Zöld Energia

A leghatékonyabb napelem kerülhet piacra az oxfordi tudósoknak hála

Az Oxfordi Egyetem tudósai áttörést értek el egy ultravékony, perovszkit alapú napelemes technológiával, amely több mint 27%-os hatékonyságot biztosít.

Létrehozva:

2 év telt el a létrehozás óta

2025-01-30

Szerző:

Vanessza

Az Oxfordi Egyetem tudósai áttörést értek el a napelemes technológiában egy olyan ultravékony anyag segítségével, amely szinte bármilyen épület esetében alkalmazható – számol be a PV Tech. Az eszköz több mint 27%-os konverziós hatékonyságot biztosít. Az új perovszkit anyagban többszörös átmenetet alkalmaznak, és úgy jellemezték, mint egy olyan eszközt, amellyel egyre nagyobb mennyiségű energiát lehet termelni, anélkül, hogy szilíciumalapú napelemmodulokra lenne szükség. Dr. Shuaifeng Hu, a csapat tagja szerint az átalakítási hatékonyságot mindössze öt év alatt a 6% körüli értékről 27% fölé emelték, ami közel van a fotovoltaika mai elméleti határértékéhez. „Úgy véljük, hogy idővel ez a megközelítés lehetővé teheti, hogy a fotovoltaikus eszközök sokkal nagyobb, 45%-ot meghaladó hatásfokot érjenek el” – tette hozzá. A technológia lényege, hogy több fényelnyelő réteg is található a napelemben, így a rendszer a fényspektrum átfogóbb tartományát hasznosítja, és több energiát tud előállítani ugyanabból a sugárzásmennyiségből. A megközelítés vékonyságával az innováció új szintjét hozza el, alig több mint egy mikron vastagságával közel 150-szer vékonyabb, mint egy szilíciumostya.

A jelenlegi fotovoltaikus technológiákkal ellentétben, amelyeket jellemzően szilíciumpaneleken alkalmaznak, ez a módszer szinte bármilyen felületen hasznosítható. A megközelítés tovább csökkentheti majd a napenergia költségeit, és segíthet abban, hogy a megújuló energiaforrások legfenntarthatóbb formájává váljon.

Dr. Junke Wang, a csapat tagja szerint a bevonatként alkalmazható új anyagok használatával megmutatták, hogy a szilícium felülmúlható, miközben rugalmasságot is nyernek. „Ez azért fontos, mert több napenergiát ígér anélkül, hogy annyi szilícium alapú panelre vagy speciálisan épített naperőműparkra lenne szükség” – mondta. A tudósok hozzátették, hogy a további áttörések további költségmegtakarítást ígérnek, mivel az új anyagok, mint például a vékonyrétegű perovszkit, csökkentik a szilíciumpanelek és a kifejezetten erre a célra épített napelemparkok szükségességét.

Kép: Oxford University

Zöld Energia

Vége lehet a napelemek túlmelegedésének? Új hűtési technológiát teszteltek

Szaúd-arábiai és algériai kutatók olyan passzív napelemes hűtési rendszert fejlesztettek, amely akár 9 Celsius-fokkal csökkentheti a panelek hőmérsékletét, miközben javítja a rendszer hatékonyságát.

Létrehozva:

19 óra telt el a létrehozás óta

2026-11-05

Szerző:

Hell

Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet az Ön rendszere! Ingyenes kalkulálás itt (x)

Szaúd-Arábiai és algériai kutatók olyan új, passzív hűtési megoldást fejlesztettek ki fotovoltaikus-termikus (PVT) rendszerekhez, amely lépcsőzetes légcsatornát és perforált, V alakú alumínium bordákat alkalmaz a napelemek mögött. A számítógépes szimulációk szerint a konstrukció akár 9 Celsius-fokkal is csökkentheti a napelemek felületi hőmérsékletét, miközben a rendszer maximális hőtechnikai hatásfoka elérheti a 31 százalékot. A megoldás különösen a magas napsugárzási intenzitású, száraz éghajlatú térségekben lehet érdekes. A fejlesztés alapötlete, hogy a hagyományos napelemes rendszerekben a felmelegedő modulok mögött kialakuló, viszonylag állandó légréteg akadályozhatja a hő távozását. A kutatók ezért egy lépcsőzetes kialakítású légcsatornát alkalmaztak, amelynek feladata a természetes légáramlás megzavarása és a hőátadás javítása. A rendszer további fontos elemei a perforált, V alakú alumíniumbordák, amelyek növelik a hőleadásra rendelkezésre álló felületet, valamint elősegítik a levegő keveredését.

A konstrukció egyik legfontosabb tulajdonsága, hogy teljesen passzív módon működik. A levegő áramlását a hőmérséklet-különbségből eredő felhajtóerő biztosítja, így nincs szükség ventilátorokra, szivattyúkra vagy külső energiaforrásra. Ez nemcsak az energiafelhasználást csökkentheti, hanem az üzemeltetést is egyszerűbbé teheti, mivel kevesebb mozgó alkatrészre van szükség.

A kutatók az ANSYS Fluent szoftver segítségével végeztek számítógépes áramlástani és hőátadási szimulációkat. A vizsgált PVT-kollektor 2,4 méter hosszú és 0,54 méter széles volt, a szerkezetet pedig 32 fokos dőlésszögben modellezték. A napelemmodul mögött elhelyezett lépcsőzetes légcsatorna két levegőbevezető nyílással és egy kivezetéssel rendelkezett. A perforált alumíniumbordák 5 milliméter átmérőjű nyílásokat kaptak.

Az eredmények szerint az új konstrukció maximális hőtechnikai hatásfoka 31 százalék volt, szemben a referencia-rendszer 29,4 százalékos értékével. Az elektromos hatásfok 14,8 százalékot ért el, míg az összehasonlítási alapként használt rendszer 14,6 százalékot produkált. A legnagyobb hőteljesítmény 400 watt, az elektromos teljesítmény pedig 180 watt volt. A napelem felületi hőmérsékletét a passzív hűtési megoldás akár 9 kelvinnel, vagyis 9 Celsius-fokkal mérsékelte.

A gazdaságossági számítások derült időjárási körülmények között 5,8 éves, felhős időben pedig 7,2 éves megtérülési időt jeleztek. A kutatók becslése szerint egy tíz panelből álló rendszer évente 3,2 tonna szén-dioxid-kibocsátás elkerüléséhez járulhat hozzá, ami 25 év alatt összesen 80 tonnát jelenthet.

A kutatás eredményeit az Ain Shams Engineering Journal című tudományos folyóiratban publikálták, „A computational investigation of a staircase-configured PVT air system with perforated V-shaped fins for passive cooling” címmel. A tanulmányban a szaúd-arábiai Al-Madinai Iszlám Egyetem, az algériai El Oued Egyetem és a Megújulóenergia-fejlesztési Központ kutatói működtek közre.

Fontos korlátozás: az eredmények számítógépes szimulációkon alapulnak, ezért a tényleges üzemi teljesítmény és a számított megtérülés igazolásához további gyakorlati tesztekre is szükség lehet.

Borítókép: pv magazine / ai

Tovább olvasom