Zöld Energia
Itt a napelem, amely esőben is termel
Német szakértők speciális, triboelec nanogenerátoros bevonatú napelemeket hoztak létre, a tömegtermeléshez viszont további vizsgálatok szükségesek.
A napelemek az elmúlt években elképesztő fejlődésen estek át, nem csoda, hogy világszerte folyamatosan terjednek. Használhatóságuk egyik komoly gátja ugyanakkor, hogy rossz időben visszaesik a termelésük, télen akár hónapokra drámaian csökkenhet az előállított energia mennyisége. Sok mérnökcsapat jelenleg is azon dolgozik, hogy orvosolja ezt a problémát.
Német kutatók most olyan napelemet fejlesztettek ki, amely esőben is képes energiát termelni – számol be az Agroinform. A szakértők triboelec nanogenerátorokkal (TENG) vonták be az eszközöket, ezek képesek a külső mechanikai energiát árammá alakítani. A megközelítésnek köszönhetően a napelemek az esőcseppeket is hasznosítani tudják.
A német kutatóknak a technológiával laboratóriumi körülmények között 50-100 watt villamos energiát sikerült előállítaniuk, ez a napelem optimális teljesítményének körülbelül 20-30 százaléka. Ez azt jelenti, hogy a speciális bevonatú napelemes rendszer még rossz időjárás esetén is jelentős mennyiségű áramot tudna biztosítani.
Fontos ugyanakkor kiemelni, hogy a laboratóriumi körülmények gyakran eltérő eredményt hoznak, mint ami a valóságban várható. Kínai szakemberek gyakorlati kísérleteik során arra jutottak, hogy a triboelec nanogenerátoros napelemekkel elért villamosenergia-nyereség sokkal gyengébb, mint amit a német vizsgálatok mutattak. Mindez azt jelenti, hogy további kutatások, kísérletek szükségesek ahhoz, hogy hatékony, tömegtermelésre alkalmas eszközöket hozzanak létre.
Ennek ellenére a németországi csapat szerint a közeljövőben megkezdődhet a TENG cellák sorozatgyártása, igaz, azokat nem napelemekben, hanem a textiliparban hasznosítanák. Az ötlet lényege az, hogy bizonyos ruházatok a technológia révén hamarosan áramot generálhatnak pusztán azáltal, hogy viselőjük mozog. A kutatók abban reménykednek, hogy az új termék iránt a mezőgazdasági termelők és más szakemberek is érdeklődést mutatnak majd.
Zöld Energia
Vége lehet a napelemek túlmelegedésének? Új hűtési technológiát teszteltek
Szaúd-arábiai és algériai kutatók olyan passzív napelemes hűtési rendszert fejlesztettek, amely akár 9 Celsius-fokkal csökkentheti a panelek hőmérsékletét, miközben javítja a rendszer hatékonyságát.
Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet az Ön rendszere! Ingyenes kalkulálás itt (x)
Szaúd-Arábiai és algériai kutatók olyan új, passzív hűtési megoldást fejlesztettek ki fotovoltaikus-termikus (PVT) rendszerekhez, amely lépcsőzetes légcsatornát és perforált, V alakú alumínium bordákat alkalmaz a napelemek mögött. A számítógépes szimulációk szerint a konstrukció akár 9 Celsius-fokkal is csökkentheti a napelemek felületi hőmérsékletét, miközben a rendszer maximális hőtechnikai hatásfoka elérheti a 31 százalékot. A megoldás különösen a magas napsugárzási intenzitású, száraz éghajlatú térségekben lehet érdekes. A fejlesztés alapötlete, hogy a hagyományos napelemes rendszerekben a felmelegedő modulok mögött kialakuló, viszonylag állandó légréteg akadályozhatja a hő távozását. A kutatók ezért egy lépcsőzetes kialakítású légcsatornát alkalmaztak, amelynek feladata a természetes légáramlás megzavarása és a hőátadás javítása. A rendszer további fontos elemei a perforált, V alakú alumíniumbordák, amelyek növelik a hőleadásra rendelkezésre álló felületet, valamint elősegítik a levegő keveredését.
A konstrukció egyik legfontosabb tulajdonsága, hogy teljesen passzív módon működik. A levegő áramlását a hőmérséklet-különbségből eredő felhajtóerő biztosítja, így nincs szükség ventilátorokra, szivattyúkra vagy külső energiaforrásra. Ez nemcsak az energiafelhasználást csökkentheti, hanem az üzemeltetést is egyszerűbbé teheti, mivel kevesebb mozgó alkatrészre van szükség.
A kutatók az ANSYS Fluent szoftver segítségével végeztek számítógépes áramlástani és hőátadási szimulációkat. A vizsgált PVT-kollektor 2,4 méter hosszú és 0,54 méter széles volt, a szerkezetet pedig 32 fokos dőlésszögben modellezték. A napelemmodul mögött elhelyezett lépcsőzetes légcsatorna két levegőbevezető nyílással és egy kivezetéssel rendelkezett. A perforált alumíniumbordák 5 milliméter átmérőjű nyílásokat kaptak.
Az eredmények szerint az új konstrukció maximális hőtechnikai hatásfoka 31 százalék volt, szemben a referencia-rendszer 29,4 százalékos értékével. Az elektromos hatásfok 14,8 százalékot ért el, míg az összehasonlítási alapként használt rendszer 14,6 százalékot produkált. A legnagyobb hőteljesítmény 400 watt, az elektromos teljesítmény pedig 180 watt volt. A napelem felületi hőmérsékletét a passzív hűtési megoldás akár 9 kelvinnel, vagyis 9 Celsius-fokkal mérsékelte.
A gazdaságossági számítások derült időjárási körülmények között 5,8 éves, felhős időben pedig 7,2 éves megtérülési időt jeleztek. A kutatók becslése szerint egy tíz panelből álló rendszer évente 3,2 tonna szén-dioxid-kibocsátás elkerüléséhez járulhat hozzá, ami 25 év alatt összesen 80 tonnát jelenthet.
A kutatás eredményeit az Ain Shams Engineering Journal című tudományos folyóiratban publikálták, „A computational investigation of a staircase-configured PVT air system with perforated V-shaped fins for passive cooling” címmel. A tanulmányban a szaúd-arábiai Al-Madinai Iszlám Egyetem, az algériai El Oued Egyetem és a Megújulóenergia-fejlesztési Központ kutatói működtek közre.
Fontos korlátozás: az eredmények számítógépes szimulációkon alapulnak, ezért a tényleges üzemi teljesítmény és a számított megtérülés igazolásához további gyakorlati tesztekre is szükség lehet.
Borítókép: pv magazine / ai
-
Zöldinfó4 nap telt el a létrehozás ótaA Duna alacsony vízállása miatt veszélybe kerülhet Budapest ivóvízbázisa
-
Zöldinfó1 hét telt el a létrehozás óta
Hidrogénnel töltenék meg a jövő energiahálózatait: fontos teszt indul Romániában
-
Zöldinfó3 nap telt el a létrehozás ótaEgy újabb figyelmeztető jel: teljesen eltűnt a Triglav-gleccser
-
Zöldinfó4 nap telt el a létrehozás ótaÚj lendületet kaphat az építőipar: milliárdos beruházásokat indíthatnak el az új lakástámogatások
-
Zöldinfó24 óra telt el a létrehozás ótaRekordmeleg nyarak jöhetnek: így tehetik ellenállóbbá épületeiket a vállalkozások
