A napelem működése télen: kell-e félni a teljesítmény csökkenésétől?

A napelemes rendszer a nap energiáját használja fel és alakítja át villamos energiává. Jogosan merül fel a kérdés, hogy mi a helyzet a napelemekkel télen, amikor a napsütéses órák száma kevesebb, gyakrabban takarják felhők az amúgy is alacsonyabban járó napot. Nézzük, milyen a napelem működése télen!

A napelem működése télen

Alapvetően igaz a feltevés, hogy a napelem rendszer teljesítménye a téli időszakban valamelyest visszaesik. Az azonban tévhit, hogy haszontalan lenne, mivel ilyen körülmények között is képes az energiatermelésre.

A napelemes rendszer, ahogy a neve is mutatja egy rendszerként működik. Ez nemcsak a felépítésében mutatkozik meg, hanem abban is, hogy miként tekintünk a hasznosságára. A nyári időszakban ugyanis a napelemek általában több energiát tudnak termelni, vagyis túltermelnek a verőfényes napsütésnek köszönhetően. Ezt a többletet visszatermelik a hálózatra, vagyis „bedobják a közösbe”. Amikor aztán beköszönt a tél és visszaesik a teljesítmény, akkor a megtermelt energiát a „közösből” pótolják ki a fogyasztók, vagyis a központi rendszerre csatlakozva egészítik ki a rendelkezésre álló áramot az igényeknek megfelelően.

Mi befolyásolja a napelem rendszer termelését?

A napelem rendszer működése, a teljesítménye, a hatásfoka több környezeti és nem környezeti tényező függvénye.

A nem környezeti tényezők közül a legfontosabb:

• a tájolás: melyik égtáj felé néz a tető síkja,
• a dőlésszög: a tetőnek mekkora a dőlésszöge, milyen szöget zár be,
• az árnyékoltság: az elhelyezkedésből adódóan mennyi árnyék vetül a panelre,
• a típus: lényeges, hogy polikristályos, monokristályos vagy vékonyfilmes a napelem,
• a minőség: fontos tényező, hogy milyen minőségű a napelem panel, az inverter és milyen a rendszer kivitelezése.

A teljesítményt befolyásoló környezeti tényezők:

• a napsütéses órák száma: hány órát süt a nap adott időszakban,
• a nap magassága: milyen magasan van a nap,
• a klíma: milyenek a hőmérsékleti viszonyok az adott területen.

A következőkben sorra vesszük ezeket, és megnézzük, hogy mely pontokon befolyásoló tényező a hideg időjárás, vagyis mitől függ a napelem működése télen.

A napsütéses órák száma és a nap magassága

Az, hogy mennyi ideig éri napfény a napelempanelt, hatással van arra, hogy végső soron mennyi energiát termel meg. Télen napi szinten kevesebbet süt a nap, így alacsonyabb a napsütéses órák száma, vagyis az hozzájárulhat az energiatermelés visszaeséséhez.

Fontos tényező az is, hogy a nap milyen magasan jár az égen, ez ugyanis a panelre eső napsugarak beesési szögére van hatással. Annak köszönhetően, hogy a nap alacsonyabban jár, a beesési szög kisebb lesz, ami miatt nem tud ugyanannyi energiát termelni, mint ideális körülménye között.

A hőmérséklet és a napelem hatásfoka télen

Egy téli évszak esetén napelemes energiatermelés vonatkozásában a hatásfok kulcsfontosságú kérdés. Egyes napelemek a hőmérsékletváltozásra roppant érzékenyek. Sem a túlságosan meleg, sem pedig a hideg nem tesz jót számukra, ekkor ugyanis a hatásfokuk csökkenni kezd.

Általában a monokristályos és a polikristályos napelemek bírják a legjobban a hőmérsékletvisszaesést, a vékonyrétegűek kevésbé reagálnak jól erre. Ha azonban hőmérséklet növekedéséről van szó, akkor a vékonyfilmes panelek sokkal inkább állják a sarat.

A felhő és ködképződés és a teljesítmény télen

A napelem típusa határozza meg a teljesítmény értéket is. Vannak olyanok, amelyek akár felhős idő esetén is átlagos szinten tudnak teljesíteni, de vannak olyanok is, amelyek a szórt fényt kevésbé tudják hasznosítani. Azok a fajták, amelyek előbbi kategóriába tartoznak, jó eséllyel télen is kiállják a próbát.

A típusok tekintetében elmondható, hogy a monokristályos napelemek teljesítménye felhős időben jelentősen leromlik, ebből adódóan olyan régiókban nem ajánlott a telepítése, ahol alacsony a napsütéses órák száma.

Ahol kevesebbet süt a nap, az alacsonyabb hőmérséklet is gondot okoz. Ahogy azt fent írtuk, a vékonyrétegű napelemek ezt a hőmérsékletcsökkenést nem tolerálják, teljesítményük romlik. A legjobb választás ebben a tekintetben a polikristályos napelem, ami a mind a szórt fényt, mind pedig az alacsony hőmérsékletet tűri. Mutatói kevésbé reagálnak a környezeti hatásokra.

Magyarországi viszonylatban a napelemtípusok közel azonos szinten teljesítenek. A nyári termeléssel mérlegre helyezve a többlet és a hiány kiegészíti egymást, már ha erre szükség van. A napelem energiatermelését láthatjuk, hogy több tényező is befolyásolja, ezek szem előtt tartásával egy egész évben jól működő rendszert építhetünk fel.