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.
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
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:
- 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
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.
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.
Kép: pv magazine
Zöld Energia
Nem minden felhő egyforma: új modell segíti a napenergia pontosabb előrejelzését
Egy kutatócsoport azt elemezte, hogy a különböző felhőtípusok miként hatnak a napsugárzás-előrejelzésekre.
Spóroljon a villanyszámláján! Kérje ingyenes napelem kalkulációnkat itt! (x)
Egy nemzetközi kutatócsoport azt vizsgálta, hogy miként befolyásolják a különböző felhőtípusok a napenergia-termelés előrejelzésének pontosságát – számol be a PV Magazine. A felhők köztudottan jelentős kihívást jelentenek ezen a területen, mivel eltérő makro- és mikrofizikai, valamint optikai tulajdonságaik hatással vannak az elnyelt, illetve a visszavert napfény mennyiségére. Ez a komplexitás komoly bizonytalanságot okoz az előrejelzésekben, különösen gyorsan változó felhőformációk esetén. A kutatás az amerikai Energiaügyi Minisztérium ARM (Atmospheric Radiation Measurement) programjának 2001-2014 között gyűjtött adataira épült. A szakemberek nyolc fő felhőtípus hatásait elemezték az előrejelzések vonatkozásában, a vizsgált fajták a Cumulus, a Stratus, az Altocumulus, az Altostratus, a Cirrostratus, a Cirrus, a Congestus és a Cumulonimbus voltak – a felhőket a szakemberek az élőlényekhez hasonlóan gyakran nemekbe és fajokba sorolják.
A tudósok fizikainformált, adatvezérelt modelleket alkalmaztak, amelyek figyelembe veszik a felhők és napsugárzás közötti kölcsönhatásokat. Ezeket az ARM South Great Plain Central Facility nevű, az USA középső részénél fekvő létesítményénél végzett mérések alapján tesztelték. A vizsgálat során a modellek pontosságában világos trend rajzolódott ki: a legjobb eredményeket a vékony, gyenge konvektív felhők (például Cirrus) esetén kapták, míg a legrosszabbakat az erős konvektív, bonyolult térszerkezetű felhőknél, ilyenek többek között a Cumulonimbus nembe sorolt formációk.
A tanulmány kimutatta, hogy a felhőtípusok explicit figyelembevétele 12–33%-os javulást eredményezhet az előrejelzések pontosságában, szemben azokkal a modellekkel, amelyek nem dolgoznak ilyen részletes adatokkal. A kutatók kiemelték: az ilyen fejlesztés kulcsfontosságú a napenergia rendszerbe történő hatékonyabb integrálása szempontjából, különösen a növekvő arányú megújuló energiaforrásokkal működő villamosenergia-hálózatok esetében.
A további finomítás érdekében a kutatócsoport a felhőinformációk közvetlen integrálását, a felhő-sugárzás kölcsönhatások pontosabb fizikai modellezését, valamint fejlettebb gépi tanulási módszerek alkalmazását javasolja.
-
Zöldinfó4 nap telt el a létrehozás ótaDöntést hozott az Alkotmánybíróság a napelemes szaldósok ügyében!
-
Zöld Energia1 hét telt el a létrehozás ótaInkább a szomszéd, mint a napsütés számít, amikor napelemet telepítünk a tetőnkre
-
Zöldinfó1 nap telt el a létrehozás ótaKitiltják az ultrafeldolgozott élelmiszereket és energiaitalokat az iskolákból
-
Zöldinfó6 nap telt el a létrehozás ótaSzaharai porvihar hazánk felett – kutatók a jelenségről és a terjedő álhírekről
-
Zöldinfó4 nap telt el a létrehozás ótaA kozmetikumok vezetik a veszélyes, nem élelmiszeripari termékek listáját