Napelem működése

A napenergia fotoelektromos hasznosítása alatt a Nap sugárzási energiájának közvetlenül villamos energiává történő átalakítását és ennek hasznosítását értjük. A napelemek, vagy más néven elemek a fotovillamos jelenséget hasznosítják.

A napelem fény hatására működik, így közvetlen vagy közvetett (az égboltról érkező) napsugárzás, illetve egyéb fényforrás hatására is. Az energiaátalakítási hatásfoka egy napelemnek x-y százalék között változik.

A Nap elektromágneses sugárzása a napelem alapanyagát képező félvezetőben szabad töltéshordozókat hoz létre, amelyek hatására a napelem fémelektródáin feszültségkülönbség keletkezik. Ha a fémelektródákat külső áramkörön keresztül összekapcsoljuk, akkor a napelem megvilágításának hatására a külső áramkörben azzal arányos mértékű egyenáram folyik.

Az áram nagyságát a keletkezett szabad töltéshordozók száma határozza meg, a feszültség pedig az alapanyag jellegétől függ.

A napenergiát közvetlenül elektromos energiává alakító naperőművek, működési elve lényegében nem különbözik a napelemeknél ismertetett folyamattól, lényegében csak annyi történik, hogy napelem táblák nagy mennyiségét kötik sorba, ezzel érve el a nagyobb teljesítményt.