Hogyan készül a napelem? – Napelemgyártás lépésről lépésre

A napelemes rendszerek segítségével lehetőség nyílik arra, hogy a Nap sugarait felhasználva környezetbarát, úgynevezett zöld energiát termeljünk. De hogyan készül a napelem? Ennek jártunk utána blogposztunkban!

A gyártási folyamat meghatározza a napelem élettartam hosszát és azt is, hogy a rendszer mennyire hatékonyan képes a napsugarakat átalakítani a háztartásban is felhasználható árammá.

Az első fotovoltaikus napelemek építői megfigyelték, hogy az ultraibolya sugarak a szilícium lappal találkozva képesek elektronokat generálni. A kilépő elektronoknak köszönhetően elektromos tér keletkezik. Innen indult minden, itt kezdődött a napelemek fényes pályafutása. Ma már, aki körbenéz a napelemek piacán, könnyen rájöhet arra, hogy mekkora ár- és minőségbéli különbségek vannak az egyes modellek, típusok között, sőt olykor még az előállításban is eltéréseket fedezhetünk fel. Alapvetően elmondható, hogy érdemes olyan gyártótól vásárolni, akinek a neve ismert és elismert a piacon és akit a szakértők is javasolnak.

A napenergia hasznosítása egyre nagyobb népszerűségnek örvend, azonban a globális kihívások, így a koronavírus-járvány, a szállítási nehézségek és a chiphiány a napelempiacot is igen jelentősen érintették/érintik. A szilícium ára megugrott, és emelkedést mutatkozott az egyéb réz és acél alkatrészek árában is. Aki tehát olcsó napelemet szeretne, az minden bizonnyal csalódni fog. Egy napelemes rendszer kiépítése régen és most is jelentős összegbe került. Ennek ellenére azonban a megtérülés megkérdőjelezhetetlen, és egyébként nem is feltétlenül tolódik ki, köszönhetően annak, hogy az elektromos áramot is egyre drágábban lehet megvásárolni. Arról nem is beszélve, hogy a megújuló energiaforrások kiemelt téma EU-s és állami szinten egyaránt, így jelenleg is több állami támogatást, forrást lehet igényelni a rendszer telepítésére és minden bizonnyal a jövőben is lesznek ilyen kezdeményezések.

A megbízható napelemek gyártásának folyamata típustól, márkától függetlenül megegyezik. A következőkben végigmegyünk azon, hogy hogyan készül a napelem. Nézzük a lépéseket!

Hogyan készül a napelem?

A napelem rendszer tervezés során a gyártók meghatározott lépéseket követnek. A rendszer működése alatt a napelem modulok összjátéka figyelhető meg. Az üzemelés és a gyártás is igen összetett folyamatok. Az előállítás előnye, hogy remekül lehet gépesíteni és automatizálni, így a gyártás meglehetősen hatékony tud lenni.

Alapanyag

A napelem gyártása nem valósulhatna meg a legfontosabb alapanyag, a félvezetőként viselkedő szilícium nélkül. Monokristályos és polikristályos formában használják a napelem típusok függvényében, ezek közül utóbbi az elterjedtebb, mivel ennek használatával kedvezőbb a napelem gyártási költsége. Az olvasztott szilíciumot irányítottan megszilárdítják, majd ezt vágják fel vékony lapokra, ezek segítségével alakulnak ki a napelem cellák.

Maratás

A szilícium lap előállítása során a felületre szennyeződések rakódnak. Ezeket mindenképp el kell távolítani savas vagy lúgos maratással.

Felületi szennyezés

A szilícium egyes részeinek adalékolásával N-típusú és P-típusú félvezetőket hoznak létre. Előbbit foszfor szennyezőanyaggal, utóbbit pedig bórral. Fontos tudni, hogy bár ezek a rétegek jó félvezetők, de a közöttük lévő réteg, ami átmenetet képez a felületek között, nem vezet.

Visszaverődést gátló felület

A paneleket a gyártás során titán-dioxiddal vonják be. Ennek feladata, hogy megakadályozza a fény visszaverődését és hozzájáruljon a leginkább ideális fénytörési tulajdonságok eléréséhez.

Felső érintkező réteg

A kontaktusrács a napelem panel tetején helyezkedik el, célja pedig az áram elvezetése. Az ezüstből vagy rézből készült alkatrészt a szilíciumra filmnyomó segítségével erősítik a felülethez, egészen pontosan a panel felső részéhez.

Alsó érintkező réteg

Az alsó érintkező réteg hasonlít a felső réteghez, azzal a különbséggel, hogy ez az alkotóelem ezüstből és alumíniumból készül és más mintát ad ki, mint a felső érintkezés. Meglehetősen magas hőfokon izzásba hozzák, és egy remek vezetőt kapnak.

Véglegesítés

Amennyiben összeállt a panel, a folyamat utolsó lépése a véglegesítés. Ennek keretében a napfénnyel azonos mesterséges körülményeket teremtenek és megmérik, mennyit tud a napelem, milyen a teljesítménye, milyen feszültség-áramerősség görbét ad ki. Amelyik panel nem jól teljesít ezen a próbán, az a selejtben végzi, a többit pedig a teljesítmény, vagyis a minőség alapján különféle kategóriákban sorolják. A napelem rendszer telepítése során ügyelnek arra, hogy ugyanolyan kategóriájú, teljesítményű panelek kerüljenek egy rendszerbe.

Tesztelés

Itt a gyártási folyamat véget ért, de a tesztelés még nem. A legjobb gyártók a napelemeket további teszteknek vetik alá, ezzel igyekeznek biztosítani az elvárt minőséget. A napelemeket változatos körülmények között próbálják ki és mérik a teljesítményüket, például magas hőmérsékleten, hőmérséklet esés közben vagy olyan extrém helyzetben, mint a rázkódás. Minél több ilyen tesztet lefuttatnak, annál inkább képesek tökéletesíteni a terméket.

Ezt leginkább az ismert, stabil cégek engedhetik meg maguknak, a kisebb gyártók nem, ebből is adódik, hogy sokkal jobban megéri és biztonságosabb olyan gyártótól vásárolni, akinek jó neve van a piacon.

Napelemes rendszert tervezel? Kollégáink segítenek a részletek kidolgozásában és a megvalósításban!