Kapcsolatfelvétel

Zöldinfó

Magyar kutatóknak köszönhetően lesznek még hatékonyabbak a napelemek

Létrehozva:

|

A szakértők szerint a metilammónium-ólom-halid-perovszkit nevű anyagcsalád alkalmazása rendkívül ígéretes a napelemiparban.

A napelemek az elmúlt évtizedekben elképesztő fejlődésen estek át, de a kutatók szerint a technológiában még mindig rengeteg kiaknázatlan lehetőség rejlik. A fotovoltaikus megoldások az élet egyre több területén jelennek meg, mérséklik az emissziót, illetve csökkentik az villanyszámlákat. Napjainkban, az energiaválság idején a napelemek különösen nagy jelentőséggel bírnak. A technológia az elkövetkező időszakban bizonyosan még fejlettebbé válik majd, az ipar például komoly erőforrásokat fordít arra, hogy megtalálja a hagyományos, szilícium alapú napelemes anyagok hatékonyabb alternatíváit. Ilyen ígéretes jelölt a nemrégiben felfedezett, úgynevezett metilammónium-ólom-halid-perovszkit család, amely rendkívüli fotovoltaikus tulajdonságokkal bír, könnyű és olcsón előállítható – írja az alternativenergia.hu.

Míg a hagyományos anyagok tipikus hatásfoka 15 százalék körül mozog, addig az új anyagcsalád használatával laboratóriumi körülmények között már 30 százalékos hatásfokot is elértek. A szakértők abban bíznak, hogy az arány tovább növelhető, a nem szilícium alapú anyag napelemes felhasználása pedig további anyagok vizsgálatára sarkallja a kutatókat.

Advertisement

Ezt a különleges, új családot vizsgálták a közelmúltban magyar kutatók részvételével. A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) munkatársai szerint a napelem-alapanyagok a fény energiáját úgy hasznosítják, hogy a bejövő fotonok hatására bennünk elektronlyuk-párok jönnek létre, amelyek aztán áramot termelnek. A napelem belsejében gerjesztett töltéshordozó párok mennyisége, illetve élettartama rendkívül fontos a felhasználhatóság szempontjából, rekombináció esetén a gerjesztett elektronlyuk-párok például megsemmisülnek. A félvezető anyagban a rekombináció előtt a réteget elhagyó töltéshordozók révén termelődik energia, az új típusú félvezetők rekombinációs idejének vizsgálatából ezért jobban megismerhető napelemként való felhasználhatóságuk.

A BME munkatársai új tanulmányukban ezért a rekombinációs időt, valamint a gerjesztett töltéshordozó mennyiséget elemezték. A publikáció vezető szerzője Bojtor András, az egyetem doktorandusza, aki tanulmányai mellett a Semilab Félvezető Fizikai Laboratórium Zrt.-nél dolgozik. A vizsgálatot Forró László professzorral végezte a Lausanne-i Svájci Szövetségi Műszaki Egyetemen.

Advertisement

Megannyi lehetőség

A napból négyzetméterenként megközelítőleg 1 kilowatt fényteljesítmény érkezik, hazánkban pedig átlagosan 2000 az éves napsütéses órák száma. Átlagos fekvésnél és tájolásnál úgy lehet számolni, mintha a napelemeket 1000 órán át derékszögben sütné a nap. Évi 2500 kilowattóra fogyasztás mellett tehát a rendszernek 2500 wattos csúcsteljesítménnyel kell bírnia. A jelenlegi technológia hatásfokát figyelembe véve ehhez 17 négyzetméternyi napelem szükséges, az új megoldásoknak köszönhetően a méret ugyanakkor tovább csökkenhet. A technológiával emellett olyan fotovoltaikus rendszereket is létrehozhatnának, melyek autók tetejére telepíthetőek. Ezek segítségével az elektromos járművek magukat tölthetnék, ami tovább mérsékelné a fenntartási költséget és az emissziót. Mivel egy átlagos személyautón 4 négyzetméternyi napelem fér el, 10 kilowattóra energia pedig megközelítőleg 100 kilométer megtételéhez elég. Amennyiben kellően nagy a napelemes rendszer hatásfoka, az autó minden nap akár 100 kilométert is megtehetne „saját” energiával.

Advertisement

A BME és az Eötvös Kutatási Hálózat Wigner Fizikai Kutatóközpont munkatársai a Lausanne-i Svájci Szövetségi Műszaki Egyetemen és az amerikai Notre Dame-i Egyetem szintén többnyire magyar kutatóival vizsgálták a metilammónium-ólom-halid-perovszkitekben a keletkező töltéshordozók élettartamát és azok számát. A vizsgálat során 4 kelvinre hűtötték a család három eltérő anyagát, majd a hőmérséklet emelésével, 300 kelvinig figyelték a rekombinációs folyamatot. A szakértők azt dokumentálták, hogy az anyagok szerkezeti átalakulásai miként hatnak a napelem-hatásfokra, amiből meg tudták állapítani, hogy milyen további elemzések szükségesek.

Összehasonlították a jódot, brómot és klórt tartalmazó mintát, megfigyelték a minta gyors és lassú hűtése során jelentkező különbséget, illetve három, eltérő mintakészítési módszerrel létrehozott metilammónium-ólom-bromid kristálynál a morfológia rekombinációra gyakorolt hatását. „Nagyon izgatottak vagyunk, hogy a kutatásaink révén esetleg a napelem anyagok újabb generációja előtt nyílhat meg az út, egyben lelkesen folytatjuk a további kutatásokat ebben az irányban” – mondta Simon Ferenc, a BME egyetemi tanára.

Advertisement

Zöldinfó

A természet nem tőlünk független, a magyar nemzeti parkok új korszakba lépnek

A tíz hazai nemzeti parkban megvalósuló európai uniós fejlesztések mára az állami természetvédelem legfontosabb eszközei közé tartoznak.

Létrehozva:

|

Szerző:

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

A tíz hazai nemzeti parkban megvalósuló európai uniós fejlesztések mára az állami természetvédelem legfontosabb eszközei közé tartoznak, segítségükkel nemcsak élőhelyeket állítanak helyre és fajokat védenek meg, hanem a természet iránti tiszteletet is továbbadják a jövő nemzedékének – hangoztatta Nagy István agrárminiszter a Győr-Moson-Sopron vármegyei László-majorban. A tárcavezető az Őshonos háziállatfajták tartását segítő fejlesztések a Natura 2000 gyepterületek megőrzéséért a Fertő-Hanság Nemzeti Parkban elnevezésű projekt elindításán kiemelte, hogy a természet védelme a kormány számára nem pusztán feladat, hanem hivatás és felelősség. Hangsúlyozta, hogy az elmúlt években az Európai Unió társfinanszírozásával megvalósuló természetvédelmi fejlesztések az állami természetvédelem motorjává váltak. 2014 és 2020 között 109 projekt valósult meg 42 milliárd forint támogatással, 182 ezer hektáron, a 2021-től 2027-ig tartó ciklusban pedig újabb 42 milliárd forint szolgálja a magyar természetvédelmet, amiből 60 kiemelt fejlesztés indul országszerte több mint 70 ezer hektáron. Közöttük van a Fertő-Hanság Nemzeti Park beruházása is – írta meg az alternativenergia.hu.

Nagy István elmondta, hogy a nemzeti park beruházása bizonyítja, hogy ha jól használjuk fel a közös európai forrásokat, akkor azok helyben maradó értéket teremtenek. Felidézte, hogy a nemzeti park három évtizede őrzi és gondozza a tájat, nemcsak védi a természetet, hanem hidat is épít a természeti örökség és a mindennapi élet között. A Hanság lápvilága, a Fertő tó madárparadicsoma, a Répce-menti gyepek és a pannonhalmi tájvédelmi körzet bár külön-külön világ, mégis egy összetartozó ökológiai egység, egyszerre őriz múltat és mutat jövőt – fogalmazott. Elmondta, hogy a most induló és 2028 év végéig tartó beruházás 680 millió forint vissza nem térítendő támogatást kap. Célja, hogy erősítse a fenntartható legeltetési és gyepgazdálkodás alapjait, hozzájáruljon a térség biológiai sokféleségének megőrzéséhez.

Cél továbbá az ökológiai egyensúly erősítése, a helyi gazdálkodás, a turizmus és a környezeti nevelés lehetőségeinek bővítése. A természetvédelmi beavatkozások mellett a projekt a környezeti nevelést és az ökoturizmust is szolgálja – mondta. Kiemelte, hogy az ökoturizmus és a szemléletformálás a legjobb módja annak, hogy az emberek megértsék, a természet nem tőlünk független dolog, hanem az életünk szerves része. Hozzátette, hogy a természetvédelem sikere mindig az embereken múlik. Barcza Attila, a térség fideszes országgyűlési képviselője azt mondta, hogy László-major ezzel a fejlesztéssel nagy előrelépést tehet a látogatók számának növelésében és a szemléletformálásában. Kulcsárné Róth Matthaea, a Fertő-Hanság Nemzeti Park igazgatója arról beszélt, hogy a Környezeti és Energiahatékonysági Operatív Program Plusz révén idén és jövőre mintegy 2,3 milliárd forint érkezik a nemzeti parkhoz fejlesztésre.

Advertisement

Simon Anikó pályázati referens elmondta, hogy a most induló fejlesztés részeként egyebek mellett akadálymentesített bemutatótereket alakítanak ki a majorság területén, olyan környezeti nevelési és szemléletformáló programokat szerveznek őshonos magyar állatfajták bemutatására. Fejlesztik a gépparkot, bővítik a takarmánytárolási kapacitást, új állategészségügyi épületet alakítanak ki és korszerű karámokat építenek.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák