A napelempanel felépítése: hány cella, mekkora feszültség, mit véd a borítás?

Röviden: a napelempanel (modul) összekapcsolt napelemcellák hosszú élettartamú, védett egysége. A cellákat szinte mindig sorba kötik, hogy nagyobb legyen a feszültség. A borítás elsődleges feladata a mechanikai és a nedvesség okozta károk elleni védelem.

Mit véd a borítás?

A panel egy sor összekapcsolt cellából áll, amelyet egyetlen, tartós egységbe csomagolnak. A burkolás fő célja, hogy megvédje a cellákat és a közöttük lévő vezetékeket a megszokott kemény környezettől. A cellák viszonylag vékonyak, ezért mechanikai sérülésre hajlamosak. A cella tetején lévő fémrácsot és az összekötő vezetékeket pedig a víz vagy a vízgőz korrodálhatja.

A burkolás két kulcsfeladata ezért az, hogy megakadályozza a cellák mechanikai károsodását, és megakadályozza, hogy a víz vagy a vízgőz korrodálja az elektromos érintkezőket.

A forrás szerint sokféle modul létezik, és a felépítés függ a cellatípustól és a felhasználástól. Az amorf szilíciumcellákat például gyakran hajlékony tömbbe csomagolják, a tömbszilíciumból készült, távoli áramellátásra szánt cellák többnyire merevek, üveg előlappal.

Hány cella van egy panelben?

A leggyakoribb modulok 60 vagy 72 cellásak, három bypass-diódával. A 60 cellás modulokat eredetileg a háztartási felhasználás könnyű kezelhetősége miatt tervezték, a nehezebb, 72 cellásakat pedig nagy erőművi telepítésekhez, ahol emelő és daru áll rendelkezésre. A forrás megjegyzi, hogy a 72 cellás modul háztartási telepítésben is használható, ha a rendszer többi része kezelni tudja a nagyobb méretet. Léteznek más méretek, például 96 cellás modulok is, de ezek jóval ritkábbak.

Miért ennyi cella van sorban?

Az egyes szilíciumcella feszültsége a maximális teljesítményű pontban 25 °C-on és AM1.5 megvilágításnál 0,5 V körül van. A modul feszültségét általában úgy választják meg, hogy egy 12 V-os akkumulátorhoz illeszkedjen. Az akkumulátor töltéséhez akár 15 V vagy több is kellhet, és a hőmérséklet miatt a modul feszültsége is csökken, ezért a legtöbb modul 36 cellát tartalmazott sorosan. Ez szabványos vizsgálati körülmények között kb. 21 V üresjárási feszültséget ad, a maximális teljesítményű pontban és üzemi hőmérsékleten pedig kb. 17–18 V-ot. A többlet a rendszer más elemein (például az optimális munkaponttól való eltérésen vagy a fényerősség csökkenésén) fellépő feszültségesések fedezésére szolgál.

A modul feszültségét a cellák száma határozza meg, az áramát elsősorban a cellák mérete. AM1.5 és optimális dőlésszög mellett egy kereskedelmi cella áramsűrűsége hozzávetőleg 30 és 36 mA/cm² közötti. Az egykristályos cellák gyakran 15,6 × 15,6 cm²-esek, így egy modul árama közel 9–10 A. A teljesítménytáblázat szerint az áram (IMP és ISC) nem sokat változik, a feszültség viszont a cellák számával arányosan nő.

A cellák eltérése

Ha minden cella azonos tulajdonságú, és ugyanaz a fény és hőmérséklet éri őket, akkor ugyanazon a feszültségen és áramon dolgoznak, és a modul görbéje ugyanolyan alakú, mint az egyes celláé. A kitöltési tényező sem változik. A valóságban azonban általában van eltérés a cellák között, ezért a kitöltési tényező a kombinációban kisebb. Az eltérés származhat a gyártásból vagy abból, hogy az egyik cella több fényt kap a másiknál. A jelenség részletesebb magyarázatát az eltérő cellákról szóló cikkben olvashatod.

Mennyi ideig tart egy panel?

A forrás szerint a tömbszilícium paneleknél a garancia és a várható élettartam meghaladja a 20 évet. Egy tipikus garancia azt vállalja, hogy a modul az első 10 évben a névleges teljesítmény 90%-át, 25 évig pedig 80%-át adja. Az oldal szerint egy harmadik fél viszontbiztosítója gondoskodik arról, hogy a garanciák akkor is érvényesek legyenek, ha a gyártó csődbe megy.

Hová tovább?

A hőmérséklet és a panelek üzemi viselkedése a panel üzemi hőmérsékletéről és az NOCT-ről szóló cikkben szerepel, az árnyékolás szerepéről a bypass-diódáról szóló írásban, a hazai termelésről pedig a Mit termel egy 800 W-os rendszer Magyarországon cikkben.