Nincs minden tetőre szupernapelem

Hiába akad valakinek legalább egymillió forintja egy alapszintű napelemes rendszerre, ha nem jó tájolású az ingatlana, vagy túl kicsi a hasznosítható tetőfelület. A még fejlesztés alatt álló napelemek a hősugárzást is hasznosítják, átlátszóak lesznek, és tisztítják önmagukat.

Kellő nagyságú, délkeletre, délre, délnyugatra tájolt tetőfelületre van szüksége annak, aki az ingatlana áramellátását kizárólag napelemekkel szeretné fedezni. Egy kilowattos teljesítményű napelemrendszer elhelyezésére körülbelül 8 négyzetméternyi felület szükséges, és egy átlagos családi ház ellátására nagyobb kapacitású rendszer kell.

További feltétel, hogy a tető ne legyen laposabb 20 foknál, de dőlése ne is legyen meredekebb 40-nél. Fontos az is, hogy lehetőleg semmi se vessen árnyékot a tetőre. Ha ugyanis az elemek felületét 10 százalékban árnyékolják a fák, vagy akár egy villanyoszlop, akkor a rendszerbe kötött napelemek teljesítménye 30-50 százalékkal csökken.

Három éve kikapcsolták az áramot egy mátraverebélyi házban - szobakerékpárral és napelemmel termelnek áramot

Az is szempont, hogy a legkisebb teljesítményű napelemes rendszerek ára is könnyen 1-1,2 millió forint fölé ugrik. Sokba kerülnek ugyanis a napelemek termelte egyenáramot átalakító inverterek, de van költségük a tartókonzoloknak, a csatlakozóknak, kábeleknek és a tervezésnek, kivitelezésnek is. Egy ilyen rendszerrel egy olyan ingatlan áramellátását lehet fedezni, amelyben körülbelül 7000 forint a havi villanyszámla.

Negyedével több kell a panelekből

Ha valaki napelemekben gondolkodik, érdemes előbb összeadnia az éves áramfogyasztását. Erre a szakemberek általában rászámolnak még 25 százaléknyi biztonsági tartalékot, mert a panelek nem mindig akkor termelnek, amikor szükség van rá. Az oda-vissza mérő villanyórán keresztül a szolgáltató átveszi a pluszban termelt áramot, majd a jelentős részét az ingatlan tulajdonosa borús napokon vagy éjjel ingyenesen felhasználhatja. (A tervező-kivitelező cégek rendszerint vállalják a speciális villanyóra engedélyeztetési és szerelési munkáit is.)

Mennyi áramot termel egy óra alatt egy napelem? Ezt névleges csúcsteljesítményben, azaz kWp-ben (kilowatt-peak) adják meg a gyártók. Ez természetesen úgy érhető el, hogy az elemek az ideális szögben kapják a fényt, déli irányba tájolva. Teljesítmény szerint az 1 kWp-s rendszerektől kezdve a 10 kWp-sekig ajánlják családi házakra a napelemes rendszereket az épületgépész szakértők, de vannak 50 kWp-s rendszerek is. Egy 10 kWp-s rendszerrel egy 50 ezer forintos villanyszámlát produkáló ingatlan áramellátását lehet fedezni.

A jelenleg kapható napelemek között az áramtermelő kapacitásban nincs jelentős különbség. Az eltérések inkább a szerelési színvonalban és a tartósságban rejlenek. A legolcsóbb napelemtáblák darabját már 50-60 ezer forintért is meg lehet venni, a legdrágább változatok viszont 250-275 ezer forintba kerülnek. Ez utóbbiakra a huszonöt éves garancia a jellemző, míg az előbbiekre inkább az öt-tíz év. Mindez azért szempont, mert a napelem hosszú távú befektetés.

A fekete szilícium az igazi

Akinek van napelemes rendszerre legalább egymillió forintja, könnyen előfordulhat, hogy olyan ingatlanban él, amelynek a tetőzetére nem érdemes (vagy túl költséges) felszerelni a paneleket. Számukra nincs más megoldás, mint kivárni, amíg a csúcstechnológiás fejlesztések átlépnek a kísérleti szakaszból a sorozatgyártásba. A laborokban ugyanis van már olyan napelem, amely a nap teljes sugárzási spektrumát hasznosítja, és olyan is, amely függőlegesen, erkélyre szerelve vagy fürdőszobaablakként is hatékony.

Szilícium besugárzása lézerfénnyel. A kis képen a fekete szilícium

A németországi Fraunhofer Intézet olyan, fekete szilíciumból készült napelemet jelentett be, amely a látható fényen túl a nap infravörös (azaz hő-) sugárzását is árammá alakítja. A napsugárzásnak mintegy negyedét teszi ki az infravörös tartomány, amely a most kapható napelemekben elvész.

A közönséges napelemek legjellemzőbb alapanyagát, a szilíciumot femtomásodperces ütemben pulzáló lézerrel sugározzák be a Fraunhofer telekommuninikációs központjában, a Heinrich Hertz Intézetben (HHI). (A femtoszekundum körülbelül annyival rövidebb idő egy másodpercnél, mint egy másodperc 32 millió évnél.) Mindezt kén jelenlétében hajtják végre.

"A kénatomok így épülnek be a szilíciumrácsba, emiatt tűnik aztán feketének az anyag" - mondta Stefan Kontermann, a HHI nanoanyagokkal foglalkozó kutatócsoportjának vezetője. A HHI munkatársai megkétszerezték a fekete szilícium hatékonyságát, vagyis a lézersugár alakjának módosításával olyan anyagot hoztak létre, amely hatékonyabban alakítja át árammá a hősugárzást is.

Áttetsző és öntisztító

A most kapható napelemek nem túl magas, 17-20 százalékos hatékonysággal alakítják árammá a napfényt. A HHI kutatói jelenleg egy prototípuson dolgoznak. Egy üzletben kapható napelem celláit részben fekete szilíciummal helyettesítik, így egy százalékkal növelnék az egész panel hatékonyságát. Ettől függetlenül a kombinált rendszert szintén déli irányba kell majd tájolni az ideális teljesítmény elérésére.

Ezen segítene az a félig átlátszó napelem, amelynek a piacra dobását a Sharp jelentette be. A feketés színű, félig átlátszó paneleket erkélykorlátnak, vagy magasépületek, felhőkarcolók burkolására ajánlja a japán cég. A napelem ugyan csak 6,8 százalékos hatékonyságú, és maximum 95 watt áramot képes termelni, de a rosszabb mutatókat ellensúlyozza, hogy a tetőzethez képest jóval nagyobb felületen beépíthető.

A Sharp panelei 1,37 méter szélesek és 0,97 méter magasak (4,5-ször 3,2 láb). Kicsivel több mint 11 milliméteres vastagságuk nem tér el lényegesen az erkélykorlátként felhasznált biztonsági üvegétől. A japán cég azt egyelőre nem közölte, hogy egy panelnek mennyi az ára.

A napelemek hatékonyságát 30 százalékkal is leronthatja a kosz, vagyis a por, a pollenszemcsék vagy a finom vízcseppecskék. A Houstoni Egyetem kutatója, Seamus Curran olyan, nanométeres vékonyságú védőfelületet hozott létre, amelyről lepereg a szennyeződés. "A burkolat öntisztítóvá teszi a panelet a nélkül, hogy fényelnyelési képességét befolyásolná" - mondta Curran.

Egész Ausztriát ellátnák az európai napelemek

Kétharmadrészt Európában szerelték be az újonnan telepített napelemeket 2011-ben. Összesen 18,5 gigawattról van szó az Európai Bizottság kutatóközpontjának (JRC) 2012-es, a fotovoltaikus áramtermelésről szóló jelentése szerint.

Az Európában működő napelemek összkapacitása 52 gigawatt. A napfényből termelt árammal egész Ausztriát el lehetne látni - a mennyiség az egész EU áramigényének 2 százalékát fedezné. Beépített napelem-kapacitás szerint Németország, Olaszország, Spanyolország, Csehország, Franciaország, Belgium és az Egyesült Királyság vezeti a toplistát.