Magyarországon a napsütéses órák száma télen átlagosan kevesebb mint a negyedére esik vissza a nyári időszakhoz képest. Természetes, hogy sokakban felmerül a kérdés: hogyan alakul a napelem termelés télen? Vajon milyen tényezők befolyásolják a napelemek optimális működését és hogyan érhető el a lehető legmagasabb hatékonyság télen is. Alábbi cikkünkből mindenre választ kap, de kezdjük előbb tisztázzuk az alapokat.

Mi a napelem és hogyan működik?

A napelem vagy más néven fotovillamos elem olyan eszköz, amely az elektromágneses sugárzást közvetlenül villamos energiává alakítja. Ezt a gyakorlatban úgy kell elképzelni, hogy a napelem a működése során begyűjtött napfényt egyenárammá alakítja, majd azt a napelem rendszer másik fontos része, az inverter, továbbalakítja váltóárammá. Ez utóbbira tudja csatlakoztatni háztartási elektromos eszközeit.

A napelemes rendszer és előnyei

A rendszer a fő elemei a napelem panelek és azok tartószerkezete, a napelem inverter, a különböző kábelek és csatlakozók, illetve a rendszer típusától függően az oda-vissza mérő óra vagy az akkumulátor.

A napelemekkel szemben gyakran hozzák fel ellenérvként, hogy a rendszer kiépítése drága és a megtérülési idő nagyon hosszú. Igaz, hogy a költségek viszonylag magasak, a napelem projektre azonban érdemes úgy tekinteni, mint egy hosszú távú befektetésre. A tapasztalatok azt mutatják, hogy egy átlagos háztartásban a napelemes rendszer 10-12 év alatt megtérül.

A napelem legfőbb előnyei:

• Optimálisan megtervezett és kiépített rendszer esetén a háztartás teljes áramellátását képes fedezni és a megtérülési idő után ingyen energiát termel.
• Lenullázhatja vele villanyszámláját, mindössze egy alacsony rendszerhasználati díjat kell fizetnie a szolgáltató részére.
• Növeli az ingatlan értékét.
• Olyan területeken is termel áramot, ahol nincs kiépített villamosenergia hálózat.

Mitől függ a napelem termelése?

A napelem termelése számos tényezőtől függ, amelyek között van olyan is amely az évszakokkal hozható összefüggésbe. Nézzük a legfontosabbakat:

A napsütéses órák száma

A napsütéses órák számát a mind az évszakok mind pedig a földrajzi elhelyezkedés befolyásolja. Magyarországon az Alföldön és a Dél-Dunántúlon a legmagasabb a napsütéses órák száma, (kb. 2350 óra/év), de a kevésbé napsütéses régiókban, például az Északi-középhegységben is 2100 órás értéket mértek 2020-ban. Nyáron nem csak a nappalok hosszabbak, de a nap is magasabban jár, ezért jobb szögben éri a napelemeket, mint télen.

Ahhoz, hogy ezeket a napsütéses órákat mind a nyári mind pedig a téli időszakban maximálisan ki tudja használni fontos a napelemek megfelelő tájolása. A hatékonyság szempontjából a legoptimálisabb a déli tájolás, melyet a délkeleti és délnyugati követ. A tisztán nyugati tájolással körülbelül 15%-os teljesítmény vesztéssel kell számolnia.

A napsugarak beesési szöge

A napelem teljesítménye szempontjából fontos, hogy a napsugarak milyen szögben érik el a panelt. Ideális esetben 90 fokban, télen azonban a beesési szög alacsonyabb, ezért a napelemes rendszer kevesebb energiát termel. A szakemberek a rendszer tervezésekor természetesen ezt is figyelembe veszik és olyan dőlésszögben állítják be a napelemeket, hogy egész évben optimális hatásfokkal működjenek. Hazánkban ez a dőlésszög általában 35-40°.

Időjárási és egyéb árnyékoló tényezők

Általánosságban elmondható, hogy a vastag felhőréteg, a köd, illetve más árnyékoló tényezők, mint például a dús növényzet, a kémény vagy antenna jelentősen visszavethetik a napelem hatékonyságát. Nagyban függ a napelem típusától, hogy a szórt fényt mennyire jól tudja hasznosítani.

Hőmérséklet

A napelemek működését jelentősen befolyásolja a levegő hőmérséklete is. A napelem átlagos hatásfokát és teljesítményét 25 Celsius-fokos átlaghőmérsékletettel számolják. Ha azonban a hőmérő higanyszála ettől magasabbat, vagy alacsonyabbat mutat, akkor számítani kell a teljesítmény változására is.

Mennyit termel a napelem télen és mennyit nyáron?

Fentiek alapján jól látható, hogy a napelem teljesítményét számos más tényező mellett az évszakok is befolyásolják. Optimális dőlésszögű, déli tájolású napelemek esetén körülbelül 3-4-szeres a napelemek teljesítmény különbsége télen és nyáron. Amit kevesen tudnak azonban, hogy a napelemek elektromos ellenállása jobb a hidegben, mint a nyári forróságban. Ha a hóréteg teljesen betakarja a napelemet, akkor annak teljesítménye nullára esik vissza, de ez nagyon ritkán fordul elő. A modern napelemek felületén ugyanis nem tapad meg a hó, és ahogy fentebb már írtuk 35-40°-os dőlésszögben vannak elhelyezve, ami szintén segít, hogy ne legyen tartósan hóréteg a paneleken.

A szakemberek a napelemes rendszereket minden esetben a téli-nyári különbségek figyelembevételével tervezik meg, hogy azok teljesítménye fedezze az éves fogyasztást. A jelenlegi szaldós rendszerben a nyári többlettermelés elszámolható télen, így a villanyszámla akkor is nulla forint körül várható. A szaldós elszámolási rendszer jelen állás szerint 2023 december 31-ig alkalmazható, azt követően minden bizonnyal felértékelődnek majd az akkumulátorral működő hibrid rendszerek, amelyek képesek eltárolni a nyáron megtermelt többlet energiát.

Összegzés

A közhiedelemmel ellentétben a napelemek télen is termelnek áramot, mindössze annyi változik, hogy alacsonyabb a hatékonyságuk. Azt javasoljuk, hogy napelemes rendszerének tervezését és kivitelezését bízza tapasztalt szakemberekre, hogy napelem rendszere egész évben optimálisan, a lehető legnagyobb hatékonysággal működjön.

(Fotók: Envato Elements).