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
Erdők regenerálása kezdődik a Cserhátban, így óvják meg a biodiverzitást
Magyarország természetes területeinek 21 százaléka erdős, ezért biodiverzitásuk fejlesztése kulcsfontosságú feladat.
Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet Önnek! Ingyenes kalkulálás itt (x)
Rácz András, a tárca természetvédelemért felelős államtitkár közleménye szerint kiemelte, hogy az “Erdei és erdős sztyepp élőhelyek megőrzése, fejlesztése a Nógrádi Tájegység területén” című beruházás elsődlegesen a Nógrádi Tájegység védett és Natura 2000 területeinek erdei és erdős sztyepp élőhelyek természetességi állapotát javítja – írja az alternativenergia.hu. A Környezeti és Energiahatékonysági Operatív Program Plusz keretében megvalósuló célzott beavatkozások támogatják a természetes regenerációt, hozzájárulva az élőhelyek tartós védelméhez. Rácz András ismertette, hogy a fejlesztés során az inváziós fafajok, elsősorban akác és bálványfa visszaszorításával, vadkizáró kerítések építésével, valamint a szigetszerű fenyvesfoltok megnyitásával javítják az érintett erdők állapotát. A vadhatás helyi csökkentésével a terület természetes megújulását, illetve kísérleti jelleggel egyes, kiemelkedő értékű élőhely foltok és védett jelentőségű növényfajok állományainak regenerálódását kívánják elérni. A projekt a Karancs-Medves és a Kelet-Cserhát Tájvédelmi Körzetekben zajlik, három kiemelt Natura 2000 területet érintve: a Tepke, Bézma és Karancs Kiemelt Jelentőségű Természetmegőrzési Területeket. Az államtitkár rámutatott, ezek az országosan védett zónák megóvása prioritás a biodiverzitás fenntartása szempontjából.
Az inváziós akác- és bálványfa-állományokat 47 helyszínen, összesen 37,16 hektár erdei és erdőssztyepp területen kémiai módszerekkel, injektálással vagy pontpermetezéssel, szükség szerint ismétléssel távolítják el. Az eldőlt egyedek helyben holtfaként maradnak, miközben a beavatkozás nem haladja meg az erdészeti záródáshiány-küszöböt. Négy helyszínen 9 hektár fekete és erdei fenyves átalakítása kezdődik. Erdőtervi keretek között lékes vagy gyérítésszerű kitermeléssel támogatják a természetes újulatot, állománykiegészítést végeznek, 2820 méter vadkárelhárító kerítést telepítenek, valamint évi kétszeri kézi ápolást alkalmaznak. Két helyszínen 1,6 hektár erdőtisztás kezelését kézi cserjeirtással és bálványfa-gyérítéssel végzik. Hat érzékeny élőhelyen 480 méter vadkizáró kerítést, valamint mobil fémrácsokat helyeznek ki a védett növényfajok védelmére – olvasható a közleményben.
Rácz András az AM tájékoztatása szerint kitért arra is, hogy kisfilm készül a Nógrádi Tájegység élőhelyeiről, Natura 2000 jelölő fajairól és a projekt eredményeiről, továbbá monitoring eszközöket szereznek be a hatásosság mérésére. A 2028. június 30-ig tartó fejlesztés mintegy 46 hektáron javítja az élőhelyek állapotát, megteremtve az értékek hosszú távú megőrzésének feltételeit.
-
Zöld Közlekedés6 nap telt el a létrehozás ótaElektromos autós áttörés: a Leapmotor a miniautóktól a C-SUV kategóriáig hódít
-
Zöldinfó1 hét telt el a létrehozás ótaVízvisszatartással és modern technológiával mentik a dél-alföldi szikes tavakat
-
Zöldinfó1 hét telt el a létrehozás ótaÚjrahasznosítás felsőfokon: milliárdos támogatással erősítik a körforgásos átállást
-
Zöldinfó5 nap telt el a létrehozás ótaKiemelt fajvédelmi program indul a kácsi patakcsiga és a fekete bödöncsiga megőrzésére
-
Zöldinfó1 hét telt el a létrehozás ótaSzigetelés, nyílászárócsere, fűtéskorszerűsítés: így ösztönzik az energiaspórolást
