Kapcsolatfelvétel

Zöld Energia

A napelem történetének áttekintése

Létrehozva:

|

Kétségtelen, hogy a megújuló energiaforrások jelentik az égető energiakérdésre a biztos választ, azt a megoldást, amellyel egy zöldebb, tisztább és egészségesebb világot biztosíthatunk nem csak számunkra, de az utódaink számára is.

Világossá vált, hogy a fosszilis tüzelőanyagok már nem jelentik az első számú megoldást e téren, nem lehet már rájuk olyan szinte hagyatkozni, mint eddig, és bebizonyosodott, hogy váltani kell. Ennek oka a rengeteg káros hatás és az igencsak fogyóban lévő tartalékok. Épp ezért is került a figyelem középpontjába a megújuló energiaforrások, és többek között a napenergia. A napenergiát tekintve mindenképp említést érdemel a napelem és napkollektor, mint a két legideálisabb és legelterjedtebb napenergiát felhasználó, kiaknázó berendezés. Mindkét eszköz a saját működési elvével garantálja a szükséges energiát, ám e cikkünkben a napelemre koncentrálunk, bemutatva történetét, a fejlődési lépcsőit, és azt, hogy mikét is vált az egyik legelterjedtebb eszközzé a megújuló energiaforrásokat tekintve.

A napelem kezdeti lépései a 19. század közepére tehetőek, amikor is világosabbá, érthetőbbé vált, hogy bizony érdemes a napenergia mellett dönteni, hisz az épp olyan biztos és eredményes lehet, mint az emberiség számára tradicionálissá vált fosszilis energiaforrások. A fotovoltaikus hatást Alexandre Edmond Becquerel francia fizikus demonstrálta először sikeresen 1839-ben, mindössze tizenkilenc éves korában. Ez hatalmas fordulópont volt a napelem történetét tekintve, hisz ekkor vált bizonyossá, hogy érdemes a napenergiára építeni. Ebben az évben építette meg a világ első fotovoltaikus elemét az apja laboratóriumában. A későbbi évek is sikeresnek és eredményesnek mondhatóak e tekintetben. Willoughby Smith brit származású elektromérnök az 1860-as években kezdett kísérletezni a fotovoltaikus technológiával. Ennek oka egy véletlen egybeesésnek volt köszönhető. Ezekben az években tenger alatti kábelekkel végzett kísérleteket, melyek közben felfedezte, hogy az ezekhez használt szelén éjszaka máshogyan viselkedik, mint nappal. 1873-ban a Nature tudományos folyóiratban jelentette meg az “Effect of Light on Selenium during the passage of an Electric Current” című tanulmányát, amely a szelén fotovoltaikus tulajdonságát írja le.

A tanulmány nagy sikernek örvendett, és ismét bizonyította, hogy az energiatermelést tekintve nem csak a fosszilis energiaforrásokra lehet hagyatkozni, hisz olyan egészséges és megújuló megoldások is léteznek, amelyeket semmiképp sem érdemes elmulasztani. Ezt követően egy újabb fejlődési lépcsőfok került napvilágra e tekintetben, és mindez egy amerikai feltalálónak volt köszönhető. Charles Fritts nevű feltaláló 1883-ban építette meg az első modern értelemben vett napelemet. Ennek felépítése magában hordozta az esszenciális elemeket: a fontos félvezető szelént vékony, félig átlátszó aranyfilmmel vont be, így mindez képes volt áramot előállítani mindenféle gond nélkül. Az amerikai feltaláló első napelemének hatékonysága nagyjából egy százalék körülire volt tehető.

Négy év múlva ismét egy mérföldkőhöz ért a napelemek története, ugyanis Heinrich Hertz 1887-ben felfedezte a fényelektromos jelenséget, és munkája alapján pedig egymástól függetlenül 1888-ban Alexandr Sztoletov orosz és Wilhelm Hallwachs német fizikusok megállapították, hogy az ultraibolya sugarak negatív töltésű fémlapból negatív töltést szabadítanak ki. Ezt követően egymástól függetlenül megépítették az első fotovoltaikus napelemeket. A kialakítás, megépítés sikeresen volt, és mindenképp igazolta, hogy érdemes a napelemekre időt fordítani e tekintetbe. Ez a fordulópont indította el a napelem evoluciós folyamatát, mely az elején lassan indult, de a később években már egyre töretlenebbé vállt. Az első modern félvezető napelem szabadalmát a tranzisztorok kutatásával foglalkozó Russel Ohl jegyezte be 1946-ban. Az első hatékony, széles körben alkalmazható, szilícium félvezetőn alapuló napelemet 1954. április 25-én mutatták be a Bell Laboratories szakemberei. A fejlesztők Daryl Chapin, Calvin Souther Fuller és Gerald Pearson amerikai tudósok voltak. A nyilvánosság csak később figyelt fel a napelemekre, amikor az Amerikai Egyesült Államok Haditengerészete felhasználta azokat a Vanguard-1 műhold megépítésekor 1958-ban.

A következő két évtizedben fokozatos fejlesztések történtek, éppen a haladás miatt azonban a napelemek ára magasan maradt. Azokat ugyanis elsősorban az űrtechnológiában történő felhasználás irányába fejlesztették, a lehető legnagyobb hatásfokú megoldást keresve, akár nagy költségek árán is. Így a kevésbé hatékony, egyben kevésbé költséges megoldásokkal ebben az időben nem foglalkoztak a kutatók. Az árakat elsősorban a félvezető ipar határozta meg, s a költségcsökkentést végül azt tette lehetővé, hogy az 1960-as években átálltak az integrált áramkörök használatára. 1971-re egy watt napelemmel történő előállításának költsége 100 dollárra csökkent. lliot Berman 1969-ben alapította meg a Solar Power Corporationt, amely 30 évre előre tekintve azzal számolt, hogy az elektromos energia az ezredforduló idejére nagymértékben drágul majd, ami vonzóbbá teheti az alternatív energiaforrások használatát. Berman kutatása ekkor azt mutatta, hogy ha képesek volnának a wattonkénti előállítási árat 20 dollárra leszorítani, azzal már számottevő kereslet támadna a technológia iránt.

Új fejlesztésű, olcsóbb terméküket 1973-ban mutatták be, használatukról pedig sikerrel győzték meg az Egyesült Államok Parti Őrsége számára navigációs bójákat gyártó Tideland Signal vállalatot. A földi alkalmazásokra előállított napelemek fejlesztése akkor indult igazán be, amikor az amerikai Nemzeti Tudományos Alapítvány létrehozta fejlett napenergiás alkalmazások kutatásával és fejlesztésével foglalkozó részlegét, amely 1969 és 1977 között működött. Végezetül pedig, a napelemek történetét tekintve, egy figyelemreméltó, aggasztó esemény adta meg a végső lökést az igazi fejlődést tekintve.

Természetesen az 1973-as olajválságról van szó, amikor is világossá vált, hogy a fosszilis tüzelőanyagok már nem tekinthetőek az első számú energiaforrásnak, hisz számtalan olyan jelleggel bírnak, amelyek ezt lehetetlenné teszik. Az olajválságot követően több olajipari vállalat fektetett napenergiával foglalkozó égek felvásárlásába. Az 1970-es és 1980-as években az Exxon, az ARCO, a Shell, az Amoco és a Mobil saját napenergia-részlegeket üzemeltettek és ezekben az években ők voltak a legnagyobb termelők. A fejlesztésekben részt vett a technológiai szektor több vállalata is, így például a General Electric, a Motorola és az IBM is.E fejlődési mérföldköveket mindenképp érdemes tudni annak érdekében, hogy a napelemek számtalan pozitív sajátossága világosabbá és érthetőbbé váljon. Ennek segítségével lehet igazán megérteni a számtalan előnyt melyet a remek szerkezet garantálni tud. Többek között ide kell sorolni a környezetbarát jelleget, és a kimeríthetetlen tulajdonságot is.

Forrás: napelemek-napkollektorok.hu

Zöld Energia

Az új Ethereum 99 százalékkal kevesebb energiafelhasználással jár, mint elődje

Létrehozva:

|

Szerző:

A kriptovalutákkal kapcsolatban jelenleg az egyik legnagyobb beszédtéma az energiahatékonyság, ami nem is csoda: a legismertebb Bitcoin éves villamosenergia-fogyasztása több, mint amennyit például Argentína, az Egyesült Arab Emírségek vagy Hollandia fogyaszt, írta az alternativenergia.hu.

Erre megoldást hozhat egy másik valuta, az Ethereum 2.0, ami 99,95 százalékkal kevesebb energiafelhasználással járhat, mint az elődje. Az Ethereum jelenleg a legnagyobb altcoin, vagyis a Bitcoinhoz hasonló kriptovaluta. Szakértők szerint hamarosan népszerűbb lehet, mint a piacon először megjelenő társa, mivel már most több szempontból jobb: az Ethereum ugyanis egy olyan számítástechnikai platform is, ahol a fejlesztők új alkalmazásokat hozhatnak létre, ezen kívül támogatja az intelligens szerződéseket, és megvan benne a lehetőség, hogy megbízható információk nagy piacává váljon decentralizált működése jóvoltából. Ez persze csak a jéghegy csúcsa, elemzők millió szempontból hasonlították már össze a Bitcoint az Ethereummal, és leginkább a jövő zenéje lesz, hogy melyik milyen téren lesz népszerűbb – az viszont biztos, hogy utóbbi energiahatékonysági területen nagyot lép előre azzal, ha megjelenik és elterjed az Ethereum 2.0. A kriptovaluták ugyanis jelenleg nagyon alacsony energiahatékonysággal működnek, a Bitcoin éves villamosenergia-fogyasztása például több, mint amennyit Argentína, az Egyesült Arab Emírségek, vagy éppen Hollandia elhasznál.

A kriptovaluta előállítása energiaigényes folyamat, nagy teljesítményű számítógépek szükségesek hozzá. 2021-es adatok szerint a Bitcoin működése éves szinten 121,36 terrawattórát (TWh) tesz ki, amit érdekes összevetni a magyar lakossági villamosenergia-felhasználással, amely ugyanekkora időintervallum mellett 11,7 terawattóra.
Kérdés, hogy hol lehet ezen faragni – az Ethereum, úgy tűnik, megtalálta a megoldást. A valuta és platform jelenleg a Proof of Work (PoW) protokoll alapján működik, ugyanúgy, mint a Bitcoin: ez tulajdonképpen egy algoritmust takar, amelynek segítségével a decentralizált rendszer felügyelői biztosíthatják, hogy a konszenzus megszületik olyan nagyon fontos témákban, mint a számlaegyenlegek, vagy a tranzakciók sorrendje. Ez gyakorlatilag lefekteti a szabályokat, amelyek alapján a bányászok dolgoznak.

Az algoritmus biztosítja, hogy mindig annyi Ethereum mozogjon a tranzakciókban, amennyi ténylegesen létezik, és azt is, hogy az Ethereum láncát nagyon nehéz legyen feltörni vagy átírni. Az Ethereum erről áll át az úgynevezett Proof of Stake (PoS) protokollra, amely szintén egy konszenzusos mechanizmus, és lehetővé teszi, hogy a decentralizált blokklánc-hálózatok jól tudjanak együttműködni. A Proof of Stake előnye, hogy drámaian növeli a rendszer energiahatékonyságát, mivel a bányászokat nem a kapacitásuk, hanem az általuk birtokolt Ethereum-állományok mennyisége alapján jutalmazza, ami véget vet a bányászok jutalmáért folytatott áramégető versenynek. Ez az oka annak, hogy az ETH2.0 annyival energiahatékonyabb lehet: Carl Beekhuizen, az Ethereum Alapítvány egyik kutatója szerint a legkonzervatívabb becslések szerint is 99,95 százalékos energiamegtakarítással jár majd.

Jelenleg az Ethereum is annyi energiát fogyaszt évente, mint egy közepes méretű ország, ez a 2.0-val drámaian lecsökken majd, Beekhuizen számításai szerint 2,62 megawattra. Ez már nem országos szint, hanem 2100 amerikai háztartás energiafogyasztása. A kutató szerint egy ETH2.0 tranzakció 20 percnyi tévénézés során elhasznált energiával ér fel, míg a mostani Ethereum-tranzakciók 2,8 napig tudnának árammal ellátni egy átlagos háztartást. Ehhez képest egy darab Bitcoin-tranzakció 38 napnyi áramfelhasználását fedezhetné egy háztartásnak.

A PoW protokollal alapvetően az volt a probléma, hogy a rendszer biztonságosságát az garantálta, ha a bányászó hardver hatékonyságát növelték, vagy ha több hardvert használtak. Ha egy sikeres támadást akartak megakadályozni, a bányászoknak többet kellett dolgozniuk, mint a támadóknak, és mivel a támadók valószínűleg hasonló teljesítményű eszközökkel rendelkeznek, mint a bányászok, ez egyértelműen több hardver használatát jelentette, ami több energiát is fogyasztott. A PoS azonban ezt a látszólag véget nem érő fokozást értelmetlenné teszi, és úgy növeli a biztonságot, hogy az energiafelhasználás nem növekszik vele együtt.
Hátránya is van azonban a megoldásnak: a PoS protokollok biztonsági aggályokat vetnek fel, mivel az ellenőrzési folyamatban megbízható felügyelőkre van szükség.

Bár az ETH2.0 még kezdeti stádiumban van, a felhasználók már most 4 millió tokent szereztek. Az Ethereum egyébként nem is időzíthette volna jobbkor az energiahatékonysági bejelentését: Elon Musk nemrég bejelentette ugyanis, hogy a Tesla nem fogad el többet Bitcoint az autóiért, méghozzá leginkább azért nem, mert a bányászat ennyire környezetszennyező. Bár a Tesla-guru a februárban bevásárolt 1,5 milliárd dollárnyi Bitcoinját nem adta el, a kriptovaluta a bejelentésre így is elkezdett drámaian visszaesni a piacon. Az Ethereum tehát tökéletesen használta ki a piaci helyzetet, és adott alternatívát a most éppen gazdaságilag nem a legjobb helyzetben lévő, környezetszennyező, energiaigényes Bitcoinra egy olyan valutával, aminek bányászata már teljesen elfogadható energiafelhasználással jár.

Tovább olvasom

Zöld Energia

Mennyibe kerül a Tesla napelemes tetője?

Létrehozva:

|

Szerző:

A Tesla rendszere drága mulatság, de a speciális tető igen hatékony, ráadásul jóval esztétikusabb, mint a legtöbb házra telepíthető napelem.

A Tesla napelemes tetőcserepének telepítési költségét nagyban befolyásolhatja az érintett felület nagysága, összetettsége, illetve az adott otthon állapota. A Tesla napelemes tetőcserép rendszere nemcsak a villanyszámlát csökkenti, hanem kifejezetten esztétikus is. A vállalat által gyártott, a cég napelemeihez csatlakoztatható otthoni akkumulátor ráadásul jelentősen megkönnyíti az energia felhasználását. Az előnyök persze azt is jelentik, hogy a telepítés jóval költségesebb, mint egy hagyományos napelemes rendszer kiépítése. A Forbes Advisor cikkéből kiderül, hogy a napelemes tető fő piacán, Amerikában, mennyit kell fizetni a kiépítésért. (A termék egyébként már több európai országban is elérhető.) A Tesla, tudva, hogy nincs két egyforma tető, illetve ügyfél, oldalán nem tüntet fel konkrét árakat, ehelyett egy kalkulátor ad becslést a költségekre. A számolás során a felület számos tényezőt figyelembe vesz, köztük a ház méretét, illetve a jelenlegi energia-használatot.

Az árat utóbb jelentősen befolyásolhatja a tető összetettsége, valamint az, hogy az eredeti tetőt le kell-e teljesen cserélni. Ez a két tényező önmagában akár 25 ezer dollárral (mintegy 7,3 millió forinttal) is növelheti a telepítés összegét, az otthon állapotától függően ráadásul tovább emelkedhet a költség. A rendszer igazán hatékony működéséhez a Tesla Powerwall otthoni akkumulátorára is szükség van – az eszkösz jó tulajdonságai miatt igen népszerű a piacon. A Powerwallból egyetlen egység nagyjából 6500 dollárba (1,9 millió forintba) kerül, a telepítést 4 ezer dollárért (1,1 millió forintért) végzik. A további egységeknél a beszerelésért már nem kell fizetni. Végezetül a helyi jogszabályok alapján esetenként az üzembe helyezésnél újabb költségek merülhetnek fel.

Maga a telepítés bizonyos régiókban, otthonoknál kifejezetten hosszú lehet, az engedélyek beszerzése, a szállítás és maga a felszerelés hol rövidebb, hol gyorsabb. A végén egy kétemeletes, 185 négyzetméter tetőfelületű otthon esetében egy 11,28 kilowattos rendszer akár 55 300 dollárba (nagyjából 16,2 millió forintba) is kerülhet. Ez egy hagyományos napelemhez képest drága beruházás, a Tesla terméke ugyanakkor nemcsak esztétikus, hanem jó teljesítményű is.

Tovább olvasom

Zöld Energia

Hatalmas téglákkal tárolhatjuk a megújuló energiát

Létrehozva:

|

Szerző:

Egyre fontosabbá válik, hogy a megújuló energiaforrások által előállított áramot valamilyen módon el tudjuk tárolni későbbi felhasználásra. Egy svájci cég megoldása ebben segíthet.

Egy svájci székhelyű vállalat olyan tornyot fejlesztett ki, amely a gravitációs energia révén képes elraktározni az energiát, írta az alternativenergia.hu. A platform a közelmúltban jelentős támogatást kapott. A megújuló energiák egyre több területet hódítanak meg, az alternatív megoldások előtt azonban sok akadály áll. Az egyik problémát a hálózat számára felesleges áram tárolása jelenti, ebben jelenthet segítséget egy svájci székhelyű energetikai cég platformja. Az Energy Vault a közelmúltban 100 millió dolláros (mintegy 29 milliárd forintos) támogatást szerzett EVx típusú tornya számára. A rendszer képes elraktározni a hálózatból érkező energiát gravitációs potenciális energia formájában. A befektetést a Prime Movers Lab vezeti, a további támogatók a SoftBank, a Saudi Aramco, a Helena és az Idealab X. Az Energy Vault az összegből felgyorsíthatja az EVx telepítését amerikai, közel-keleti, európai és ausztráliai ügyfelei számára. Az első platformot 2021 utolsó negyedévében telepíthetik az Egyesült Államokban, 2022-ben pedig világszerte felgyorsulhat a folyamat.

Az EVx egy hat karból álló darutorony, amelyet arra terveztek, hogy hálózati méretű, megújuló energiaforrásokon alapuló erőművek lássák el árammal. A rendszer elektromotorok segítségével hatalmas téglákat emel fel, így hozva létre gravitációs energiát. Amikor a hálózatnak ismét áramra van szüksége, a blokkokat leengedik, és a felszabaduló mozgási energiát hasznosítják. A téglák tárolókapacitására zéró degradáció jellemző, ráadásul akármennyi ideig a magasban maradhatnak. Az Energy Vault szerint a blokkokat helyi földből, illetve szemétlerakókba vagy szemétégetőkbe szánt anyagokból gyártják le. A felhasznált alapanyagok közé tartoznak a hamu, a bányászat során keletkező zagydarabok, valamint szélturbinák darabjai.

A vállalat 2020-ban kezdte el telepíteni energiatároló-rendszerének első kereskedelmi méretű darabját, az új EVx platform pedig tavaly áprilisban mutatkozott be. A torony hatékonysága 80-85 százalékos, és 35 éven át működőképes lehet. A rendszer a cég szerint skálázható, a hosszabb és a rövidebb távú tárolási igényeket pedig egyaránt gazdaságosan kielégítheti. Mivel a globális lítium-ellátás folyamatosan csökken, a hasonló alternatív megoldásoknak valószínűleg egyre komolyabb szerep jut majd a piacon.

Tovább olvasom

Zöldtrend a Facebookon

Címkék

Ezeket olvassák