Noha a fosszilis tüzelőanyagok ma is uralják bolygónkat, a megújuló energiaforrások a világ minden országának piacára jutnak. A megújuló energiák olyanok, amelyek nem szennyezik a környezetet, nem fogynak el, és képesek hasznosítani a föld és a környezet elemeinek energiáját, mint például a nap, a szél, a víz stb. Villamos energia előállítására. Mivel a fosszilis üzemanyagok hamarosan elfogynak, a megújuló energiák jelentik a jövőt.
Ma elmélyülten fogunk beszélni fotovoltaikus napenergia. Ez az energia talán a világon a legtöbbet használt energia a megújuló energiák területén. Szeretné tudni, hogyan működik és milyen különböző felhasználási módokkal rendelkezik?
Meghatározás
Mielőtt elkezdenénk leírni annak felhasználását és tulajdonságait, tisztázzuk, mi a fotovoltaikus napenergia azok számára, akik még nem tudják jól. A napenergia az, ami van képes hasznosítani a napenergia fényrészecskékből az energia előállításához amely később villamos energiává alakul. Ez az energiaforrás teljesen tiszta, ezért nem szennyezi a környezetet és nem bocsát ki káros gázokat a légkörbe. Ezenkívül nagy előnye, hogy megújuló, vagyis a nap nem fog kimerülni (vagy legalábbis néhány milliárd évig).
A nap energiájának összegyűjtésére olyan napelemeket használnak, amelyek képesek megfogni a napsugárzásból származó fény fotonjait és energiává alakítani őket.
Hogyan keletkezik a fotovoltaikus napenergia?
Mint már korábban említettük, a fotovoltaikus energia előállításához meg kell ragadni a napsugárzás fényfotonjait, és felhasználás céljából villamos energiává kell átalakítani. Ezt úgy lehet elérni a fotovoltaikus konverziós folyamat napelem használatával.
A napelem kulcsfontosságú elem fotovoltaikus cella. Ez egy félvezető anyag (például szilíciumból készült), amelyhez nincs szükség mozgó alkatrészekre, üzemanyagra vagy zaj. Amikor ez a fotovoltaikus cella folyamatosan fénynek van kitéve, elnyeli a fény fotonjaiban lévő energiát, és elősegíti az energiatermelést, mozgásba hozza azokat az elektronokat, amelyeket egy belső elektromos mező csapdába ejt. Amikor ez megtörténik, a fotovoltaikus cella felületén összegyűlt elektronok folyamatos elektromos áramot generálnak.
Mivel a fotovoltaikus cellák kimeneti feszültsége nagyon alacsony (csak 0,6 V), ezeket elektromos sorozatokba helyezik, majd elülső üveglapba és egy másik, elülső részében nedvességnek ellenálló anyagba burkolják (mivel túlnyomó többségük az idő az árnyékban lesz).
A fotovoltaikus cellák sorozatának egyesítése és az említett anyagokkal bevonva képezzen fotovoltaikus modult. Ezen a szinten már megvásárolhatja a terméket napelemré változtatásra. A technológiák és a felhasználás típusa szerint ennek a modulnak a felülete 0.1 m² (10 W) - 1 m² (100 W), az átlagos indikatív értékek, és csökkenti a 12 V, 24 V ill. 48 V az alkalmazástól függően.
Mint fent említettük, a fotovoltaikus konverziós folyamat révén az energiát nagyon alacsony feszültségben és egyenáramban nyerjük. Ezt az energiát nem lehet otthoni felhasználásra felhasználni, ezért szükséges, hogy később a inverter hogy váltakozó áramúvá alakítsa át.
Elemek és teljesítmény
Azokat az eszközöket, ahol a fotovoltaikus cellák találhatók, napelemeknek nevezzük. Ezeknek a paneleknek többféle célja van. Ezeket mind a személyes, mind a családi és az üzleti területek energiatermelésére használják. Ára a piacon 7.000 euró körül mozog. Ezeknek a napelemeknek a legfőbb előnye, hogy felszerelésük nagyon egyszerű és kevés karbantartást igényel. Életük körülbelül 25-30 év, így a beruházás tökéletesen helyreáll.
Ezeket a napelemeket megfelelő helyre kell felszerelni. Azaz azokon a területeken, ahol a napsütéses órák száma a legnagyobb. Így a lehető legtöbbet tudjuk kihozni a nap energiájából és több villamos energiát termelni.
A napelemnek akkumulátorra van szüksége amely tárolja az energia felhasználására létrehozott energiát azokban az órákban, amikor nincs napfény (például éjszaka, vagy felhős vagy esős napokon).
A fotovoltaikus napelemes telepítés teljesítményével kapcsolatban elmondható, hogy ez teljes mértékben függ a napelemek tájolásától, elhelyezésétől és földrajzi területétől, ahová telepítik. Minél több órányi napsütés van a környéken, annál több energia keletkezhet. A legtöbb napelemes létesítmény mintegy 8 év alatt megtérül beruházásaival. Ha a napelemek élettartama 25 év, akkor ez megtérül, és több mint elegendő nyereséghez jut.
A fotovoltaikus napenergia felhasználása
A fotovoltaikus rendszerek csatlakoznak a hálózathoz
A fotovoltaikus napenergia egyik fő felhasználási módja a fotovoltaikus érzékelő és az áramátalakító telepítése, amely képes a napelemekben keletkező folyamatos energiát váltakozó árammá alakítani, hogy az bekerüljön az elektromos hálózatba.
A napenergia kWh-költsége drágább, mint más generációs rendszerek. Bár ez az idők során sokat változott. Egyes helyeken, ahol a napsütéses órák száma magasabb, a fotovoltaikus napenergia költsége a legalacsonyabb. A termelési költségek ellensúlyozásához elengedhetetlen, hogy rendelkezzen pénzügyi és jogi segítségnyújtási sorokkal. A nap végén segítjük bolygónkat, hogy ne szennyeződjön, és elkerüljük az éghajlatváltozást és a szennyezést.
A fotovoltaikus napenergia egyéb felhasználási módjai
- Megvilágítás. A fotovoltaikus napenergia másik felhasználása a világítás sok falu bejáratánál, pihenőhelyén és kereszteződésénél. Ez csökkenti a világítási költségeket.
- Jelzés. Ezt a fajta energiát egyre gyakrabban használják a forgalmi sávokon történő jelzésre.
- Távközlés. Ezt az energiát sokszor felhasználják a mobil teljesítményismétlők, a rádió és a televízió területén.
- Vidéki villamosítás. A központosított rendszer segítségével a leginkább szétszórt városok és kis falvak élvezhetik a megújuló villamos energiát.
- Gazdaságok és állatállomány. Ezen területek energiafogyasztásához a fotovoltaikus napenergiát használják. Megvilágításához vezessen víz- és öntözőszivattyúkat, fejéshez stb.
Mint látható, a fotovoltaikus napenergiát számos területen használják, ami egyre versenyképesebbé teszi a piacokon, és az energia jövőjének tekintik.