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

Klímareziliens Budapest: új szemléletre van szükség a hőség kezelésében

Tanulni kell az idei hőségből.

Létrehozva:

|

Szerző:

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

Szükséges tanulni a hőség adta kihívásokból, amelyek rengeteg feladatot adtak Budapestnek – mondta a főpolgármester, hozzátéve: ehhez mindenképpen szemléletváltásra és párbeszédre van szükség – olvasható az alternativenergia.hu oldalon. Karácsony Gergely az ÉletZöld – így készül fel Budapest a klímaváltozásra című konferencián kiemelte: a várost érintő klimatikus viszonyok nagyon más módon jelennek meg a város különböző pontjain, és nagyon eltérően érintik a társadalmi csoportokat. Mint mondta, még mindig sokkal kevesebb szó esik a nyári hőség közműveket érintő terheléséről, az energiaellátásról vagy a nyári hajléktalanellátásról, mint a téli időszakban. A főpolgármester azt mondta, ezen a nyáron a főváros vízellátása jól vizsgázott, nem alakult ki krízishelyzet, de ez nem jelenti azt, hogy a víz korlátlanul rendelkezésre áll. A vízzel sokkal jobban kell gazdálkodni – emelte ki.

Meg kell erősíteni a város ellenállóképességét a megváltozott klímában, beszélni kell az igazságtalan vízdíjrendszerről, a talajvédelemről, a meglévő és később telepített faállományról és a hőség lakosságra gyakorolt hatásáról. Barsi Orsolya, a Főpolgármesteri Hivatal klíma- és környezetügyi főosztályának vezetője arról beszélt, egyértelműen afelé tart Magyarország, hogy a nyári villamosenergia-fogyasztás megközelíti vagy meghaladja a télit. Kitért arra, hogy a városon belül is egyenlőtlenül oszlik el a hő, a Duna 6,6 Celsiuk-fokkal hűti a környezetét, a repülőtér betonja viszont 5 Celsius-fokkal fűti. Az lakóépületek szigeteléséről elmondta, az önmagában nem hűt, csak lassítja a felmelegedést, így az árnyékolásra és az átszellőzésre kell helyezni a hangsúlyt.

A klímaberendezések használatával kapcsolatban felhívta a figyelmet, hogy nőtt a légkondicionálóval felszerelt háztartások aránya, azonban az adatok szerint a legrégebbi lakásállományban lakik jellemzően a legtöbb idős ember, akik jövedelmi helyzetük miatt nem tudnak klímát szereltetni, vagy ha van is klímájuk, nem üzemeltetik azt. A szakember a megoldások között említette a természetes vagy mesterséges árnyékolást, a világos tetőket, a bérházak éjszakai átszellőztetésének lehetőségét és az úgynevezett szürkevíz (használt, de nem a WC-ből származó víz) felhasználását.

Advertisement

Borsi Orsolya megjegyezte: ezek megvalósítása nem a lakosság dolga, azonban a fővárosnak jelenleg nincs arra lehetősége, hogy beruházásokat finanszírozzon a hőség elleni védekezéshez. Bardóczi Sándor Budapest főtájépítésze szerint sokkal nagyobb hangsúlyt kell fektetni a fák élettérvédelemre. Példaként elmondta, Bécsben fele annyi közterületi fa van, mint Budapesten, de azoknak kétszer nagyobb a lombkoronája. A bécsiek azt a metódust követik, hogy ahol a közművek lehetővé teszik, ott jelentősebb gyökérteret biztosítanak a fáknak. A bécsi jogszabály 9 négyzetmétert gyökérteret határoz meg egy fának, Budapest ez négy négyzetmétert. Megjegyezte: Budapesten még négy négyzetméteren is nehéz úgy fát ültetni, hogy ne zavarjon közművet.

A szakember kiemelte, sok önkormányzatnak nincs elegendő pénzügyi fedezete zöldfelületeik üzemeltetésére, egy készülő törvényjavaslat azonban arra tenne javaslatot, hogy az önkormányzati büdzsének minimum két százalékát kell erre elkülöníteni. Jelezte: az állam által erre a területre adott normatíva 2013 óta nem változott, jelenleg is 500 millió forint, miközben a zöldfelületi fenntartási igény 15 milliárd, amelynek a felét tudja a fővárosi önkormányzat biztosítani. Csörnyei Géza, a Fővárosi Vízművek vezérigazgatója azt mondta, ez a nyár próbára tette a főváros és az agglomerációs települések vízellátását, ami azonban stabil maradt, és az ivóvíz minősége sem romlott. A legmelegebb napokon Budapesti vízfogyasztása megközelítette a 640 ezer köbmétert – tette hozzá.

Advertisement

Érdekességként elmondta, voltak olyan területek, ahol a forróság ellenére sem emelkedett a vízfogyasztás. Kifejtette: a jövőben egyenletesebb vízhasználatra van szükség, oda kell figyelni a szárazság okozta “talajmozgásokra”, ami további terhelést jelent a földben lévő vezetékekre, és nagyobb arányban kell a szürkevizet használni ott, ahol nem kell ivóvíz minőségű víz. Kiemelte a lakossági kommunikáció fontosságát, mint mondta, előre, folyamatosan és őszintén kell tájékoztatni az embereket az adott helyzetről. Dezsényi Péter, a Főkert igazgatója azt mondta, jövőre lehet majd csak látni, hogy az idei hőség mekkora kárt okozott a faállományban. Az öntözetlen, rövidre nyírt gyepek korszakának vége, a fenntartás évszázados módszertanát át kell alakítani – hangoztatta, hozzátéve: klímareziliens parkokat kell kialakítani. Kitért arra, hogy a következő tíz évben a közterületi fák 40 százalékát kell cserélni Budapesten.

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák