A napelemek olyan megújuló energiaforrások, amelyek a nap erejét hasznosítják elektromos áram előállítására. A napelem által termelt energia mennyiségét a mérete, a kapott napfény mennyisége és a panelek hatékonysága határozza meg.
A napelem kimenő teljesítményének kiszámításához először meg kell határoznia a panel méretét wattban (W). A legtöbb napelem panel teljesítménye 100 és 400 watt között van, és jellemzően a maximális kimeneti teljesítményükkel vannak ellátva.
Ezután figyelembe kell vennie a napfény mennyiségét, amelyet a panel kap. Ezt a napi csúcsfényes órákban mérik, ami a tartózkodási helytől és az évszaktól függően változhat. Például az arizonai Phoenixben lévő panel nyáron napi hat órányi csúcsfényességet kaphat, míg a washingtoni Seattle-ben lévő panel csak három órát kaphat naponta.
Végül figyelembe kell vennie a napelemek hatékonyságát. Ezt az elektromossággá alakított napfény százalékában mérik. A tipikus kereskedelmi forgalomban kapható napelemek hatékonysági tartománya 15-20 százalék, ami azt jelenti, hogy a napenergiának 15-20 százalékát képesek elektromos árammá alakítani.
A napelem teljesítményének kiszámításának képlete a következő:
Kimenő teljesítmény (wattban)=Panel mérete (wattban) x napsütéses órák száma x panel hatékonysága
Például, ha van egy 250-wattos panelje, és hat órányi csúcsnapfényt kap 15 százalékos hatásfokkal, akkor a kimenő teljesítmény a következő lenne:
Kimenő teljesítmény {{0}} Sz x 6 óra x 0.15=225 wattóra naponta
A napelemek áramtermelésének alapelve a fotovoltaikus hatás. A szilíciumból készült napelemek elnyelik a napsugarak fotonjait, és ez az energia gerjeszti az anyagban lévő elektronokat, aminek következtében átfolynak a cellán, és áramot hoznak létre. Különféle alkatrészek, például vezetékek, inverterek és akkumulátorok alakítják át és optimalizálják ezt az egyenáramú elektromosságot, hogy hasznosak legyenek különféle kereskedelmi és lakossági alkalmazásokban.
Összefoglalva, a napelemek teljesítményének kiszámításához figyelembe kell venni a panel méretét, a kapott napfény mennyiségét és hatékonyságát. A napelemek a fotovoltaikus hatás révén villamos energiát termelnek, a fotonokat elektromos árammá alakítva. Tiszta, megújuló energiaforrás, amely segíthet csökkenteni a szén-dioxid-kibocsátást és a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőséget.
