Zöldinfó
Magyar kutatóknak köszönhetően lesznek még hatékonyabbak a napelemek
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.
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.
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.
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.
Zöldinfó
Lajtos kocsik és napelemes kutak segítik a szomjazó erdei élővilágot
Aszály elleni védekezésbe kezdett a somogyi erdőkben a SEFAG erdőgazdaság.
Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet az Ön rendszere! Ingyenes kalkulálás itt (x)
Aszály elleni védekezésbe kezdett a somogyi erdőkben a SEFAG erdőgazdaság, egyebek mellett lajtos kocsikkal és napelemes kutakkal igyekszik enyhíteni a vízhiányon – tájékoztatta a SEFAG Erdészeti és Faipari Zrt. az MTI-t. A somogyi erdőterületeken gazdálkodó állami tulajdonú társaság közleménye szerint a klímaváltozás immár tavasztól késő őszig sújtja az erdőket, és a tartós szárazság rendkívüli kihívás elé állítja a somogyi vadállományt is – olvasható az alternativenergia.hu oldalon. Az erdőgazdaság tavasz óta folyamatosan végzi a vízpótlási munkálatokat azokon a területeken, amelyeken vízhiány lépett fel, illetve a természetes források már kiszáradtak.
Egyes helyeken napelemes kutak létesítésével segítették a szárazabb régiók állandó vízellátását, máshova lajtos kocsikkal hordták ki a vizet. Utóbbi módszerrel rendszeresen feltöltötték a mesterséges dagonyákat is, ezzel is segítve a teljes erdei élővilágot, a legkisebb rovaroktól a védett hüllőkön, kétéltűeken át az énekesmadarakig és az emlősökig.
Az erdőgazdaság tavaly kezdte nagyszabású, átfogó vízmegtartási projektjeinek megvalósítását. Ezek részeként folyamatosan újítják fel a vízvisszatartó védműveket, forrásokat tisztítanak meg, felfogják az erdészeti utakról és más burkolt felületekről lefolyó csapadékvizet, az elfolyó víz sebességét pedig igyekeznek csökkenteni. Gondoskodnak a beszivárogtatásról és beszivárogtató területek, időszakos vízgyűjtő medencék kialakításáról, kisebb gátak, természetes anyagokból épített vízvisszatartó akadályok létesítéséről.
A kaposvári székhelyű, több mint 400 embert foglalkoztató SEFAG Erdészeti és Faipari Zrt. az ország egyik legnagyobb állami erdő- és legnagyobb vadgazdálkodója, kezelésében több mint 89 ezer hektár földterület áll, amelynek mintegy 94 százaléka erdő. Működési területe Somogy mellett Baranya, Zala, Veszprém és Tolna vármegyére is kiterjed. Fő tevékenységei közé tartozik a fenntartható erdőgazdálkodás, az erdőfelújítás és -telepítés, a vadgazdálkodás, emellett az erdőkhöz kapcsolódó turisztikai szolgáltatásokat is biztosít. A társaság 2025-ben 456 ezer köbméter fát termelt ki erdeiből, amely erdőtervi lehetősége 80 százaléka – olvasható a SEFAG 2025-ös tájékoztatójából.
-
Zöldinfó5 nap telt el a létrehozás ótaCsatlakozott a magyar villamosenergia-piac az európai MARI platformhoz
-
Zöld Közlekedés5 nap telt el a létrehozás ótaTöbb tucat jármű bukott el a környezetvédelmi ellenőrzésen
-
Zöldinfó1 hét telt el a létrehozás ótaFélmillió köbméter fával kevesebbet égethetnének el az erőművek
-
Zöldinfó1 nap telt el a létrehozás ótaA természet még képes regenerálódni, de sürgős változás kell
-
Zöldinfó1 hét telt el a létrehozás ótaA hőség mellett a folyók és a tengerek is rekordokat döntöttek
