A napenergia energiája közvetlenül elektromos árammá alakítható napelemek, más néven fotovoltaikus cellák segítségével. A napelemeket speciális módon kombinálják fotovoltaikus modulokká, amelyeket úgy terveztek, hogy megfeleljenek bizonyos alkalmazási követelményeknek a névleges kimeneti teljesítmény és a kimeneti feszültség tekintetében. A napelemet alkotó tömbméretek a fotovoltaikus erőmű méreteitől függően széles skálán mozoghatnak.
A fejlett vákuumlaminálási és impulzushegesztési eljárások hosszú élettartamot garantálnak a fotovoltaikus modulok számára, amelyek többek között nagy hatékonyságú monokristályos vagy polikristályos szilícium fotovoltaikus cellákat, nagy fényáteresztő képességű edzett üveget és korrózióálló alumíniumötvözet keretet használnak.
Meg tudnád mondani a napelemek sokféle fajtáját?
1. A szerkezet alapján megkülönböztetünk homogén átmenetű napelemeket, heterogén átmenetű napelemeket és Schottky-napelemeket.
2. A különféle anyagokból készült napelemek számos típusba sorolhatók, beleértve a szilíciumot, a szerves vegyületeket, a műanyagot, a szenzibilizált nanokristályos, a szervetlen vegyület félvezetőt és a szerves vegyület napelemeket.
3. A fotoelektromos konverziós módszer alapján hagyományos napelemekre és excitonic napelemekre oszthatók.
A fotovoltaikus cellák fajlagos besorolása szerint négyféle típus létezik: amorf szilícium, polikristályos szilícium, réz-indium-szelenid, gallium-arzenid és monokristályos szilícium.
Monokristályos szilíciumra készült napelemek
A fotovoltaikus cella technológia legújabb innovációja, a monokristályos szilícium cellák a méret, a hatékonyság és a hosszú élettartam legjobb kombinációját kínálják. A monokristályos szilícium fotovoltaikus cellák átlagos konverziós hatásfoka Kínában elérte a 16,5%-ot, a laboratóriumi maximális hatásfok meghaladta a 24,7%-ot. Ezen napelemek alapanyagai jellemzően 99,9999%-os tisztaságú és magas monokristályos szilíciumtartalmú szilícium rudak.
Átlátszó szilícium fotovoltaikus cellák
Az egyik napelemtípus a polikristályos szilícium fotovoltaikus cella. A gyártási költségek drasztikusan csökkentek a monokristályos szilícium húzási folyamatának polikristályos szilícium anyaggal való helyettesítése miatt, ami drasztikusan lerövidítette a gyártási időt. A fotovoltaikus modulok építése utáni csökkent síkkihasználtsági arány a monokristályos szilícium rudakból készült kör alakú fotovoltaikus celláknak és annak a ténynek köszönhető, hogy mind a rudak, mind a cellák hengeresek. A polikristályos szilícium fotovoltaikus cellák használatának van előnye a monokristályos szilícium cellákkal szemben.
Szilícium-dioxid amorf napelemek
Az amorf szilíciumból előállított vékonyréteg-elemek egyik új típusa az amorf szilícium fotovoltaikus cella. Az amorf kristályszerkezetű félvezetőt amorf szilíciumnak nevezik. Mindössze 1 mikron vastagságú napelemek előállítására alkalmas, ami összehasonlítható a 300 nm-es monokristályos szilícium cellákkal. A polikristályos és monokristályos szilíciumhoz képest lényegesen egyszerűbb a gyártási módszere, kevesebb szilícium anyagot használ, és egységenként lényegesen alacsonyabb az energiafogyasztása.
Rézből, indiumból és szelenidből készült fotovoltaikus cellák
A félvezető filmet üvegre vagy más olcsó hordozóra viszik fel réz-indium-szelén napelemek létrehozásához. A fő összetevők réz, indium és szelén félvezető vegyületek. A monokristályos szilícium fotovoltaikus cellákhoz mindössze körülbelül l/100 filmvastagság szükséges a réz-indium-szelén akkumulátorok kiváló fényelnyelő képessége miatt.
Gallium-arzenid alapú napelemek
Az amorf szilícium fotovoltaikus cellák, egy innovatív vékonyrétegű akkumulátor-anyag, amorf szilíciumot használnak elsődleges építőelemként. Az amorf kristályszerkezetű félvezetőt amorf szilíciumnak nevezik. Mindössze 1 mikron vastagságú napelemek előállítására alkalmas, ami összehasonlítható a 300 nm-es monokristályos szilícium cellákkal. Jelentősen csökken az egységnyi energiafogyasztás, és a gyártási folyamat egyszerűsödik a polikristályos vagy monokristályos szilíciumot használó alternatívákhoz képest.
Fotovoltaikus polimer cellák
Egy szervetlen PN-átmenetes egyirányú vezetőeszközhöz hasonló többrétegű kompozit, egy polimer fotovoltaikus cella változó redoxpotenciálú redox polimereket alkalmaz.
A fotovoltaikus cellák használatának előnyei és hátrányai
Az előnyök:Nincs kimerülés veszélye, lényegében nem szennyező, nem függ az erőforrások földrajzi eloszlásától, az erőmű közelében termelhető, magas energiaminőségű, felhasználói érzelmileg könnyen befogadhatók, rövid ideig biztosít energiát, és az energiaellátó rendszer megbízhatósága jó múlttal rendelkezik.
Negatív szempontok:A magas építési költségeken és a besugárzás apró energiaeloszlási sűrűségén kívül a négy évszak, a nappal/éjszaka, a felhős/napos, valamint egyéb éghajlati változók mind szerepet játszanak a begyűjtött energiában.
