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
A légköri por okozta bizonytalanságok kezelése a napenergia-hálózatokban
Mitől van a szélnek árnyéka? És milyen hatással van ez a napenergia-hasznosításra?
Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet Önnek! Ingyenes kalkulálás itt (x)
Megjelent a HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Földrajztudományi Intézete és a Pannon Egyetem munkatársainak új tanulmánya a Renewable Energy folyóiratban. A kutatás eredményei azt mutatják, hogy Európában egyre gyakoribbá és intenzívebbé váló szaharai porviharos események jelentős hatással vannak a besugárzásra, így a napenergia-termelésre és a napenergia hasznosítására is – olvasható az alternativenergia.hu oldalon. A kutatók a magyarországi helyzet már korábban elemezték, a “The shadow of the wind: the impact of Saharan dust on photovoltaic power generation in the Mediterranean” című cikkben ezúttal kiléptek a Kárpát-medencéből, és a mediterrán térség öt országában – Portugáliában, Spanyolországban, Franciaországban, Olaszországban és Görögországban – vizsgálták a szaharai por napelemes energiatermelésre gyakorolt hatásait a 2019–2023 közötti időszakban.
Az elemzések egyértelműen kimutatták, hogy a porviharos helyzetek idején a fotovoltaikus (PV) energiatermelés átlagosan 25–40%-kal csökken, szélsőséges esetekben pedig a veszteség meghaladhatja az 50%-ot. A PV termelést meghatározó besugárzás visszaesését két fő tényező okozza: (1) a por által kiváltott fényelnyelés és szórás; (2) valamint a fokozott cirrusfelhő-képződés, amely további sugárzáscsökkenést idéz elő. A kutatók azt is megfigyelték, hogy a képződött magasszintű felhők fényvisszaverő-képessége is megnőtt a por hatására, mivel a megnövekedett jégképző-porszemcseszám következtében több, kisebb jégszem képződött, mely a felhőzet világosabb színét eredményezte.
A közelmúlt eseményeinek vizsgálata azt is feltárta, hogy a jelenlegi előrejelzési modellek nem kezelik megfelelően az aeroszol-felhő kölcsönhatásokat. A PV-termelés napi előrejelzéseiben rendszeres hibák jelentkeztek: Portugáliában és Spanyolországban jellemző volt a −15%-os alábecslés, míg Olaszországban és Görögországban +10%-os túlbecslés fordult elő. A kutatás hangsúlyozza a valós idejű pormonitoring és a felhőfolyamatokat is figyelembe vevő előrejelző rendszerek fejlesztésének szükségességét. A szerzők rámutatnak: a klímaváltozás következtében várhatóan egyre gyakoribbak és intenzívebbek lesznek a szaharai porviharok, így a légköri por okozta bizonytalanságok kezelése kulcskérdés a dél-európai villamosenergia-hálózatok megbízható működése és a napenergia-hasznosítás tervezhetősége szempontjából.
-
Zöld Energia5 nap telt el a létrehozás ótaHőszivattyú vagy kondenzációs kazán? Melyik a jobb választás a magyar KKV-knak?
-
Zöld Energia1 hét telt el a létrehozás ótaHárom óra ingyen áram naponta – új energiaprogram indul
-
Zöldinfó7 nap telt el a létrehozás ótaTöbb mint 2000 önkormányzat csatlakozott az idei tűzifaprogramhoz
-
Zöld Energia3 nap telt el a létrehozás ótaHároméves az energiaválság: a magyar lakosság jelentős része hőszivattyús fűtésre állt át
-
Zöldinfó1 hét telt el a létrehozás ótaTartós túlkínálat alakulhat ki, miközben a kereslet növekedése lassul
