Kapcsolatfelvétel

Zöld Energia

Olcsóbban válhatnak hatékonyabbá a jövő napelemei

Egy kínai kutatócsoport új sugárzási hűtéstechnológiát fejlesztett ki, amely növeli a napelemek hatékonyságát és élettartamát anélkül, hogy energiát használna fel.

Létrehozva:

|

Egy kínai kutatócsoport egy új sugárzási hűtéstechnológiát fejlesztett ki, amely napelemek hatékonyságának növelésére szolgál. Az innováció egy speciális kamrából áll, amelyet etilén-tetrafluor-etilénből (ETFE) és polidimetil-sziloxánból (PDMS) készítettek. Ez a kamra, amelyet a napelemek fölé helyeznek, jelentős hűtési teljesítményt nyújt, miközben a fotovoltaikus energia előállításának hatékonyságát is megőrzi, írja a pv-magazine.com. A sugárzási hűtés során egy tárgy felülete kevesebb sugárzást nyel el a légkörből, mint amennyit kibocsát, így hőt veszít, és természetes hűtési hatást ér el. Ehhez nincs szükség elektromos energia felhasználására, ezért ez a megoldás környezetbarát és költséghatékony.

Az új technológia működése

A kutatók olyan kamrát terveztek, amely átlátszó, ugyanakkor képes a közép-infravörös sugárzást hatékonyan kibocsátani. Az ETFE és PDMS anyagok ebben kulcsszerepet játszanak, mivel mindkettő magas napfény-áteresztő képességgel és közép-infravörös emissziós képességgel rendelkezik.

Az ETFE réteg vastagsága 150 mikrométer, míg a PDMS réteg 5 milliméter vastag. Az anyagokat két akrilpanel közé helyezték, amelyeket csavarokkal rögzítettek, így egy 5 milliméteres üreget hoztak létre. A kamrát egy 13%-os hatékonyságú monokristályos szilícium napelem fölé helyezték, és egy légpumpa segítségével friss levegőt áramoltattak át rajta. A technológiát egy napos októberi napon tesztelték a kelet-kínai Nankingban. A rendszer stabilan működött hat órán keresztül, és átlagosan 40 W/m² hűtési teljesítményt ért el. A napelemek teljesítménye a kamra nélkül elérte a 120 W/m²-t, míg a kamrával 103,33 W/m²-re csökkent. A hatásfok 12,92%-ról 11,42%-ra mérséklődött, de a hőmérséklet csökkenése hosszú távon mégis előnyös lehet az eszközök élettartama szempontjából.

Jövőbeli fejlesztési lehetőségek

Advertisement

A kutatók számítógépes szimulációkat is végeztek, hogy tovább optimalizálják a rendszert. Az eredmények azt mutatják, hogy a kamrán belüli légáramlás fokozása és az anyagok napfény-sávban történő abszorpciójának csökkentése jelentősen javíthatja a teljesítményt. A szimulációk szerint az abszorpció 1%-ra csökkentésével a hűtési teljesítmény akár 68,74 W/m²-re is növelhető.

 

 

Kép: pv magazine

Advertisement

Zöld Energia

Nem minden felhő egyforma: új modell segíti a napenergia pontosabb előrejelzését

Egy kutatócsoport azt elemezte, hogy a különböző felhőtípusok miként hatnak a napsugárzás-előrejelzésekre.

Létrehozva:

|

Szerző:

Spóroljon a villanyszámláján! Kérje ingyenes napelem kalkulációnkat itt! (x)

Egy nemzetközi kutatócsoport azt vizsgálta, hogy miként befolyásolják a különböző felhőtípusok a napenergia-termelés előrejelzésének pontosságát – számol be a PV Magazine. A felhők köztudottan jelentős kihívást jelentenek ezen a területen, mivel eltérő makro- és mikrofizikai, valamint optikai tulajdonságaik hatással vannak az elnyelt, illetve a visszavert napfény mennyiségére. Ez a komplexitás komoly bizonytalanságot okoz az előrejelzésekben, különösen gyorsan változó felhőformációk esetén. A kutatás az amerikai Energiaügyi Minisztérium ARM (Atmospheric Radiation Measurement) programjának 2001-2014 között gyűjtött adataira épült. A szakemberek nyolc fő felhőtípus hatásait elemezték az előrejelzések vonatkozásában, a vizsgált fajták a Cumulus, a Stratus, az Altocumulus, az Altostratus, a Cirrostratus, a Cirrus, a Congestus és a Cumulonimbus voltak – a felhőket a szakemberek az élőlényekhez hasonlóan gyakran nemekbe és fajokba sorolják.

A tudósok fizikainformált, adatvezérelt modelleket alkalmaztak, amelyek figyelembe veszik a felhők és napsugárzás közötti kölcsönhatásokat. Ezeket az ARM South Great Plain Central Facility nevű, az USA középső részénél fekvő létesítményénél végzett mérések alapján tesztelték. A vizsgálat során a modellek pontosságában világos trend rajzolódott ki: a legjobb eredményeket a vékony, gyenge konvektív felhők (például Cirrus) esetén kapták, míg a legrosszabbakat az erős konvektív, bonyolult térszerkezetű felhőknél, ilyenek többek között a Cumulonimbus nembe sorolt formációk.

A tanulmány kimutatta, hogy a felhőtípusok explicit figyelembevétele 12–33%-os javulást eredményezhet az előrejelzések pontosságában, szemben azokkal a modellekkel, amelyek nem dolgoznak ilyen részletes adatokkal. A kutatók kiemelték: az ilyen fejlesztés kulcsfontosságú a napenergia rendszerbe történő hatékonyabb integrálása szempontjából, különösen a növekvő arányú megújuló energiaforrásokkal működő villamosenergia-hálózatok esetében.

A további finomítás érdekében a kutatócsoport a felhőinformációk közvetlen integrálását, a felhő-sugárzás kölcsönhatások pontosabb fizikai modellezését, valamint fejlettebb gépi tanulási módszerek alkalmazását javasolja.

 

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák