok között nincsenek hézagok, a járófelület pedig csúszásgátló tulajdonságokkal rendelkezik. Ezen a területen a hagyományos megoldásokhoz képest több mint 20 százalékos költségcsökkentés a kitűzött cél. Az ipari bevezetéshez azonban több műszaki akadályt is le kell küzdeni. Biztosítani kell a napelemcellák feldolgozásának és a tokozásnak a megbízhatóságát nagyüzemi körülmények között, valamint igazolni kell a kompozit szerkezetek hosszú távú kültéri tartósságát. Az új moduloknak a nagy hatásfokú TOPCon-, IBC-, perovszkit- és tandemcellákkal való kompatibilitását is vizsgálják.

Advertisement

 

 

Advertisement

Borítókép: Sunrise Project

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák