Zöld Energia
Itt az öngyógyító napelem
A Solestial napelemes cellái tíz éven át keringtek az űrben egy teszt során.
A francia Alternatívenergia- és Atomenergia-ügyi Bizottság (CEA) megerősítette, hogy az arizonai székhelyű Solestial kifejezetten űri körülményekre gyártott fotovoltaikus cellái képesek a sugárzás okozta károsodások helyreállítására – számol be a PV Magazine. A tesztek alátámasztották, hogy a szilíciumcellák a sugárzás miatti károkat napfényben, 90 Celsius-fokos hőmérsékleten hatékonyan állítják helyre.
Az anyagtudományban az utólagos hőkezelés lényege, hogy lassú hűtéssel kezelik az anyag belső feszültségeit. A Solestial szilícium napelemcelláinak nyitott áramköri feszültsége mindössze 4 százalékkal csökkent, miután tíz évig alacsony Föld körüli pályán voltak kitéve a sugárzásnak. Az automatikus hőkezelés 90 Celsius-fokon zajlott, a vállalat szerint 20 mikron vastagságú cellái több mint 20 százalékos hatékonyságot mutattak.
A cégnél úgy vélik, a tesztek bizonyították az öngyógyító napelemek megvalósíthatóságát a sugárzás okozta degradáció jelentős csökkentése mellett. Ez különösen fontos szempont az űrbe telepített napelemek esetében, amelyeket komoly behatás ér, és amelyeknél hosszú távú működésre van szükség. A Solestial szerint a technológia komoly előnye, hogy szilíciumalapú, míg sok más, az űrben használt napelem gyakran ritkább vagy drágább anyagokból készül.
„A szilíciumban a sugárzás okozta károsodások kezelése magas, például 200 és 250 Celsius-fok közötti hőmérsékleten egyszerűen elvégezhető, de ez nem hasznos az űrben történő alkalmazáskor, hiszen ilyen hőmérsékletet ritkán vagy egyáltalán nem tapasztalni ebben a környezetben” – mondta Romain Cariou, a CEA szakértője. Mint hozzátette, a Solestial cellái a sugárzáshoz köthető károsodást az űrben lévő napelemek normál üzemi hőmérsékletén is képesek gyógyítani, ilyen technológia jelenleg nem érhető el a piacon.
„Várjuk az elkövetkező hónapokban a CEA-val közösen elvégzett további vizsgálatokat, hogy még alacsonyabb hőmérsékleten validáljuk az eredményeket” – nyilatkozta Stanislau Herasimenka, a Solestial vezérigazgatója. „Izgatottan várjuk, hogy megmutathassuk az űriparnak a Solestial ultravékony szilícium napelemeinek és burkolatainak számtalan előnyét” – tette hozzá.
Zöld Energia
Új típusú energiatárolót dolgoztak ki
A spanyol kutatók egyelőre egy prototípust hoztak létre az új technológia segítségével.
Spanyol kutatók olyan új hőenergia-tároló rendszert (TES) terveztek, amely termoelektromos hőszivattyút (TEHP) használ az áram hővé történő átalakításához – számol be a PV Magazine. A hőszivattyút a változó vezetőképességű hőcsövek alternatívájaként használják.
Az újszerű kialakítás négy fő komponenst tartalmaz, nevezetesen egy termoelektromos hőszivattyúrendszert, egy elektromos ellenállást, egy TES-ciklust, valamint egy nyílt hurkot, amelyben a levegő a hőátadó közeg. A rendszer levegőjét a termoelektromos hőszivattyú melegíti fel, amely termoelektromos modulokat használ, kiegészítve az elektromos ellenállással.
A berendezés termoelektromos része hat TEHP-blokkból épül fel. Az első három egyfokozatú termoelektromos hőszivattyú (OTEHP) konfigurációt alkalmaz, mindegyik egy-egy TEM-et használ, mindkét oldalon egy-egy hőcserélővel. A következő három blokk kétfokozatú hőelektromos hőszivattyú (TTEHP), piramis alakú konfigurációval. Ennek a köztes hőcserélőnek a kialakítása egy nagyhatékonyságú, négy hőcsőből álló rendszert használ, amelyben munkafolyadékként víz van. A hőátadás az első fokozatból a második fokozatba ezeken a csöveken keresztül, a víz halmazállapot-változása révén történik.
A kutatók egy rendszerprototípust is létrehoztak, amelyen 45 forgatókönyvet teszteltek különböző feszültségekkel, bemeneti hőmérsékletekkel, illetve és légáramlási sebességekkel. A feszültségek 4, 6, 8 vagy 10 volt, a bemeneti hőmérséklet 120, 160 vagy 200 Celsius-fok, a légáramlási sebesség pedig 13, 18 vagy 23 köbméter per óra volt, utóbbi esetén 655,5 wattnyi hőt termeltek 1,35 COP mellett.
A kifejlesztett TEHP-rendszer integrálása egy elektromos ellenálláson alapuló hőenergiatároló rendszer töltési folyamatába 15, illetve 30 százalékkal növeli az energiaátalakítás hatékonyságát 120 és 200 Celsius-fok közötti energiatárolási hőmérséklet esetén. A javasolt rendszerkonfiguráció 135 Celsius-fokon 112,6 százalékos hatásfokot érhet el. A csapat következő céljai között szerepel, hogy a rendszer viselkedését változó hidegforrás-hőmérséklet esetén is teszteljék.
