Napelemek...

A napelemek és a napelem a jövő energiaforrásainak az egyik kulcsa lehet. A napelem a egy olyan eszköz, ami a fény vagyis a nap energiáját közvetlen elektromos energiává alakítja át. A napelem továbbá a legtöbb űrben található műhold és tárgy energiaellátását is biztosítja. A napelem is a napenergiával való elektromos hálózatok az egyes tanyák és villamosított környezettel nem rendelkező épületeken egyre elterjedtebb. A napelemes rendszerek lelke tehát a napelem.

A napelemet a tető síkjába kell beépíteni, rendszerint déli irányban, ahol a legtöbbet éri a napfény a ház tetőfelületét. A napelem annál hatásosabb, minél nagyobb felületen van lefektetve. A napelem egyik hátránya azonban, hogy a fény és a nap erejétől függően a napelemek teljesítménye is változik, ezért a napelem hatásfoka nem egyenletes. A napelemes rendszerek ágya az inverter, ami a fény energiáját közvetlenül elektromos energiává alakítja át, amit a berendezési tárgyak használnak fel a lakásban. A napelem és a napelemes rendszerek tehát rendszerint az áramszolgáltató hálózatokkal párhuzamosan üzemelnek így.

A napelem azért is nagyon remek, mert az egyik alapanyaga a szilícium, amiből korlátlan mennyiség található a Földön. A legtöbb napelem tehát félvezetőből épül fel. A szilícium, ami a napelem alapanyaga, az tulajdonképpen a homokban található meg. A szilícium atomjai kovalens kötéssel kapcsolódnak egymással és 2-2 elektronjaikat osztják meg egymással. A napelem alapeleme a szilícium tehát ezért is felvezető. Most nézzük, meg hogy hogyan is épül fel maga a napelem. A napelem cellákból épül fel, amin egy n és egy p réteg található egymáson. A napelem külső felületén elektromos (fémes) érintkezők találhatók.

A másik részén a napelemnek, az-az a napelem n oldali részén elektródák találhatók, amik a vékonyságuk miatt kevésbé árnyékolják a beérkező napsugarakat. Abban az esetben, amikor a napelem n rétegén kellő nagyságú energia gyűlik össze, az n rétegben egy elektron szabaddá válik. A napelem n és a p rétegének az érzékelőit egy ellenálláson kapcsoljuk át, akkor az elektronfelesleges rézből az elektronjainak az elektronhiányos részbe vándorolnak. Ez a folyamat addig tart, amig a napelem kellő nagyságú energiával rendelkező fotonokkal meg nem telik.

A napelemmel kapcsolatosan gyakran vetődik fel így a kérdés, hogy mekkora a napelem hatásfoka és lehet-e a napelem hatásfokát szabályozni és adott esetben csökkenteni. Igen természetesen lehet a napelem energiáját szabályozni és csökkenteni a beépített napelem szabályozókkal. A napelem tulajdonképpen a napkollektorok és a napenergia fogalmával szoros kapcsolatban áll. A napelem tehát egy a napenergiát villamos energiává alakító berendezés, míg a napelemmel szemben a napkollektor a nap energiáját nem elektromossággá, hanem hővé alakítja át.

A napelem és a napkollektor is a napenergiát használja fel, ami a Napból nyerhető és egyben kimeríthetetlen energiaforrás. A legtöbb jármű, amiket a kutatók fejlesztenek már napelemekkel működnek. A napelem teljesítménye már lassan a belső égésű és benzinnel működő motorok teljesítményét is majdnem eléri. A napelem egyik másik fontos előnye, hogy nem szennyez és nem kerül semmibe. A napelem által hasznosított energiát, ami a fény maga, nem kell kitermelni és gyártani. A napelem által hasznosított energia mindig van és lesz és ez a napelem egyik legnagyobb előnye.