A napelemek, vagy más néven fotovoltaikus elemek a nap sugárzási energiáját közvetlenül villamos energiává alakítják át. Magyarország adottságai rendkívül kedvezôek, hiszen a napsütéses órák száma 1900-2200 óra évente, ami 30-40 százalékkal több, mint például Né-metországban, a világ vezetô napelemfelhasználójánál. A napelemes rendszert a megújuló energiaforrást hasznosító berendezések között egyre szélesebb körben alkalmazzák, az igénybe vehetô támogatásokkal a beruházás pedig a teljes élettartamon belül bôven megtérül.

Az áramtermelô rendszerek fô alkotóelemei a szilícium alapanyagú napelemek, a rozsdamentes acélból és alumíniumból készült tartószerkezet, az inverter (áramátalakító) és a szolárkábel. Abban az esetben, ha szigetüzemû a rendszerünk, azaz nem csatlakozik az elektromos hálózatra, az energia tárolását meg kell oldani. Ez esetben akkumulátorokat és a feltöltésüket optimalizáló töltésszabályozót is kell a rendszerhez csatlakoztatni. Az inverter a napelemekbôl érkezô egyenáramot átalakítja át úgy, hogy az bármely háztartási elektromos berendezés számára felhasználható legyen, az idôjárási viszonyoknak különösen ellenálló szolárkábel pedig a napelemek és az inverter között szállítja az áramot.

A napelem mûködési elve

Rendszertípusok
A napelemes rendszerek hálózatra kapcsoltak (hálózatba visszatáplálósak), vagy szigetüzemûek lehetnek. A hálózatra kapcsoltaktól a helyi hálózat üzemeltetôje – ha a rendszerünk mûszakilag megfelelô – köteles átvenni a saját napelemünkkel megtermelt villamos energiát. Ez azért elônyös, mert így a napközben megtermelt áramot felveszi a villamos hálózat, tehát nem kell a tárolására szolgáló akkumulátorokról külön gondoskodnunk, míg a reggeli és esti fô fogyasztási idôszakokban akkor is lesz elegendô áramunk, ha saját napelemünk épp nem termel eleget. Így nincs szükség akkumulátorokra, mivel az elektromos hálózat mûködik pufferként.

Ha csatlakoztunk a helyi hálózatra, termelésünket és fogyasztásunkat egy speciális villanyóra méri, ami a bejövô és kimenô áramot is számolja, a végén pedig a kettô különbsége szerepel majd a számlán, érdemes az éves elszámolást választani a szolgáltatónál, mert ezzel az évszakok és napszakok okozta ingadozás kiegyenlítôdik, azaz a nyáron megtermelt áramfelesleg kompenzálja azt, hogy télen általában többet fogyasztunk, mint amennyit megtermelünk.

A napelemek modulokból épülnek fel, amikben a napfény közvetlenül árammá alakul át.

A legelterjedtebb napelemes technológiákat eltérô hatásfok jellemzi: az amorf kristályos napelemek a napsugárzás 5-7 százalékát, a monokristályos és a polikristályos elemek 12-15 százalékát képesek árammá alakítani. Fontos tudni, hogy a napelemek felhôs idôben is termelnek villamos energiát, de a névlegesnél kisebb mennyiségben.

Az ár, az élettartam, a helykihasználás és a teljesítmény szempontjait figyelembe véve Magyarországon ma a polikristályos napelemekbôl épített rendszerek az optimálisak.

A hálózatra kapcsolt rendszerek általában 100-200 W-os modulokból állnak. Az ennél kisebb modulok szigetüzemû rendszereknél, valamint egyedi (például közvilágítási, közlekedési jelzô stb.) berendezések önálló áram-forrásaiként alkalmazhatók.

A mérések azt mutatják, hogy a háztetôre szerelt, 2-3 kWh összteljesítményû rendszerrel már biztonságosan megoldható egy átlagos család áramellátása. Nem érdemes azonban túlméretezni a napelemeket, mert akkor már nem térül meg a beruházás. A 15-20 m2nyi tetôfelületet igénylô 2-3 kW-os rendszer használatával évente 2-3 tonnával kevesebb szén-dioxid kerül a légkörbe.

Tervezés
A rendszerek tervezését, az ügyfelek egyedi igényeit is figyelembe véve, célszoftverek segítik, hogy a rendszer a legjobb hatásfokon mûködjön, meghatározva a névleges teljesítményû modulok számát, és az azokkal optimálisan együttmûködô invertert.

Az elektromos hálózattal nem rendelkezô területek – például tanyák, hétvégi házak, mezôgazdasági létesítmények, átjátszó tornyok – áramellátása szigetüzemû napelemes rendszerekkel jól megoldható. Az elektromos hálózat kiépítése a legtöbb esetben lényegesen drágább, mint egy napelemes rendszer telepítése. Ha a villamos hálózat 1 km-nél távolabb van, és az éves villamosenergia-fogyasztás 1000 kWh (ez a legalapvetôbb villamos fogyasztók, például világítás, kisebb hûtô, tévé áramellátásához elég), akkor – a villamos energia 2008. évi árát és az átlagos hálózatkiépítési költséget figyelembe véve –, már megéri szigetüzemû napelemes rendszert kiépíteni.

A napelemes rendszereknek nincs mozgó, kopó alkatrésze, karbantartást nem igényelnek. A napelemek élettartama rendkívül hosszú, a gyártók általában garantálják, hogy a névleges teljesítmény legalább 80 százalékát 20 év múlva is leadják. A napelemes rendszerek nemcsak tetôre, hanem homlokzatra és földfelszínre is helyezhetôk, sôt látványos építészeti megoldásként elôtetôként is felszerelhetôk.

Engedélyeztetés
Építési engedélyt ugyan nem kell kérnünk napelemek telepítéséhez, de ha a helyi vil-lamosenergia-hálózatra szeretnénk termelni, szükségünk lesz a hálózat üzemeltetôjének engedélyére. Az engedélyeztetés során egyszerûsített eljárás keretében megvizsgálják, hogy a tervezett beruházás megfelel-e a mûszaki követelményeknek, ezért már a beruházás tervezésekor tájékozódjunk a feltételekrôl. Az eljárás átfutási ideje általában 30-60 nap.