Zöld Energia
Új napelemes rekord született
Az amerikai Energiaügyi Minisztérium Nemzeti Megújuló Energia Laboratóriumának (NREL) csapata rekorder napelemes cellát hozott létre – számol be a TechXplore.
Az eszköz standard, 1 napos megvilágítási körülmények között 39,5 százalékos teljesítményt ért el, ez minden cellatípus között csúcsnak számít. Myles Steiner, a NREL munkatársa szerint fejlesztésük hatékonyabb és egyszerűbb kialakítású, ráadásul számos új alkalmazási móddal kecsegtet, a cellát például felhasználhatják erősen területkorlátozott helyeken. A kísérletben földi körülmények között 39,5, az űrbeli alkalmazás modellezése mellett pedig 34,2 százalékos hatékonyságot értek el. Az előző rekord is az NREL-hez köthető, azt 2020-ban állították fel 39,2 százalékkal. A legújabb napelemes cellák közül több az IMM (inverted metamorphic multijunction, fordított metamorf többátmenetes) technológián alapul, amelyet az NREL fejlesztett ki. Az új, hármas átmenetű IMM eszköz abba a hivatalos táblázatba is bekerült, ahol a legjobban teljesítő kísérleti napelemes eszközöket mutatják be.
Az utóbbi időkben a szakértők sokat vizsgálták az úgynevezett kvantumkút cellákat, amelyek sok nagyon vékony réteget használnak a rendszer tulajdonságainak módosításához. A csapat most egy ilyen eszközt hozott létre, amelyet egy három átmenetből álló szerkezetbe illesztettek. Minden egyes átmenet a napsugárzás más-más spektrumát képes befogni és hasznosítani, a különböző átmenetek alapanyagát több évtizednyi kutatás eredményeinek tükrében határozták meg. A csapat III-V anyagokat használt fel, a megnevezés a periódusos rendszerben elfoglalt helyre utal. A kvantumkutakat a középső, gallium-arzenidből álló átmenetben helyezték el, így szabályozva a tiltott sávot, azaz a sávszerkezet azon tartományát, amelyben az elektronok tiltottak. Ennek köszönhetően nőtt az elnyelhető sugárzás mennyisége.
A III-V cellákról már korábban kiderült, hogy igen hatékonyak, gyártásuk azonban meglehetősen drága. A technológiát eddig többek között műholdaknál, drónoknál és más szűk piaccal rendelkező termékeknél használták. Az NREL-nél azon fáradoznak, hogy az előállítási költség mérséklésével szélesíthessék az alkalmazás területét.
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.
