Kapcsolatfelvétel

Zöld Energia

Könnyebb használatot eredményez a rugalmas napelem egy drónon

A napelemeknek köszönhetően sokkal kötetlenebbül lehet használni a drónt.

Létrehozva:

|

A linzi Johannes Kepler Egyetem olyan rugalmas, ólom-halogenid perovszkit napelemeket fejlesztett ki, amelyek vastagsága kevesebb mint 2,5 μm, fajlagos PV-teljesítménysűrűségük 44 W/g, átlagos teljesítményük pedig 41 W/g – számol be a PV Magazine. Az eszközöket olyan modulokba tudták beépíteni, amelyek tenyérnyi quadcopter típusú drónok meghajtására alkalmasak.

A kutatók által használt 24 cm2-es fotovoltaikus modul lehetővé tette a drón autonóm működését. A megközelítés egyik nagy előnye, hogy nincs szükség kötött töltéshez az energiaellátáshoz. A perovszkit napelemmodulok a drón teljes tömegének mindössze 1/400 th-jával járultak hozzá.

A szubsztrát egy „ultravékony” és átlátszó-vezető-oxid-mentes, 1,4μm vastagságú, 100 nm-es alumínium-oxid réteggel bevont polimerfólia volt. Ez hatékonyan szolgált „gátként” a nedvesség és a gázok ellen. „Az ilyen típusú eszközöknél nincs hely a tipikus tokozási megközelítéseknek, amelyek egyszerűen túl vastagok” – mondta Martin Kaltenbrunner, a csapat vezetője.

Advertisement

 A perovszkit napelemes kutatásainkban fontos, hogy olyan prekurzorokat használjunk, amelyeket a lehető legkevesebb lépésben szintetizálunk. Az egyszerű szintézis kulcsfontosságú, mert azt akarjuk, hogy a technológia skálázható legyen, és hogy az anyaggyártási költségeket kordában tartsuk – tette hozzá Kaltenbrunner.

A szakértők által bemutatott kis felületű perovszkit napelem mérete 0,1 cm2 volt, nyitott áramköre 1,13 V, rövidzárlati áramsűrűsége 21,6 mA cm-2, kitöltési tényezője 74,3%, teljesítmény-átalakítási hatásfoka pedig 18,1%. A nagyobb eszköz aktív cellafelülete 1,0 cm2 volt, átlagos nyitóáramú feszültsége 1,11 V, rövidzárási sűrűsége 20,0 mA cm-2, kitöltési tényezője 65,9%, hatásfoka pedig 14,7 volt.

A drón áramellátására szolgáló modul 24 egymással összekapcsolt 1 cm2-es napelemmel rendelkezett. Az energiaautonóm, napenergiával működő hibrid, kereskedelmi forgalomban kapható quadcopter típusú drón tömege mindössze 13 g volt. A stabilitást és a hosszan tartó kültéri működőképességet tesztelték, és egy külső laboratórium validálta a perovszkit összetétel teljesítményét és tulajdonságait.

Advertisement

A csapat következő célja, hogy tovább fejlessze a technológiát. „Szándékunkban áll olyan könnyű, rugalmas fotovoltaikus megoldások kifejlesztése, amelyek mindenféle robotikát és autonóm járművet képesek ellátni energiával” – mondta Kaltenbrunner.

Advertisement

Zöld Energia

Nem elég több megújuló energia, az energiafogyasztást is át kell alakítani

A zöld átmenet rejtett buktatója: miért nem csökkennek a kibocsátások a megújulók robbanása ellenére?

Létrehozva:

|

Szerző:

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

A megújuló energiaforrások globális térnyerése látványos, mégsem hozza el automatikusan a fosszilis korszak végét – írja az alternativenergia.hu. Egy friss, a Nature Reviews Clean Technology folyóiratban megjelent évértékelő tanulmány szerint a probléma gyökere nem elsősorban a technológiában, hanem az energiaigény alakulásában keresendő. A cikk szerzői, Ürge-Vorsatz Diána és Felix Creutzig arra figyelmeztetnek: ha a megújulók bővülése csak a növekvő fogyasztást fedezi, akkor a kibocsátások érdemben nem fognak csökkenni. Az alábbi tíz állítás a tanulmány legfontosabb megállapításait foglalja össze, bemutatva, miért vált az energiaigény mérséklése és alakítása a dekarbonizáció kulcskérdésévé 2025 után.

A megújulók globális robbanása nem csökkentette a fosszilis energiafelhasználást

A szél- és napenergia-termelés a 2015-ös párizsi klímaegyezmény óta világszerte megnégyszereződött, évente körülbelül 3550 terawattórányi új tiszta villamos energiát adva a rendszerhez. Ez önmagában rendkívüli technológiai siker. A probléma az, hogy ugyanezen időszakban a globális villamosenergia-kereslet még gyorsabban nőtt, mintegy 6930 terawattórával. Ennek következtében az új megújuló kapacitások nagy része nem fosszilis erőműveket váltott ki, hanem az új fogyasztást fedezte. A szerzők szerint ez világosan mutatja, hogy a kínálati oldalon elért áttörések önmagukban nem garantálják a dekarbonizációt.

A villamosenergia-szektor globális CO₂-kibocsátása nőtt a klímapolitikai áttörések ellenére

A villamosenergia-termeléshez kapcsolódó globális szén-dioxid-kibocsátás 1,8 gigatonnával emelkedett 2015 óta. Ennek az adatnak az adja az igazi súlyát, hogy ugyanebben az időszakban zajlott le a megújuló energiák eddigi leggyorsabb globális felfutása. A növekvő kibocsátás oka nem technológiai kudarc, hanem strukturális: az energiaéhség olyan mértékben nőtt, hogy „felszívta” a zöldenergia-többletet. A cikk egyik kulcsüzenete, hogy ez nem átmeneti anomália, hanem rendszerszintű jelenség.

Advertisement

Az Európai Unió bebizonyította, hogy gazdasági növekedés mellett is csökkenthető az energiaigény

Az Európai Unió ellenpéldát mutat a globális trendekkel szemben. Itt a villamosenergia-kereslet 2008-ban tetőzött, majd azóta körülbelül 10 százalékkal (≈270 TWh) csökkent, miközben a reál GDP mintegy 24 százalékkal nőtt. Ez azt jelenti, hogy a gazdasági növekedés nem járt együtt nagyobb energiafogyasztással. Ennek eredményeként az EU-ban a megújulók valóban fosszilis termelést tudtak kiszorítani: 680 TWh új szél- és napenergia-termelés kb. 800 TWh fosszilis áramtermelést váltott ki, és 600 millió tonnával csökkentette az ágazat kibocsátását.

2025 fordulópont volt: először nőtt gyorsabban a tiszta áramtermelés, mint a kereslet

2025 első három negyedévében a napenergia-termelés 498 TWh-val nőtt, ami 31 százalékos éves növekedésnek felel meg. A szél- és napenergia együttes bővülése 635 TWh volt, miközben a globális villamosenergia-kereslet növekedése 603 TWh-ra lassult. Ez volt az első alkalom, hogy a tiszta villamosenergia-termelés gyorsabban nőtt, mint a kereslet, ami elvileg lehetőséget teremtett a kibocsátások stagnálására. A szerzők azonban hangsúlyozzák: ez nem garantált trendforduló, hanem rendkívül sérülékeny állapot.

Advertisement

Az adatközpontok és a mesterséges intelligencia új energiaigény-robbanást indítanak el

A digitális gazdaság energiaigénye a következő évek egyik legfontosabb hajtóereje lesz. Az adatközpontok jelenleg körülbelül 415 TWh villamos energiát fogyasztanak, ami a globális áramfelhasználás 1,5 százaléka. A International Energy Agency előrejelzése szerint ez az érték 2030-ra 945 TWh-ra nőhet, vagyis több mint megduplázódik. A mesterséges intelligencia alkalmazásai különösen energiaigényesek, és a cikk szerint ez a keresleti hullám önmagában képes lehet semlegesíteni a megújulók gyors bővülését.

A globális felmelegedés önmagát erősítő energiaigény-növekedést okoz

A klímaváltozás nemcsak kibocsátási, hanem keresleti probléma is. A magasabb hőmérsékletek miatt egyre nagyobb a hűtési igény az épületekben. A cikk szerint 2024-ben a melegebb időjárás 0,7 százalékponttal, azaz mintegy 208 TWh-val növelte a globális villamosenergia-keresletet 2023-hoz képest. Az IEA becslése szerint a hűtés az épületek leggyorsabban növekvő energiafelhasználási területe, évente 4 százalék feletti bővüléssel, ami 2035-ig fennmaradhat a jelenlegi szakpolitikák mellett.

Advertisement

A megújulók időjárásfüggősége miatt a kereslet alakítása rendszerkritikus kérdéssé vált

A megújuló energiák egyik legnagyobb strukturális kihívása az időjárásfüggő termelés. A cikk hangsúlyozza, hogy a rendszer stabilitását nem lehet kizárólag kínálati oldali megoldásokkal biztosítani. A kereslet rugalmassága – vagyis az, hogy mikor és hogyan használjuk az energiát – egyre fontosabbá válik. Modellezések szerint már kétórás keresleteltolás a napenergia-termeléshez igazítva 0,4%-kal csökkenti a rendszerköltségeket, míg a csúcsidei fogyasztás 3,7%-os visszafogása akár 0,9%-os költségcsökkenést is eredményezhet. Ezek az értékek azt mutatják, hogy a keresleti oldali beavatkozások nem kiegészítő „finomhangolások”, hanem a rendszer működőképességének alapfeltételei.

Az elektromos járművek egyszerre jelentenek problémát és megoldást az energiarendszerben

Az elektromos járművek gyors terjedése jelentős új villamosenergia-igényt generál. 2024-ben globálisan mintegy 180 TWh áramot fogyasztottak, ami a világ végső villamosenergia-felhasználásának 0,7%-a. Európában ez az arány 2030-ra akár 4%-ra is nőhet. Ugyanakkor a cikk szerint az elektromos járművek nem csupán terhelést jelentenek, hanem kulcsszereplői lehetnek a keresleti rugalmasságnak is. Akkumulátoraik révén alkalmasak lehetnek a fogyasztás időzítésére és a hálózat tehermentesítésére, háztartási és rendszerszinten egyaránt. A szerzők érvelése szerint az elektromos közlekedés klímahatása nagyban attól függ, hogy passzív fogyasztóként vagy aktív rendszerkomponensként kezeljük-e ezeket a járműveket.

Advertisement

A várostervezés az egyik legerősebb, mégis alulértékelt klímaeszköz

A cikk kiemeli, hogy az energiaigény nem pusztán technológiai kérdés, hanem térbeli és társadalmi döntések következménye is. A városszerkezet, az infrastruktúra és az elérhetőség alapvetően meghatározza, mennyire vagyunk rászorulva az energiaintenzív közlekedési formákra. A szerzők több példát is hoznak: London belvárosában ma kétszer annyi ingázó közlekedik kerékpárral, mint autóval, Párizsban pedig a kerékpárosok száma már meghaladja az autósokét. Ezek az eredmények nem spontán életmódváltásból, hanem tudatos infrastrukturális beavatkozásokból – például fizikailag elválasztott, biztonságos kerékpárutak építéséből – születtek. A tanulság egyértelmű: az energiaigény csökkentése sok esetben nem egyéni döntések, hanem kollektív tervezési döntések eredménye. Egyes gazdaságokban ráadásul a gépjárműhasználat csúcspontját is elérhették: például a brit férfiak 2024-ben 21%-kal kevesebbet vezettek, mint 2002-ben, az Egyesült Királyság közlekedési minisztériumának adatai szerint.

Villamosenergia-termelés és -kereslet. A 2025 és 2030 közötti többlet villamosenergia-igény várhatóan felemészti az előrejelzett, gyors megújulóenergia-bővülést. Adatok az IEA Renewables 2024 és az Energy Efficiency 2025 jelentésekből, valamint az Ember adatbázisából.
Villamosenergia-termelés és -kereslet. A 2025 és 2030 közötti többlet villamosenergia-igény várhatóan felemészti az előrejelzett, gyors megújulóenergia-bővülést. Adatok az IEA Renewables 2024 és az Energy Efficiency 2025 jelentésekből, valamint az Ember adatbázisából. Forrás: Nature Reviews Clean Technology

Valódi dekarbonizáció nem érhető el az energiaigény tudatos csökkentése nélkül

A cikk végső, legátfogóbb állítása szerint a technológiai fejlődés önmagában nem elegendő. Keresleti oldali intézkedések nélkül a megújulók bővülése 2025 és 2030 között várhatóan teljes egészében elnyelődik az új energiaigényben. A szerzők szerint a keresleti megoldások – hatékonyság, fogyasztáscsökkentés, rugalmasság – 2030-ra akár 1000–2000 TWh villamosenergia-igényt is elkerülhetnek, ami a fosszilis alapú áramtermelés iránti keresletet akár 10 százalékkal mérsékelheti. Ez nem kiegészítő elem, hanem a siker feltétele.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák