Napelem szótár

1. Napelem panelek

   • Monokristályos panel:
     A három napelem panel gyártási technológia közül (polikristályos, vékony film) a legújabb eljárás. A panelekben nagy vonalakban három rétegre van szükség az áramtermelő képesség megteremtésére: egy fém rétegre anódnak, egy félvezető rétegre, hogy a napfény hatására a helyüket elhagyó elektronok csak egy irányba tudjanak haladni és egy katódra az elektronok (áram) összegyűjtésére. A középső félvezető réteget a legújabb gyártási technológiával egyetlen szilikon kristályból növesztik.
   • Fél-cella:
     A napelem panelek cellákból állnak. Egy cella mérete szabvány szerint 6 col x 6 col (kb 15 cm x 15 cm). Az egy cella által generálható feszültség mértéke korlátos, legfeljebb 0,5 - 0,6 V lehet. Az áramtermelő cellákat sorba kell kötni ahhoz, hogy használható feszültséget kapjunk. Az elmúlt pár évben a cellák felületét megfelezték a gyártók és pl. 60 cella helyett 120 félcellaként hivatkoztak a termékekre. Ennek legfőbb oka, hogy az elektronok (megtermelt áram) minél rövidebb úton jusson el a cellákról az áramot összegyűjtő vezetőkre, ezzel csökkentve a vezetők ellenállását, melegedését és ezzel tönkremenetelét.
   • LCOE
     Levelized Cost of Electricity - egységnyi áram megtermelésének költsége; gazdaságossági mutató a napelem által termelt áram fajlagos költségére a teljes élettartam figyelembe vételével. Az LCOE értéke a bekerülési költség, valamint a fenntartási költség összege és a napelem panelek által az élettartamuk során termelt áram mennyiségének hányadosa. Minél kisebb az érték, annál gazdaságosabb az adott napelem.
   • LID
     Light Induced Degradation: a fény hatására fellépő teljesítmény csökkenés. A panelem panel először napfényre kerülésekor lép fel, de a romlás nem folyamatos az élettartam során. A fény hatására történő avulás viszonylag rövid idő tán megáll, és a panel a szavatolt technikai paramétereken belül működik tovább.
   • PID
     Potential Induced Degradation: a feszültség hatására fellépő teljesítmény csökkenés. Az áram termelő cellák és a tartó felület (a panelek felső áram vezető kerete) között fellépő feszültség különbség hatására a keret töltötté válik és a paneleknek az LID-nél lényegesen jelentősebb teljesítmény csökkenését eredményezi.
     
     Két fő kiváltó oka van:
     - a keretben a nátrium ionok vándorlása;
     - a cella felületének polarizációja (az elektronok a szilikon félvezető felületén maradnak és nem vándorolnak el a gyűjtőrács felé, azaz nem hoznak létre elektromos áramot, de taszító hatásuk miatt gátolják az újonnan kilépő elektronok vándorlását a rács felé).
     
     Az első hatás a cellák fizikai változását (tönkremenetelét) okozza, míg a második a cellák polarizációjának - pl. éjszakai - megfordításával illetve passziváló réteg alkalmazásával csökkenthető vagy kiküszöbölhető.
   • anti-PID
     A PID avulást megakadályozó tervezési és gyártási eljárások. A nátrium ionok vándorlása a keretben jó minőségű kvarcüveg használatával és a cellák kapszulázásával küszöbölhető ki.
   • TIER 1 minősítés
     A TIER rendszer a napelem panel gyártókat (és nem a termékeket) minősíti gazdasági stabilitás, a vállalat működése, tőke ellátottság, termelékenység (tehát jellemzően gazdasági) szempontok alapján. A minősítést a Bloomberg New Energy Finance nevű szervezet állítja ki évente egyszer. Leginkább arra a kérdésre ad választ, hogy ha befektetek egy napelemes rendszerben, akkor várhatom-e, hogy a hosszú - 5 - 25 éves - garanciaidő végén is lesz még kihez fordulnom a jótállásért.
     
     A TIER rendszerben az 1-es minősítés utal a legstabilabb gyártóra, a 3-as pedig a leggyengébb adható besorolás.
   • bypass dióda
     A napelem panelekben a cellák sorba vannak kötve, azaz az egyik cellán átfolyó áram az összes cellán átfolyik. A félvezetőből álló cellán azonban csak a napfény hatására tud áram áthaladni, azaz ha az egyik panel árnyékban van, akkor a panel összes cellája, a sorba kötött panelek miatt a teljes munkakör gyengén termel (szakmai argóval élve megvakul). A bypass dióda feladata a cellákon és a paneleken belül az árnyékban lévő részek kikapcsolásával az egész rendszer termelését károsan befolyásoló részek hatásának eliminálása.
   • PERC technológia
     Passivated Emitter and Rear Contact azaz passzivált emitter és hátulsó érintkezés rövidítése. Feljebb, a PID részben tárgyaltuk, hogy a paneljeink hatásfokának csökkenésében jelentős szerepet játszik a felület polarizációja. A rövidítés első része (passivated emitter) ennek a problémának a megoldására egy passziváló réteget visz fel a szilikon félvezető nap felé kitett oldalára, csökkentve az elektronok megragadásának lehetőségét a felületen.
     
     A hátulsó érintkező réteg feladata kettős: egyrészről nem engedi, hogy a katód közelében a félvezetőből kilépő elektronok rövidzárlati úton közvetlenül a katódra lépjenek ki, másrészről visszaverik azokat a napsugarakat, amik a szilikon rétegen keresztülhatolva nem keletkeztetik elektron kilépését a kristályrácsból.
     
     A PERC eljárás tehát javítja a panel hatékonyságát a szilikon félvezető réteg két oldalának bevonásával.

2. Inverterek

   • String inverter:
     A "legegyszerűbb" típusú inverter: a napelemekről érkező egyenáramot váltakozó árammá alakítja és a lakás / ház belső elektromos hálózatára továbbítja.
   • Hibrid inverter:
     Mindamellett, hogy a napelemekben keletkező egyenáramot váltakozó árammá alakítja kezeli az esetlegesen az inverterhez csatlakoztatott energia tároló(ka)t (akkumulátorokat).
   • Munkapont:
     Az inverter a munkapontokon keresztül fogadja a napelemekről érkező egyenáramot. A háztartási méretű rendszereknél az invertereknek rendszerint egy vagy két munkapontja van. Két munkapont esetén a napelemeket két sorosan kapcsolt körben lehet szerelni a tetőn.
   • MPPT
     Maximum Power Point Tracker, maximális energia szint követés rövidítése. Az MPPT a különböző besugárzási időszakok során úgy állítja az inverter egyenáram oldali beállításait (az áramerősséget és a feszültséget), hogy a legnagyobb teljesítményt szolgáltassa a váltakozó áramú hálózat felé. A Dual MPPT azt jelenti, hogy az inverterünknek két munkapontja van és mindkét munkapontot külön MPPT áramkör felügyeli.
     
     A régebbi inverterekhez vásárolható külön MPPT berendezés, az újabb invertereknek általában minden munkapontra része az MPPT szabályozó.
   • SPD
     Surge Protection Device, azaz túláram védelem a villámlás direkt vagy indirekt hatásának kivédésére. A napelemes rendszerek, ha tartalmaznak túláram védelmet, akkor I. típusú védelemre vannak felkészítve. Az I. típusú villámvédelem a közvetlen életveszély elkerülésére vonatkozik. A legmagasabb fokú védelem, embereket és nagy értékű vagy érzékeny berendezések megvédésére.
   • Indítási feszültség
     Az inverterünk alvó állapotban van mindaddig, amíg a napelemek nem generálnak elegendő feszültséget a bekapcsoláshoz. Az indítási feszültség az a munkapontokon megjelenő feszültség, ami az inverter munkában állásához és így a napelemes rendszerünk energia szolgáltatásának megkezdéséhez vagy fenntartásához kell.
     
     Az alacsonyabb indítási feszültségű inverterek tehát reggel korábban kezdenek termelni és délután később állnak le.
   • Maximális bemeneti áram
     Az a feszültség, amit az inverterünk fogadni képes munkapontonként a tönkremenetele, vagy a biztosíték leoldása nélkül.
     
     A napelem paneleink soros kapcsolással kerülnek installálásra. A sorosan kapcsolt áramforrások feszültsége összeadódik, azaz pl, 10 db sorba kötött egyenként 38 V feszültéget előállító napelem panel esetén a teljes áramkör eredő feszültsége 380 V lesz. Az inverter maximális bemeneti árama tehát leginkább azt határozza meg, hogy egy adott napelem panelből összesen hány darab kapcsolható az inverter egy munkapontjára.
   • SUNCLIX csatlakozó
     A napelemes rendszereknél használt, külön szerszám nélkül szerelhető elektromos csatlakozó típus.
   • THDi
     Total Harmomnic Distortion: teljes harmonikus torzítás. Azt mutatja meg, hogy mennyire pontosan követi le az inverter által a szolgáltatott áram hullámzása a csatlakozott hálózat hullámát. Ahhoz, hogy a az inverter, mint áramforrás energiája feltölthető legyen a külső hálózatra az inverter által előállított váltakozó áram szinusz hulláma csaknem azonos fázisban kell lennie a hálózat szinusz hullámával.
   • BMS
     Battery Management System, hibrid és sziget üzemű napelemes rendszerek esetén az akkumulátorok vezérlő egysége (fejegysége).
   • DRM
     Demand Response Module: az inverter külső vezérlését lehetővé tevő egység az inverterben. Kapcsolódhat a lakás / ház okos otthon vezérlőjéhez, de ezen a felületen keresztül a szolgáltató is le tudja állítani a napelemes rendszer visszatáplálását a hálózatra. Minden napelemes inverternek része kell, hogy legyen az engedélyezéshez.

3. Energia tárolók

   • BMS
     Battery Management System, hibrid és sziget üzemű napelemes rendszerek esetén az akkumulátorok vezérlő egysége (fejegysége).
   • Fejegység vagy vezérlő egység
     A napelemes rendszerek átlal használta energia tárolók minden esetben egy vezérlő egységből és a hozzá kapcsolt, az energia tárolást ténylegesen elvégző tárolókból állnak.
     
     A vezérló egység feladata, hogy figyelje és optimalizálja az akkumulátor(ok) működését, töltöttségét. Védi az akkumulátort túlkisülés, túltöltés, túláram, valamint a magas és alacsony hőmérséklettel szemben. Felel azért is, hogy az akkumulátorok élettartama minél hosszabb legyen, illetve kommunikál az akkumulátorokhoz a töltést biztosító inverterrel.
     
     Egy vezérlő egység általában több akkumulátor-csomag kezelésére képes.
   • LiFePO4
     Lítium-vasfoszfát akkumulátor, az akkumulátorok legújabb generációja.

4. Tervezés

   • Árnyék hatás elkerülése:
     A napelemek egy áramkörön belül sorosan vannak kapcsolva. A sorosan kapcsolt áramkör esetén az áram minden elemen át kell, hogy haladjon. Egy adott panelen az áram csak a napfény hatására tud áthaladni, azaz a leggyengébben működő panel fogja meghatározni a teljes áramkör teljesítményét. Abban az esetben tehát, ha a tető egy része árnyékban van a nap egy része során, az árnyékban lévő rész a teljes hozzá kapcsolódó kört bénítani fogja. Ezt nevezik árnyék hatásnak.
     
     Annak a jelenségnek, hogy a leggyengébben megsütött panel fogja meghatározni a teljes munkakör teljesítményét, a következménye, hogy nem célszerű egy körön belül a napelem paneleket különböző megvilágítású felületekre szerelni, például egy nyeregtető két oldalára. A különbözően megsütött felületekre mindig külön körben kell telepíteni a paneleket, különben az egész nap során alacsony hatékonysággal fognak termelni.