Kapcsolatfelvétel

Zöld Energia

Gyorsabb napelemes megtérülésen dolgoznak a magyar kutatók

Nyáron a hőség nemcsak a közérzetet, hanem a napelemek teljesítményét is rontja. Egy magyar kutatócsoport olyan innovatív technológiát dolgozott ki, amely 35 százalékkal csökkenti a panelek túlmelegedését, így megbízhatóbb és hatékonyabb energiaellátást kínál.

Létrehozva:

|

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

A napenergia-termelésről sokan azt gondolják, hogy a nyári hónapok biztosítják a legideálisabb feltételeket, hiszen ilyenkor a legnagyobb a napsugárzás. A valóságban azonban a szélsőséges hőmérsékleti viszonyok komoly kihívást jelentenek a napelemek számára. Amikor a hőmérséklet tartósan 25 Celsius-fok fölé emelkedik, a fotovoltaikus modulok üzemi hőmérséklete jelentősen megugrik, ami a hatásfok csökkenését, így a villamosenergia-termelés mérséklődését eredményezi. Ez nemcsak a háztartások és ipari fogyasztók számára kedvezőtlen, hanem a rendszerüzemeltetőknek is problémát okozhat, mivel az energiaellátás tervezhetőségét is rontja, írja a portfolio.hu. A megoldást a kutatók világszerte különböző hűtési technológiákban keresik. Vannak passzív módszerek, amelyek a természetes légáramlásra építenek, és léteznek aktív megoldások, amelyek ventilátorokat vagy folyadékhűtést alkalmaznak. Magyar kutatók a közelmúltban egy különösen ígéretes rendszert fejlesztettek ki, amely kettős, levegő- és vízhűtési megoldást ötvöz. Az új napelemkeret célja, hogy a túlmelegedés negatív hatásait jelentősen csökkentse, ezzel javítva a panelek hőszabályozását és elektromos teljesítményét.

A Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem és az iraki Kufai Egyetem közös kutatócsoportja olyan innovatív szerkezetet dolgozott ki, amely több ponton is újítást hoz. A léghűtést perforált, lyukakkal ellátott keret és ventilátor biztosítja, amely fokozza a légáramlás hatékonyságát. A vízhűtést a panelek hátoldalán elhelyezett rézötvözet szerpentin csövek és lamellák látják el. Ezeket speciális, magas hővezető képességű ragasztóval rögzítették, és két szigetelőréteggel egészítették ki a rendszer tartósságának növelése érdekében.

A gödöllői kísérletek során a kutatók három rendszert hasonlítottak össze: egy hagyományos, hűtés nélküli modult, egy csak léghűtést alkalmazó megoldást és az új, kettős hűtésű berendezést. Azonos feltételek mellett, 43 fokos dőlésszögű, déli tájolású tartószerkezetre szerelve vizsgálták a paneleket két napsütéses májusi napon. Az eredmények egyértelműek voltak: a kettős hűtés 35 százalékkal alacsonyabb hőmérsékletet biztosított, mint a hagyományos panel, és 40 százalékkal javította az elektromos hatásfokot. A rendszer 42,87 wattos csúcsteljesítményt ért el, szemben a hagyományos panel 30 wattjával és a léghűtéses 34 wattjával.

Advertisement

Különösen figyelemre méltó volt a hőhatásfok eredménye: az új rendszer 75 százalékos csúcshatásfokot ért el, míg a léghűtéses panel 50,5 százalékot produkált. Az exergiahatékonyság is jelentősen javult, átlagosan 27,7 százalékot ért el, ami sokkal magasabb a léghűtéses rendszer 16,2 százalékos és a referencia panel 6 százalékos értékéhez képest. Ez a mutató azt fejezi ki, hogy a rendszerben rendelkezésre álló energia mekkora része alakítható át ténylegesen hasznos munkává vagy szolgáltatássá.

Az új megoldás nemcsak műszaki, hanem gazdasági szempontból is ígéretes. A számítások szerint a kettős hűtésű rendszer megtérülési ideje mindössze 173 nap, szemben a hagyományos modulok 325 napos átlagával. Ez azt jelenti, hogy a befektetés rövid időn belül visszahozza az árát, miközben hosszú távon jelentősen hozzájárul a karbonsemlegességi célok eléréséhez. A kutatók ugyanakkor hangsúlyozzák, hogy a rendszer teljes körű értékeléséhez szükség van életciklus-analízisre is, amely figyelembe veszi a gyártást, a karbantartást és az ártalmatlanítást.

Advertisement

Az új kettős hűtési technológia nem csupán hatékonyabbá teszi a napelemeket, hanem támogatja a fenntartható energiafelhasználást is. Az energia-pazarlás csökkentése, a körforgásos gazdaság elveinek erősítése és a hosszú távú teljesítménystabilitás biztosítása mind olyan szempont, amely különösen fontos a megújuló energiaforrásokra épülő jövőben. A magyar kutatók fejlesztése tehát nemcsak tudományos szempontból úttörő, hanem a gyakorlatban is komoly hatással lehet a napenergia-termelés jövőjére.

Advertisement

Zöld Energia

Így alakítja át a klímaváltozás a napenergia-potenciált

Még a hazai napelemek áramtermelése is megszenvedheti a klímaváltozást, hiába érkezik több napenergia.

Létrehozva:

|

Szerző:

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

A klímaváltozás komoly hatással van az energiaszektorra: a forróbb nyarak miatt egyre több energiára van szükség hűtéshez – ennek egy részét napenergiából is fedezhetjük. Szabó Péter, Kristóf Erzsébet és Pongrácz Rita, az ELTE Meteorológiai Tanszékének kutatói friss elemzésükben rámutatnak, hogy a klímaváltozás még itt is közbeszólhat – írja az alternativenergia.hu. A nyári napsugárzás mennyisége ugyanis már nem sokat nő a jövőben, ugyanakkor a pesszimista jövőkép szerint az egyre forrósodó nappalok visszafogják a napenergiából kinyerhető áram mennyiségét. Az elmúlt évtizedekben Magyarország, sőt, egész Kelet-Európa nyári égboltja látványosan világosabb lett. A levegőtisztaság javulása – a nehézipar visszaszorulása és a légszennyezés elleni nemzetközi intézkedések révén – jelentősen csökkentette az aeroszolrészecskék mennyiségét. Ezzel nemcsak több napsütés tudott átjutni a légkörön, de a nedvesség kicsapódását segítő apró részecskék hiánya miatt a felhőképződés is visszaesett, különösen nyáron. Ennek eredményeként Magyarországon ma átlagosan 29 olyan naposabb nyári nap van évente, amikor a besugárzás meghaladja a 270 W/m²-t – tízzel több, mint a rendszerváltás előtt.

Úgy tűnik, a napenergia-technológia felfutása éppen a megfelelő időpontban következett be – a kérdés csak az, hogy mit várhatunk a jövőben, és hogyan befolyásolja a várakozásainkat a klímaváltozás. Ennek jártak utána az ELTE Meteorológiai Tanszékének kutatói. Szabó Péter, Kristóf Erzsébet és Pongrácz Rita a klímaváltozás két legújabb forgatókönyvét hasonlították össze: az egyik szerint a kibocsátáscsökkentés csak a 2040-es években indul be (realista jövőkép), a másik szerint folytatódik az eddigi „business-as-usual” trend (pesszimista jövőkép). A modellek alapján nyáron már alig várható további világosodás – az országban legfeljebb 1–5 nappal nőhet a naposabb napok száma a század végéig.

A szél nem segít, a forróság viszont árt
Nem meglepő, hogy minél erősebb a napsugárzás, annál több energiát lehet elvileg előállítani belőle. Az viszont kevésbé ismert, hogy a túlzott hőség rontja a napelemek hatékonyságát, míg a szél javítja azt, mivel hűti a rendszereket.

Advertisement

A jövő szélviszonyai a klímamodellek eredményei szerint nem változnak jelentősen, így nem várható, hogy a hűtőhatás javíthatná a napelemek teljesítményét. A hőmérséklet viszont biztosan nő, a pesszimista jövőkép szerint sokkal erőteljesebben, így az összes nyári napot tekintve a napenergia-potenciál csökkenése várható itthon. Míg a realista jövőkép szerint gyenge növekedés, azaz pozitív hatás várható, leginkább a Dunántúlon.

Különösen a naposabb nyári napokon lesz érzékelhető a visszaesés: akár másfél napnyi paksi erőmű-termelésnek megfelelő energiát is elveszíthetünk évente a pesszimista forgatókönyv szerint. Ha az összes nyári napot tekintjük, akkor a realista forgatókönyv szerint még akár egy napnyi energiát nyerhetünk is, miközben a pesszimista szerint nagyjából ugyanennyit veszítünk majd. Ráadásul a klímaváltozás nemcsak a napelemek hatásfokára van hatással. A forróbb nyarak rövidítik az élettartamukat, a gyakoribb viharok kárt tehetnek bennük, a klímaváltozással gyakoribbá váló szaharai porviharok pedig csökkenthetik a besugárzást és a hatékonyságot is.

Advertisement

A kutatás végső tanulsága egyértelmű: minél előbb csökkentjük a globális üvegházgáz-kibocsátást, annál kisebb veszteséggel számolhatunk – nemcsak a napelemek, hanem az egész energiagazdálkodás szempontjából is.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák