Kapcsolatfelvétel

Zöld Energia

Hatékonyabb napelemeket hozhat el egy új kínai fejlesztés

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.

Létrehozva:

|

Mi az a sugárzási hűtés?

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

Advertisement

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.

A kamra felépítése:

Advertisement
  • 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.

Kísérleti eredmények

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.

Az új rendszerről a kutatók a Cell Reports Physical Science szaklapban publikáltak részletes tanulmányt. A fejlesztésben részt vettek a Nanking Légi- és Űrhajózási Egyetem és a Kínai Tudományos Akadémia kutatói.

Advertisement

Nemzetközi trendek

A sugárzási hűtést egyre több kutatócsoport alkalmazza a napelemek hatékonyságának növelésére. Ilyen kutatásokat végeztek már az Egyesült Államokban, Spanyolországban, Jordániában és Kuvaitban is. Az új technológia hozzájárulhat a napenergia még fenntarthatóbb és hatékonyabb hasznosításához.

Advertisement

Kép: pv magazine

Advertisement

Zöld Energia

Aeroszolok a levegőben: új előrejelzés segítheti a napelemes rendszerek hatékony működését

A levegőben lévő aeroszolok által elnyelt és szórt fény mennyiségéről is közöl előrejelzéseket a HungaroMet.

Létrehozva:

|

Szerző:

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

A levegőben lévő aeroszolok által elnyelt és szórt fény mennyiségéről is közöl előrejelzéseket a HungaroMet Zrt. a légszennyezettséggel foglalkozó oldalán, a https://legszennyezettseg.met.hu-n – írja az alternativenergia.hu. Az oldalon a fejlesztésről beszámolva azt írták, az aeroszol optikai mélység (AOD) azt mutatja meg, hogy a levegőben lebegő apró szilárd és folyékony részecskék (aeroszolok) mennyi napfényt szórnak szét vagy nyelnek el. Ez az elsődleges mérőszáma annak, hogy az aeroszolok hogyan csökkentik a direkt napsugárzás intenzitását és növelik a szórt sugárzást, különösen derült égbolt esetén. A magas AOD összefügg a rossz levegőminőséggel és a csökkent látótávolsággal. Hozzátették: az AOD a napenergia-termelésben is kulcsfontosságú lehet. A koncentrált napenergia-rendszerek (CSP) teljes mértékben a közvetlen normál besugárzásra támaszkodnak, vagyis a Napból érkező közvetlen, koncentrálható sugárzásra, így a magas AOD-érték jelentősen csökkenti ezen rendszerek hatásfokát és energiatermelését.

A fotovoltaikus (PV) panelek – a hagyományos tetőre szerelt vagy nagyerőművi napelemek – a globális vízszintes besugárzást hasznosítják, amely magában foglalja mind a közvetlen, mind a szórt sugárzást. A magas AOD ebben az esetben is csökkenti az energiatermelést, de ezek a rendszerek kevésbé érzékenyek erre a hatásra, mivel a légkörben szétszóródott, diffúz sugárzás jelentős részét továbbra is képesek hasznosítani. Azonban mindkét rendszer működésében problémát jelenthet a levegőből kiülepedő aeroszolrészecskék napelemekre és napkollektorokra történő lerakódása, mert ez a lerakódott réteg csökkenti a berendezésekre jutó napsugárzás mennyiségét, így teljesítménycsökkenést eredményez – ismertették.

Közölték, a Copernicus Légkörmegfigyelő Szolgálat (CAMS) naponta készít és tesz közzé öt napra szóló AOD-előrejelzéseket. A teljes aeroszol optikai mélység mellett különböző komponensekre – így például tengeri sóra, porra, biomassza-égetésre, koromra és szulfátra – vonatkozóan is készítenek előrejelzést, ez segít azonosítani, hogy milyen forrásból származó aeroszol-részecskék felelnek leginkább a légkör napfényáteresztő képességének romlásáért. A https://legszennyezettseg.met.hu/modellezes/aod oldalon a Kárpát-medence tágabb területére fókuszáló területen jelenítik meg a CAMS AOD-előrejelzéseit, az ötnapos előrejelzést háromórás léptetéssel lehet megtekinteni.

Advertisement

Felhívták a figyelmet arra: a levegőminőség várható alakulásának nyomon követése mellett a térképes megjelenítéssel szeretnének a napenergiában érdekelteknek is hasznos információt nyújtani. Az előrejelzések segíthetnek felkészülni a termelésben esetlegesen tapasztalható visszaesésekre és a tisztítások ütemezésére – írták.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák