Zöld Energia

Itt az öngyógyító napelem

A Solestial napelemes cellái tíz éven át keringtek az űrben egy teszt során.

Létrehozva:

3 év telt el a létrehozás óta

2023-06-04

Szerző:

Vanessza

A francia Alternatívenergia- és Atomenergia-ügyi Bizottság (CEA) megerősítette, hogy az arizonai székhelyű Solestial kifejezetten űri körülményekre gyártott fotovoltaikus cellái képesek a sugárzás okozta károsodások helyreállítására – számol be a PV Magazine. A tesztek alátámasztották, hogy a szilíciumcellák a sugárzás miatti károkat napfényben, 90 Celsius-fokos hőmérsékleten hatékonyan állítják helyre.

Az anyagtudományban az utólagos hőkezelés lényege, hogy lassú hűtéssel kezelik az anyag belső feszültségeit. A Solestial szilícium napelemcelláinak nyitott áramköri feszültsége mindössze 4 százalékkal csökkent, miután tíz évig alacsony Föld körüli pályán voltak kitéve a sugárzásnak. Az automatikus hőkezelés 90 Celsius-fokon zajlott, a vállalat szerint 20 mikron vastagságú cellái több mint 20 százalékos hatékonyságot mutattak.

A cégnél úgy vélik, a tesztek bizonyították az öngyógyító napelemek megvalósíthatóságát a sugárzás okozta degradáció jelentős csökkentése mellett. Ez különösen fontos szempont az űrbe telepített napelemek esetében, amelyeket komoly behatás ér, és amelyeknél hosszú távú működésre van szükség. A Solestial szerint a technológia komoly előnye, hogy szilíciumalapú, míg sok más, az űrben használt napelem gyakran ritkább vagy drágább anyagokból készül.

„A szilíciumban a sugárzás okozta károsodások kezelése magas, például 200 és 250 Celsius-fok közötti hőmérsékleten egyszerűen elvégezhető, de ez nem hasznos az űrben történő alkalmazáskor, hiszen ilyen hőmérsékletet ritkán vagy egyáltalán nem tapasztalni ebben a környezetben” – mondta Romain Cariou, a CEA szakértője. Mint hozzátette, a Solestial cellái a sugárzáshoz köthető károsodást az űrben lévő napelemek normál üzemi hőmérsékletén is képesek gyógyítani, ilyen technológia jelenleg nem érhető el a piacon.

„Várjuk az elkövetkező hónapokban a CEA-val közösen elvégzett további vizsgálatokat, hogy még alacsonyabb hőmérsékleten validáljuk az eredményeket” – nyilatkozta Stanislau Herasimenka, a Solestial vezérigazgatója. „Izgatottan várjuk, hogy megmutathassuk az űriparnak a Solestial ultravékony szilícium napelemeinek és burkolatainak számtalan előnyét” – tette hozzá.

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.

Létrehozva:

4 óra telt el a létrehozás óta

2026-11-05

Szerző:

Hell

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

Tovább olvasom