Gyakran találkozunk azzal az igénnyel, kérdéssel napelemek iránt érdeklődők részéről, hogy milyen hatásfokú napelem lehet ajánlott. Néha rögtön azzal kezdődik a beszélgetés, hogy "csak magas hatásfokú napelemeket szeretnék". Ez az igény a pénzügyi keretek miatt általában gyorsan erodálódik a megértéssel párhuzamosan, de mivel a hatásfok sokakat foglalkoztató kérdés (főként a napelemekkel való ismerkedés elején), így nézzük végig, hogy mennyire, hol és mikor fontos a hatásfok.
Először is: mit jelent a napelem hatásfoka?
A definíció szerint a hatásfok alatt azt értjük, hogy egységnyi (jellemzően 1m2) felületen a napelem tábla hány Watt energiát képes előállítani. Ezt általában a gyártók 1000 Wattos és derékszögű besugárzás mellett mérik, 25 C fokon. STC, azaz Standard Test Condition-nak nevezik ezt a mérési módot, ez általános szabványnak számít a napelemek között.
Hogy gyakorlatban lássuk a dolgot, nézzünk meg 3 napelem adatalapot, mondjuk a Sharp-tól, náluk van mono és polikristályos és vékonyrétegű napelem is:
- NU 245W-os mono napelem méretei: 1652 mm x 994 mm, ami 1,642 m2. 245W STC teljesítmény osztva a felülettel, százalékosítva: 14,92%-os napelemről van szó.
- ND 230W-os poly napelem méretei ugyanezek (1652x994), de ez egy 230W-os modul. Ennek hatásfokát kiszámolva: ez egy 14%-os napelem.
- NA 128W-os vékonyfilmes napelem méretei: 1409 mm x 1009 mm, ami pedig egy 9%-os napelemnek felel meg.
Egyébként ezek általánosan jellemző, piacon kapható napelemek többségével összhangban lévő típusok: monokristályos napelemek általában 14-15% körüliek, polikristályos napelemek 13-14%-osak, vékonyrétegű napelemek pedig 6-10% körüliek.
Többet termel a magasabb hatásfokú napelem?
Nem. A hatásfok azt jelenti, hogy mekkora felületen adja le az adott teljesítményt és termeli meg az évi kWh-t a napelem. Egy 3kW-os napelemes rendszer nagy hatásfokú és kisebb hatásfokú napelemmel is nagyjából ugyanannyit fog termelni évente (természetesen kisebb eltérésekkel a technológiából fakadóan, mely jellemző éghajlatonként változik - de erről majd egy következő posztban - update: íme). A különbség a 3kW-os rendszenél a hatásfok szempontjából, hogy vékonyrétegű napelemnél 24 modulból áll, kristályos esetén 12-13 modulból - azaz nagyobb hatásfokú megoldás kisebb felületet igényel. De kb. ugyanannyit fog termelni mindkét rendszer, bár nagyon eltérő a hatásfokuk.
Mi számít ma nagy hatáfokú napelemnek?
Itt ketté kell választani a tömegtermelést és a laboratóriumi fejlesztéseket. Ez utóbbiról, és a legalább havonta bejelentett forradalmi áttörésekről és rekordokról már írtunk egy bejegyzést. Itt most szorítkozzunk a tényleg megvásárolható, sorozat-gyártott napelemekre. Az alábbi grafikon összesíti, hogy mik az átlagosan kapható teljesítmények, és a csillag jelöli a laboratóriumi fejlesztések eddigi rekord eredményeit.
Sorozatgyártásban ma a legnagyobb hatásfokú napelemeket a Sunpower és a Sanyo gyártja, 19% körüli moduljai speciális gyártási eljárást igényelnek - ennek megfelelően igencsak drágák. De gyakorlatilag ezek a ma a piacon kapható legjobb hatásfokú napelemek.
Természetesen minden cég fejleszti celláit, hogy egyre jobb hatásfokot érjenek el. Ebben a versenyben kezdenek igen jó eredményt elérni a nagy kínai gyártók is: a Suntech a Pluto-val, a Trina a Quadmax modulokkal, a Yingli pedig a Panda sorozattal már a 16%-os hatásfokoknál tart. És ami még fontosabb: mindezt jóval a Sunpower és Sanyo árai alatt.
Az ár és a hátásfok - és további döntési tényezők
És itt érkezünk el a hatásfok egy fontos pontjára: ahogy a fenti példákban láttuk, a piacon kaphatók 6%-ostól a 19%-os hatásfokú napelemek is. De hogy milyen áron kaphatók, az is fontos kérdésnek számít.
Ha megnézzük, hogy professzionális befektetők milyen napelemekkel építenek erőműveket Európában vagy Amerikában, azt látjuk, hogy a 10-15 éves tapasztalattal rendelkező cégek bizony leggyakrabban vagy átlagos 220-240W-os kristályos, vagy pedig 8-9%-os hatásfokú vékonyrétegű napelemekkel építik erőműveiket. Vajon ők miért nem a legnagyobb hatásfokú napelemeket használják?
Leginkább azért, mert ezekkel a napelemek a leggyakoribbak a piacon, ezeket gyártják a legnagyobb szériában, ezek ára a legjobb ebből következően a teljesítményhez képest - és ezekkel érhető el a legkedvezőbb rendszerköltség.
Amikor napelemes rendszer kiválasztásáról kell dönteni, akkor számos paramétert kell figyelembe venni: ár, gyártó piacmérete, garancia, modulok minősége, hatásfok és a rögzítési megoldás - hogy csak néhányat említsünk.
Ha kiragadunk csak egy paramétert ezek közül (pl. árat vagy hatásfokot, hogy két ellentétesen mozgó tételt mondjunk), akkor a döntés úgy fog megszületni, hogy számos más tényezőt nem vettünk figyelembe. És mivel áramtermelésről beszélünk, így kiemelkedően fontos az ár kérdése: a nagy hatásfokú napelemek jelentősen drágábbak lehetnek, mint az átlagos, piacon kapható modulok. És így drágábban fogunk áramot is termelni vele.
Természetesen szó sincs arról, hogy a hatásfok nem fontos: mindig az egyedi projekt szerint kell megítélni, hogy ez mennyire fontos tényező a többihez képest.
Például ha 5kW-os napelemes rendszerre van szükség egy családi ház teljes áramellátásához, és a délre néző tető pont egy kisebb felület, akkor itt kiemelten fontos szempont lehet, hogy jobb hatásfokú napelemek kerüljenek fel. De a többi szempontot akkor is figyelembe kell venni, csak más súlyozással.
De egy ellenpéldát is könnyű hozni: ha például egy teljes istálló 30 méteres tetőfelülete néz déli irányba, miközben az áramigényre ugyancsak elég 5kW napelem, akkor például tökéletesen megfelel egy olcsóbb (értsd: kisebb hatásfokú) polikristályos, vagy akár vékonyrétegű napelem is arra a felületre. Ilyenkor a hatásfokot tehát kisebb súlyozással vehetjük szempontul.
Összegezve tehát a hatásfok csak az egyik a számos tényező közül, amit mérlegelni kell a kiválasztás során. Ha "csak magas hatásfokú napelemet" megközelítéssel futunk neki a projektnek, úgy járhatunk, mintha az autószalonban a "csak a legnagyobb teljesítményű autót akarom" mondattal nyitnánk: nem lesz semmi gond azzal a Ferrarival, csak ha munkára akartuk használni és a megtérülés is számít, akkor nem biztos, hogy körültekintően és minden szempontot figyelembe véve döntöttünk.
Utolsó kommentek