A hagyományostól a Maxim napelem technológiáig

A napelemes technológiák fejlődéséről

 

Kevéssé közismert tény, hogy napelemet a gyakorlatban először az 50-es években amerikai műholdak áramellátására használtak. Azóta a napelemes rendszerek hatalmas fejlődésen mentek keresztül és a 80-as évek óta már a lakossági felhasználásban is egyre meghatározóbb szerepet töltenek be.

A napelemek hozamát nem elsősorban a gyártási- és anyagtechnológia határozza meg. Szinte mindegy, hogy egy napelem panel poli- vagy monokristályos, amorf vagy vékonyrétegű technológiával készült-e, azonos besugárzási körülmények között azonos névleges teljesítményű panelek megközelítőleg azonos hozamot fognak produkálni.

A jelentős hozamkülönbségek a közel sem ideális fényviszonyok között, például a reggeli-koraesti szórt fény, a kedvezőtlen tájolás vagy az árnyékhatás esetén jelentkezhetnek. Ezek közül is a napelemek teljesítményét leginkább negatívan befolyásoló tényező az árnyékhatás. Általánosságban kijelenthető, hogy a napelemek nem tolerálják az árnyékot, ami ezidáig a legfontosabb figyelembe veendő szempont volt a napelemes rendszerek megtervezésénél.

Az alábbiakban a napelemes rendszerek műszaki fejlődésének három lépcsőjét mutatjuk be:

 

A hagyományos rendszerek képviselik az első lépcsőfokot.

 

Ezekben a rendszerekben a napelemek sorba vannak kapcsolva és az inverter az, ami a vezérlést, azaz a munkapont keresést végzi. Ezek a rendszerek a legegyszerűbbek és legolcsóbbak, azonban ki vannak téve annak a veszélynek, hogy ha valamelyik napelem kevesebb fényt kap mint a többi, mondjuk árnyék vagy valami felületi szennyeződés miatt, akkor az egész rendszer teljesítménye és hozama drasztikusan leromlik. Ilyen rendszert ma már csak oda érdemes telepíteni, ahol garantált az árnyékmentesség és az egyéb körülmények is ideálisak.

A fenti problémák kiküszöbölésére találták ki a mikroinvertereket, ami valamikor egy nagyon jó megoldásnak ígérkezett. Azonban magas áruk és bonyolultságuk miatt ezek nem váltak végül versenyképes alternatívákká és nem is tudtak széles körben elterjedni. Így a második lépcsőfok nem ezek lettek, hanem a külső optimalizálóval ellátott napelemek, az úgynevezett “okos” napelemes rendszerek.

 

A második lépcsőfok: az “okos” napelemes rendszerek

 

Az “okos” napelemek is sorba vannak kötve, a vezérlés azonban kikerült az inverterből a napelemek szintjére, így minden egyes napelem külön vezérléssel rendelkezik. Az inverter feladatai lecsökkentek, így felépítése jelentősen leegyszerűsödött, ami miatt hosszabb garanciaidőt vállal rá a gyártó.

Ez a megoldás hatékonyabb, mint a hagyományos rendszer, mert kiküszöböli a fent említett árnyék vagy szennyeződés okozta teljesítmény csökkenési problémákat, valamint sokkal fejlettebb, napelemenkénti monitoring rendszerrel rendelkezik.

Azoknak érdemes ezt a megoldást választaniuk, akiknél a körülmények nem ideálisak, de fontosnak tartják, hogy a maximumot hozzák ki napelemes rendszerükből, akár magasabb bekerülési költség mellett is. Ebben az esetben a magasabb ár hosszabb garanciaidőt (az inverter esetében ez 12 év) és napelemenkénti monitoring rendszert is tartalmaz.

 

A harmadik lépcsőfok: Maxim napelem

 

A Maxim napelemek különlegessége, hogy a napelem panelben egyedülálló módon 3 db vezérlő található, így a vezérlés és a munkapont keresés már a napelem panelen belül megtörténik!

Ez a fajta megoldás rendkívül egyszerű és hosszú élettartamú, ráadásul optimalizálás tekintetében fejlettebb az okos napelemes rendszerekhez képest. A Jinko Maxim napelemek másik nagy előnye, hogy kiküszöböli a panelen belül felforrósodó cellákat, az úgynevezett hotspotokat, ami az élettartamot jelentős mértékben meghosszabbítja.

Azoknak érdemes ezt választaniuk, akik a legfontosabbnak azt tartják, hogy a maximumot hozzák ki napelemes rendszerükből.

Mint az az előzőekből látható, az utóbbi évek során a SolarEdge és a Jinko Maxim típusú DC optimalizálók a napelemes rendszerek egyre fontosabb alkotórészéveivé kezdtek válni, mind háztartási, mind ipari és erőművi méretekben.

Az ilyen technológiával felszerelt modulok használatával ugyanis minimálisra csökkenthetők a szennyeződésekből, a napelemek különbözőségéből vagy akár a napelemek meghibásodásából adódó teljesítményveszteségek.