A napkollektorok a napenergiát elektromos energiává alakító rendszer részét képezik. Tekintettel arra, hogy a hagyományos fosszilis tüzelőanyaggal előállított villamos energia ára folyamatosan nő, egyre nagyobb az érdeklődés az alternatív energiaforrásokból nyert energia iránt. A zöld, azaz megújuló természetes energiaforrásokból nyert energia ára kedvező, valamint a környezet és egészség megőrzése miatt is egyre népszerűbb. A tetőre felszerelt napkollektorok ára 7-8 éven belül megtérülhet, de a fogyasztókat közhálózattól is függetlenítheti.

1. Mi a napenergia?

A napenergia a Nap által termelt hasznos energia, amelyet elektromos energia vagy hő formájában használunk fel. A napenergia különféle módon hasznosítható; leggyakrabban fotovoltaikus napelemek által, amelyek a napsugarakat elektromos árammá alakítják át. A napenergiát az áramtermelés mellett fűtésre és melegvíz előállításra is használják. Felhasználási terület szerint három csoportra osztható: lakossági, kereskedelmi és közüzemi.

1.1. Hogyan hasznosítható a napenergia?

A napelemek szilíciumcellákból, fémkeretből, üvegburkolatból, inverterből és vezetékekből áll. A szilícium nem fém, de olyan vezető tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek lehetővé teszik, hogy elnyelje a napfényt és ezt használható villamos energiává alakítsa. Amikor fény éri a szilíciumcellát, a szilíciumban lévő elektronok aktiválódnak, és elektromos áramot termelnek. Ez az úgynevezett "fotovoltaikus hatás". A napelemekkel történő villamosenergia-termelés tudománya ebben a fotovoltaikus hatásban rejlik. A világ első fotovoltaikus celláit 1839-ben Edmond Becquerel fedezte fel, ez a fizikus rájött, hogy bizonyos anyagok fény hatására elektromos energiát termelnek. A fotovoltaikus folyamat a következő lépésekben működik: A fotovoltaikus napelemre eső napsugarak, amelyek a szilíciumcellákat érintik, mozgásba hozzák az elektronokat és elektromos áramot termelnek. A vezetékek ezt az egyenáramú (DC) villamos energiát összegyűjtik és az inverterbe táplálják, ahol váltóárammá (AC) alakul át.

1.2. Villanyáram költségei

A napelemek hatékonyságának növekedésével párhuzamosan csökkent a napelemek ára is. Csak az elmúlt évtizedben a költségek több mint 60%-kal csökkentek, és számos iparági szakértő azt jósolja, hogy az árak az elkövetkező években tovább fognak csökkeni. Emellett a támogatások és a különféle ösztönző programok is hozzájárultak a napenergia felszálatához szükséges berendezések költségeinek csökkenéséhez. Világszerte egyre több napkollektoros vagy napelemes beruházáshoz adókedvezményt adnak.

1.3.  A napenergia megújuló energiaforrás

A napenergia tiszta, olcsó és megújuló energiaforma, amely az egész bolygón felhasználható – a Föld szférájának minden pontja, amely eléri a napfényt, potenciális napenergia-termelési hely. Kimeríthetetlen forrás, amely a Napból származik. A megújuló energia előállítását és felhasználását szolgáló kutatások ezekkel a kimeríthetetlen forrásokkal foglalkoznak. Hasonlítsa össze például a megújuló forrásokból előállított villamos energia termelését a fosszilis tüzelőanyagok előállításával. Több százezer évbe telt az olaj, a gáz és a szén létrehozása, és minden alkalommal, amikor e források valamelyikét villamosenergia-termelésre használják, egy lépéssel közelebb kerülünk az erőforrások kimerítéséhez. A megújuló energiaforrások, mint amilyen a szél, nap és a víz felhasználása nem kimeríthető forrás. A napfény mindig (vagy legalábbis nagyon sokáig) megvilágítja a földfelszínt, így a fény elektromos energiává való átalakítása nem teszi a Napot kisebb erőforrássá, sem most, sem a jövőben. Ez az, ami a napenergiát természeténél fogva megújulóvá teszi. Bár jelenleg világszerte különböző nyersanyagokból állítják elő a villamos energiát, és az még mindig főként fosszilis tüzelőanyagokon, például olajon és gázon alapul, a megújuló energiaforrások, például a napenergia egyre nagyobb részét képezik az energia előállításnak, mivel a napenergia és más megújuló források költségei igen versenyképesek.

1.4. Hol használják a napenergiát?

A napenergia előállítására és felhasználására szolgáló technológiák gyors elterjedése más területeken is növekedéshez vezetett. Akár azt is mondhatjuk, hogy a két terület, azaz a napenergia tárolási technológiák és az elektromos járművek fejlesztése fénysebességgel halad előre. Mivel a napelemek csak napsütéses időszakban termelnek áramot, az így nyert energia tárolása és megőrzése későbbi felhasználásra egyre nagyobb kihívást jelent. Például a szoláris elemek energiát tárolnak, amikor nem süt a nap. Sőt, a tárolási megoldások a napelem-telepítések minden szintjén működnek, a megbízhatóságtól a hálózat rugalmasságáig és az alacsonyabb költségekig számos további előnyt kínálnak. Egy másik példa az elektromos járművek. A belső égésű motorokhoz képest az elektromos járművek egyre fontosabb részévé válnak az autóiparnak, ez a környezetbarát megoldás elsősorban az alacsonyabb karbantartási és üzemanyagköltségeknek köszönhető. Minden területen egyre nagyobb villamosítást igénylő világában a napenergia az egyik legolcsóbb, legmegbízhatóbb és legtisztább módja a jövő energiaellátásának.

1.5. Napenergia előnyei

Számos oka van annak, hogy a lakástulajdonosok miért választják a napenergiát. A legelterjedtebb okok a környezet és az egészség védelme, valamint a költségek csökkentése és az ingatlanok értékének növelése. Az úgynevezett zöld energia nemcsak a fűtési és hűtési költségeket csökkentéséhez, hanem számos eszköz, berendezés használatához és karbantartásához, a szén-dioxid koncentráció, az üvegházhatáshoz csökkenéséhez is hozzájárul. Tehát lehetnek személyes, környezeti, de anyagi okai is. Az alábbiakban 10 okot sorolunk fel.

1.5.1. Villanyszámla csökkentése vagy lenullázása

Akár lakástulajdonos, akár üzlettulajdonos vagy nonprofit szervezet vezetője, a villamosenergia-költségek a havi kiadások nagy részét képezhetik. Egy napelemes rendszerrel a berendezés élettartama alatt (több mint 25 év) ingyenes energiát termelhet. Még ha nem is termeli meg a felhasznált energia 100 százalékát, a napenergia csökkenti a kiadásokat és így pénzt takaríthat meg.

1.5.2. Napkollektorok és napelemek kifizetődő beruházás

A napelemek nem költséget jelentenek, hanem az egyik legjobb befektetés, amelynek hozama vetekszik a hagyományosabb befektetésekkel, például a részvényekkel és a kötvényekkel. A befektetés egy átlagos családi ház esetében 7-8 év alatt térül meg, és a villanyszámlák jelentős csökkenésének köszönhetően a beruházás megtérülése 10% vagy annál több is lehet.

1.5.3. Növekvő költségektől való védelem

Az elmúlt tíz évben a magánfelhasználók villamosenergia-árai átlagosan 3%-kal nőttek. A napelemes rendszerbe való befektetéssel megvédené magát a különféle előre nem látható tényezőktől, köztük a piaci hangulattól. Napelemes berendezések vásárlásával és telepítésével biztosítaná magának a fogyasztás és a kiadások kiszámítható és pontos ellenőrzését.

1.5.4. Növelje ingatlana értékét

Számos tanulmány bizonyítja, hogy a független áramforrással rendelkező ingatlanok értéke a piacon mindig magasabb és gyorsabban elkelnek. A vásárlók egyre tájékozottabbak az előnyökkel, és jártassak a témában, így az ilyen típusú ingatlanok iránti megnövekedett kereslet minden bizonnyal tovább folytatódik.

1.5.5. Energiafüggetlenség

A Nap szinte korlátlan energiaforrás, és minden bizonnyal az energiafüggetlenség kulcstényezője minden ország hosszú távú terveiben. A napenergia villamosenergia-termelési és felhasználási lehetőségeinek bővítésével biztosabb lenne a fosszilis tüzelőanyagoktól függő rendszerektől való teljes függetlenség elérése.

1.5.6. Munkahely teremtés és a helyi gazdaság segítése

A napelemes termékek iparága gyorsabban teremt munkahelyeket, mint a gazdaság többi ága, és ez a tendencia biztosan folytatódni fog.

1.5.7. Környezetbarát megoldás

A napenergia kiváló módja a szén-dioxid koncentráció csökkentésének. Úgy gondolják, hogy a lakóépületek adják a szén-dioxid-kibocsátás körülbelül 1/3-át, és a zöldenergia nagyobb felhasználásával ez az arány csökkenthető. A számítások azt mutatják, hogy egy szabványos háztartási napkollektorrendszer évente 100 fa elültetésével egyenértékű szén-dioxid-mennyiséget "spórol meg".

1.5.8. Fenntarthatóság

A fenntarthatóság és a társadalmi felelősségvállalás kultúránk és értékeink fontos eleme. A fogyasztók és a különböző közösségek egyre inkább elismerik és jutalmazzák azokat a vállalatokat, amelyek a felelős üzleti tevékenységet választják. A vállalatok úgy vélik, hogy a „zöld” tanúsítványok erőteljes hajtóerők a vásárláshoz – sőt, egyre több vásárló választja az ilyen gyártók termékeit, ami jobb gazdasági légkört teremt és javítja az üzleti eredményeket.

1.5.9. Alkalmazottak elégedettsége

Mivel egyszerre munkavállalók és fogyasztók is, egyre nagyobb rokonszenvet mutatnak munkáltatóik elhivatottsága és felelőssége iránt. Ebben az értelemben az alkalmazottak örülnek szervezetük minden sikerének és hozzájárulásának. Azoknak a vállalatoknak, amelyek törődnek a közösségükkel és a környezetükkel, általában alacsonyabb a fluktuáció, elkötelezettebbek az alkalmazottak és magasabb a munkamorál.

1.5.10. Legyen versenyképes

A vállalatok egyre inkább felismerik a napenergia társadalmi és gazdasági előnyeit. Amikor az első felhasználók egy versengő céget választanak, sokan úgy döntenek, hogy megvizsgálják a napenergia felhasználásának lehetőségeit, és követik a versenyt.

2. Keressen minőségi szolgáltatót

2.1. Professzionalizmus

Az Ön által keresett szolgáltatónak magasan szakképzettnek kell lennie a napelemes rendszerek telepítése terén.

2.2. Engedélyek, garanciák, biztosítások

A napelemes rendszerek szolgáltatóinak rendelkezniük kell minden szükséges tanúsítvánnyal és biztosítással. A beszerelési garancia általában 1-10 év.

2.3. Tapasztalat

A napenergia felhasználásához szükséges berendezések gyártása növekvő iparág, amely különböző területekről vonzza a szakértőket. Azok a vállalkozók, akik korábban más típusú projektekre összpontosítottak, most átirányítják gyakorlatukat a napelemes rendszerek telepítésére. Az ajánlattevő kiválasztásakor győződjön meg arról, hogy a kivitelezőnek van elegendő tapasztalata az ilyen projektekben. Tekintse meg referenciáit és a befejezett projekteket.

3. Napelem fajták

Amikor a kollektorok vagy napelemek telepitésén gondolkodik, ismernie kell a vele járó költségeket, esztétikát és az energiahatékonyságot. Függetlenül, hogy ezek fontos szempontok, vannak olyanok is amelyek, mint a három szempontból fontosak és ez a kiválasztott napelem vagy a napkollektor típusa. A kiválasztott tipustól függ az is, hogy mennyibe fog kerülni a szerelés és a telepités valamit, hogy milyen lesz a tetőn való megjelenésük. 
Háromféle napelem létezik, és mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai. A helyzet sajátosságaitól, valamint az Ön kívánságaitól és elvárásaitól függ, hogy melyik napelem felel meg Önnek. Milyen típusú paneleket választ? Ezek monokristályos, polikristályos és vékonyfilmes napelemek. Ezen típusok mindegyike egyedi módon készül, eltérő tulajdonságokkal rendelkezik és másképp néz ki.

3.1. Monokristályos panelek

Ezek a napelemek legrégebbi típusai. Körülbelül 40 monokristályos cellából állnak. Ezek a napelemek tiszta szilíciumból készülnek. A gyártási folyamat során (a Čochralski-módszer szerint) a szilíciumkristályokat olvadt szilíciumba merítik. A kristályt ezután nagyon lassan kihúzzák a fürdőből, így az olvadt szilícium egy szilárd kristályos héjat képez körülötte, amelyet ingotnak neveznek. Az ingotot ezután vékonyan szilíciumszeletekre vágják, majd ezekből cellákat készítenek, majd a cellákat összeszerelik, hogy napelemet alkossanak. Az egykristályos napelemek azért tűnnek feketének, mert a napsugarak kölcsönhatásba lépnek a tiszta szilíciummal. Míg a cellák fekete színűek, a hordozópanelek és a panelkeretek különböző színűek és kialakításúak lehetnek. A monokristályos cellák négyzet alakúak, a sarkokat eltávolítják és így a cellák között kis rések alakulnak ki.

3.2. Polikristályos panelek

A polikristályos panelek újabbak, de népszerűségük és hatékonyságuk gyorsan növekszik. A monokristályos cellákhoz hasonlóan a polikristályos cellák is szilíciumból készülnek. A polikristályos cellák azonban szilíciumkristály darabkákból tevődnek össze, amelyek összeolvadtak. A gyártási folyamat során a szilíciumkristályt egy üstben olvasztott szilíciumba helyezik. Ahelyett, hogy lassan kihúznánk, hagyják, hogy szétmorzsolódjon, majd kihűljön. Miután az öntőformában lévő új kristály kihűlt, a zúzott szilíciumot vékonyan polikristályos napelemszeletkékre szeletelik. Ezeket a szeleteket polikristályos lemezzé állítják össze. A polikristályos cellák kék színűek, mivel a napfény visszaverődik a kristályokról. A napfény másképp verődik vissza a szilíciumpelyhekről, mint egy tiszta szilíciumcelláról. A hordozólemezek és a panelkeretek általában ezüstszínűek, de lehetnek más színűek is. A cella alakja négyzet alakú, és a cellák sarkai között nincsenek hézagok.

3.3. Vékonyrétegű vagy vékonyfimes napelem

Ezek új fejlesztést jelentenek a napelemiparban. A vékonyréteg-panelek legjellemzőbb tulajdonsága, hogy nem mindig szilíciumból készülnek. Különböző anyagokból készülhetnek, többek között kadmium-telluridból (CdTe), amorf szilíciumból (a-Si) és réz-indium-gallium-szelénidből (CIGS). Ezek a napelemek úgy készülnek, hogy a fő anyagot vékony, vezető anyagból készült lapok közé helyezik, amelyek tetejére egy védelmet nyújtó üvegréteg kerül. Az a-Si panelek szilíciumot használnak, de nem kristályos szilíciumot és üvegbevonatot. Ahogy a néve is sugallja, a vékonyrétegű panelek könnyen felismerhetők vékony megjelenésükről, hiszen körülbelül 350-szer vékonyabbak, mint a szilícium szeletek. A vékonyréteg-keretek azonban néha nagyok lehetnek, és ez az egész rendszer megjelenését a monokristályos vagy polikristályos rendszerekéhez teszi hasonlóvá. A vékonyrétegű-cellák lehetnek feketék vagy kékek, attól függően, hogy milyen anyagból készülnek.

4. Telepítés és karbantartás

4.1. Napelemes rendszer elemei

A napelem rendszerek panelekből vagy modulból, hordozó- és rögzítőelemekből, valamint számítógépes vezérlésű napenergia-átalakítóból állnak. A napelemek egyirányú áramot termelnek. Az inverter a termelt elektromos energiát elektromos árammá alakítja, hogy az otthon számára felhasználható legyen. A napelemes rendszert egy számítógépes program vezérli, amely optimális vezérlést biztosít. Az akkumulátor nélkülözhetetlen, ha a rendszer függetleníteni szeretné a villamosenergia-hálózattól.

4.2. Napelemek beépítése

A napelemeket leggyakrabban a tetőre szerelik fel. A legtöbb tető megfelel a beépítési követelményeknek – alapfeltétel, hogy a panelek minél több napfényt kapjanak.
Ha a tetőre való felszerelés nem lehetséges vagy nem kívánatos, a napelemek a földön is lehetnek. Csak arra kell ügyelnie, hogy a közelben ne legyen olyan dolog, amely akadályozná a napsugarak behatolását.
A napkollektorok tetőre szerelése lépésről lépésre:

1. Először fel kell állítania az állványzatot, amely által a tetőn való szerelés ideje alatt biztonságosabb munkavégzést biztosíthat.

2. A következő lépés a napelemek rögzítő- és tartószerkezetének telepítése, amely dőlésszöge 18 ° - 36 ° kell, hogy legyen. Igy a kollektor optimális helyzetével, a napenergia való kitettség is maximális lesz.

3. A konzolok felszerelése után a napelemek a tartóra kerülnek. A megfelelő stabilitás érdekében minden csavart és anyát erősen meg kell húzni.

4. A folyamat következő lépése az elektromos szerelés megszervezése. Az esetek többségében MC4 konnektorok, ugyanis minden napelemhez megfelelőek. Munkavégzés előtt ne felejtse el a hálózat áramtalanítását.

5. Következhet az inventer csatlakoztatása. Általában a főpanel közelébe kerülnek beépítésre és a telepités lehet beltéri, de kültéri is. Az inverterek hatékonysága jobb, ha hideg környezetben működnek és a napsütéstől is védett helyen kell, hogy legyenek. Ha zárt térben telepiti akkor, erre a legalkalmasabb helyiségek a garázsok, kamrák vagy egyéb segéd helyiségek, amelyek egész évben hidegebbek és szellőztethetők.

6. Az invertert telepítéskor össze kell kötni az akkumulátorral, amely tárolja a plusz megtermelt napenergiát és az éjszaka folyamán vagy napsütés híján is megvédi Önt az áramkimaradásoktól.

7. Az utolsó előtti lépés, az inverter kábel konnektorba való csatlakoztatása. Szükség van egy mérőórára is, amely ellenőrzi a megtermelt és felhasznált villamos energia mennyiségét. A napelemek működését számitógép vagy más okoseszköz által is ellenőrizheti és irányíthatja. Például ellenőrizheti, hogy az év mely hónapjaiban és a nap mely szakaszaiban mennyi áram termelődik, és eldöntheti, hogy mikor érdemes a nagy fogyasztókat, mint amilyen például a mosógép bekapcsolni.

8. Az utolsó lépés az újonnan telepített napelemes rendszer bekapcsolása és tesztelése. Ezzel befejeződik a napelemek telepítésének folyamata.

4.3. Napelemek karbantartása

Mivel nincsenek mozgó alkatrészeik, a napelemek kevés karbantartást igényelnek, de évente többször kell ellenőrizni, hogy nincs-e rajtuk szennyeződés. Fontos, hogy a panelek tiszták legyenek, és semmi sem akadályozza a hatékony napenergia gyűjtését. Mielőtt hozzálátna a tisztításhoz beszéljen a szerelővel és tájékozódjon a jótállás feltételeiről. Egyes gyártók érvénytelenítik a garanciát, amennyiben a kollektorokat egyedül tisztítja. Ellenkező esetben a kollektorokat kerti locsolócsővel is lemoshatja és az erre legalkalmasabb napszak a reggel vagy az este, amikor nincs túl meleg. Amikor a panelek fel vannak melegedve kerülje a hideg vízzel való locsolást, hiszen sérülhetnek. Amennyiben további tisztitásra van szükségük, illetve, ha locsolással nem sikerült eltávolítani minden szennyeződést, próbálkozzon puha szivaccsal és szappanos vízzel. Szükség esetén alkalmazhat erre a célra szakosodott takarító céget is. Sőt ez célszerű is, ha a napelemek túl magasan vannak vagy ha alapos tisztitásra van szükség. Gondoskodjon róla, hogy a napkollektorokat telepitő cég időnként, 4-6 évente átnézze az egész rendszert. Emellett nem árt, ha érdeklődik a teljes rendszer tisztításának és karbantartásának lehetséges, speciális feltételeiről is.