Energiaellátás
Fő szempont, hogy a jelenlegi technológiai rendszerek ismerete mellett azt a középutat kell kiválasztani ami a költségek kezelhető szinten tartása mellett a legoptimálisabb eredményt képes produkálni. Két alapelvet tekintünk át részletesen.
Hálózatra visszatáplálós
Fő jellemzője, hogy a napelemek által megtermelt energia azonnal felhasználásra kerül, vagy ha ez nem lehetséges 100%-ban akkor a felesleges energia a elektromos hálózatba kerül betáplálásra. Ebből kifolyólag az elektromos energia nem kerül helyileg letárolásra.
A megoldás magas hálózati forgalmat generál, ugyanis családi házas rendszereknél az energia akkor kerül megtermelésre amikor minimális az energiafelhasználás és akkor kerül nagyobb mértékben felhasználásra amikor már nem működnek a napelemek (este). Az áramszolgáltatónak a visszatáplált energiát lokálisan szükséges felhasználnia (értékesítenie) egy olyan időszakban, amikor minden háztartás minimálisan fogyaszt. Ebből kifolyólag adott alhálózatban meghatározott számú visszatáplálás felett már nem teszi lehetővé az energia felhasználását, így az kárba vész.
Ez a folyamat nagyon egyszerűen megérthető, ha a kerékpárunk dinamójára és világítására gondolunk. Az izzó csak addig ég amíg tekerjük a kereket és a kerék forgatja a dinamót. Az áramszolgáltató elektromos hálózatában az erőművek a „dinamó” és az izzó „a fogyasztók”, tehát pont annyit kell az egyik oldalon megtermelni, mint amennyit a másikon elfogyasztanak. Ha ennek a mérlege a napelemek által nappal többet termelt energia miatt felbomlik - mivel a fogyasztók nem használják el ezt az energiát - akkor a megtermelt energia kárba vész.
Ennek a következménye, hogy a jelenlegi elektromos infrastruktúrában az áramszolgálató, nem képes korlátlanul átvenni a napelemek által megtermelt elektromos áramot. Ezt a lélektani határt annál hamarabb elérjük, minél több napelem kerül fel a házak tetejére. Ekkor lesz egyre inkább létjogosultsága a sziget üzemű és hibrid napelemes rendszereknek.
Sziget üzemű rendszerek
A visszatáplálós rendszerekhez képest annyi a különbség, hogy az azonnal fel nem használt energia helyben akkumulátorokba kerül letárolásra. Az akkumulátorok igen magas költsége miatt ez a megoldást elsősorban olyan helyen alkalmazzák, ahol nincs áramszolgáltatás, vagy nagyon magas költséggel lehetséges csak a kiépítése.
A sziget üzemű rendszereknél kiemelten fontos az egész évre vonatkozó energiagazdálkodásnak megtervezése a szezonális paraméterek figyelembevételével (pl.: télen kevesebbet süt a nap), hogy kalkulálható legyen a letárolandó és a megtermelendő energia mennyisége, a biztonságos ellátás biztosítása érdekében.
Hibrid rendszerek
A hibrid rendszer egy olyan invertert tartalmaz, amely képes hálózatra visszatáplálni, akkumulátorba tárolni, hálózatról vételezni és legvégső esetben még egy aggregátort is elindítani. A hibrid rendszer gazdálkodik a rendelkezésére álló erőforrásokkal megfelelő prioritási sorrend szerint, nagy stabilitású ellátást biztosítva a felhasználói oldalon.
Megfelelő energiamenedzselés mellett jelentősen csökkenthető a szükséges tárolókapacitás kiépítésének a költsége. Az energiamenedzsment során fő cél az áramszolgáltató irányába történő forgalom minimálisra csökkentése.
Kollektoros rendszerek
A napkollektor a napelemmel szemben nem elektromosságot állít elő hanem a hőt tárolja le folyadékban, majd használja fel háztartási meleg víz, és fűtésrásegítés céljából. A napkollektoros rendszerek karbantartási igénye magasabb a napelemes rendszereknél, továbbá az alkalmazásuk a hőszivattyús rendszerek fejlődésének és árának csökkenésének köszönhetően egyre kevésbé versenyképes megoldás.
A hőszivattyúval közvetlenül a napelemmel megtermelt elektromos áram segítségével állítható elő a fűtéshez és háztartási meleg vízhez szükséges hőenergia magas hatékonyság mellett.
