Napelemek lakossági használata
A napelem vagy fotovoltaikus (nap)elem (angolul photovoltaic, röviden PV) a fényt közvetlenül villamos energiává alakítja (szemben a napkollektorral és a naphőerőművel, amik a napsugárzás hőenergiáját hasznosítják). Alapanyaga valamilyen félvezető, leginkább szilícium. Jelenleg négy nagy csoportja terjedt el, a polikristályos szilícium, a monokristályos szilícium, az amorf szilícium és a vékonyréteg napelemek. A napelemek legnagyobb hátránya, hogy csak akkor termelnek energiát, amikor süt a nap. Ezért, ha a pillanatnyi fogyasztásunk kevesebb, mint amennyit termelünk, a plusz energiát tárolni kell.
Napelemek lakossági célú felhasználására két mód lehetséges: a hálózatra kapcsolt üzem és a szigetüzem.
Hálózatra kapcsolt napelemes rendszer
Hálózatra kapcsolt üzem esetén van mód arra, hogy a hálózat maga úgymond ”ingyenes tárolóként” működjön oly módon, hogy a nyári időszakban túltermelt áramot visszatáplálhatjuk az elektromos hálózatba, ha azt teljes egészében éppen nem tudjuk felhasználni, míg télen, a szükséges mennyiséget egyszerűen visszavesszük. Az ehhez szükséges oda-vissza vagy ad-vesz mérőórát a szolgáltató biztosítja. Háztartási méretű napelemes rendszer (HMKE – háztartási méretű kiserőmű) telepítése esetén éves elszámolást kell kérni a szolgáltatótól. A hálózatra való visszatáplálást egy úgynevezett hálózatra szinkronizált inverter biztosítja. Előnye a rendszernek, hogy nem tartalmaz költséges és karbantartást igénylő akkumulátorokat, illetve a hálózattal való szinkron üzem miatt az energiaellátás folyamatos. Hátránya, hogy amikor hálózati áramkimaradás van, a szinkroninverter sem működik.
Szigetüzemű napelemes rendszer
Szigetüzemre ott van szükség, ahol valamilyen okból nincs kiépített villamos energiahálózat. Itt a napelemek akkumulátorokat töltenek, és egy szabadonfutó inverter állatja elő a 230 V-os váltakozó áramú feszültséget a hálózati üzemű készülékeink számára. Ennek a rendszernek a legköltségesebb része a speciális, kifejezetten napelemes rendszerek számára gyártott akkumulátor telep (Ezeket 5-10 évente cserélni kell, mert elhasználódnak!) Előnye, hogy a hálózattól teljesen független. Leginkább tanyákon, hajókon, lakókocsikon alkalmazzák ezt a megoldást.
Hibrid napelemes rendszer
A Fekete István Oktatóközpontban található egy 18 db Avancis PowerMax Start 130 típusú, egyenként 130W névleges teljesítményű réz-indium-diszelenid (CIS) alapanyagú vékonyréteg napelem modulból és egy SMA Sunny BOY 2500HF-30 típusú, 2500W-os egyfázisú szinkron inverterből álló hálózatra kapcsolt, valamint egy szigetüzemű rendszer. Utóbbi 24 V-os DC feszültségű, 4 db 80W-os monokristályos szilícium napelemből, két darab sorba kapcsolt 270 Ah-s Dyno Europe gyártmányú extrém ciklusállóságú VRLA-AGM akkumulátorból, az ezeket kiszolgáló Steca Solarix PRS-3030 típusú 24V/30A-es töltésvezérlőből, és egy Steca AJ350-24-44 típusú, 24/230V-os, 350VA-es szabadonfutó inverterből áll.