Zöld Energia
Monokristályos és polikristályos napelemes rendszerek
A napelemeknek több fajtájuk is van, és attól függően, hogy mire is használják őket, több csoportra lehet osztani ezeket.
A legelterjedtebbek közé tartoznak a monokristályos és a polikristályos fajták, amelyek bár ugyanúgy elektromos áramot állítanak elő, mégis ezt más-más módon teszik. A különbség a felépítésből adódik. Az egykristályos, azaz mono típus egy folytonos rácsszerkezetű kristályt takar, amelyben az atomok szabályos geometriai rendben helyezkednek el. A hibamentességből adódóan az egykristályoknak egyedülálló tulajdonságaik vannak, különösen elektromos, mechanikai és optikai szempontból. Az alapanyagát tekintve a felvezető iparban a legelterjedtebbnek a szilícium és kisebb részben a germánium egykristály nevezhető. A félvezető eszközök készítéséhez felhasznált kristályok általában egykristályos szerkezetűek. Ezen kristályok tulajdonságait a kristályrácsba beépített idegen atomok befolyásolhatják. Azért választják sokan ezeket, mert jelenleg ez a típusú napelem képes a legnagyobb hatásfokkal napenergiát villamos energiává alakítani. Ez elérheti a 17%-ot is, ami igen jónak tekinthető.
A másik igen ismert típus a polikristályos. Itt szintén több cellából felépülő napelemről van szó, azonban ahogy a neve is mutatja, itt nem egy, hanem több kristály alkotja a rendszert. Ez speciális öntési technikával készül. Gyártási technológiája hasonló a félvezetők gyártásához, mint a tranzisztorok, processzorok, memóriák. A polikristályos alapanyagot speciális, úgynevezett irányított lehűlési gradiensű öntési eljárással nyerik a tisztított szilíciumból. Magyarországon az egyik legelterjedtebb típusnak számítanak, még akkor is, amikor egyértelműen kisebb hatásfokkal működnek az egykristályosokkal összehasonlítva. A hatásfok nagyjából 13%.
És hogy melyik a jobb? Nos, a szakértők a hazai viszonyokat tekintve úgy tartják, hogy ezen az éghajlati övön semmi sem indokolja a monokristályos napelem alkalmazását. Gyakori érv az, hogy ha korlátozott hely áll rendelkezésre és teljes mértékben ki akarja az ember használni azt napelemes energiatermelésre, akkor monokristályosat kell alkalmazni. Ez az érv sem nyom sokat a latba, ugyanis monokristályos napelem esetén a fehér felület aránya nagyobb a napelem modulon, mert a napelem cella nem négyszögletű, mint a polikristályos esetében, hanem 8 szögletű. A magasabb hatásfok miatti felület csökkenés nem egyenesen arányos a monokristályos napelem esetében. Arról nem is beszélve, hogy szinte minden esetben a polikristályos napelem ára a kedvezőbb.
Zöld Energia
Vége lehet a napelemek túlmelegedésének? Új hűtési technológiát teszteltek
Szaúd-arábiai és algériai kutatók olyan passzív napelemes hűtési rendszert fejlesztettek, amely akár 9 Celsius-fokkal csökkentheti a panelek hőmérsékletét, miközben javítja a rendszer hatékonyságát.
Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet az Ön rendszere! Ingyenes kalkulálás itt (x)
Szaúd-Arábiai és algériai kutatók olyan új, passzív hűtési megoldást fejlesztettek ki fotovoltaikus-termikus (PVT) rendszerekhez, amely lépcsőzetes légcsatornát és perforált, V alakú alumínium bordákat alkalmaz a napelemek mögött. A számítógépes szimulációk szerint a konstrukció akár 9 Celsius-fokkal is csökkentheti a napelemek felületi hőmérsékletét, miközben a rendszer maximális hőtechnikai hatásfoka elérheti a 31 százalékot. A megoldás különösen a magas napsugárzási intenzitású, száraz éghajlatú térségekben lehet érdekes. A fejlesztés alapötlete, hogy a hagyományos napelemes rendszerekben a felmelegedő modulok mögött kialakuló, viszonylag állandó légréteg akadályozhatja a hő távozását. A kutatók ezért egy lépcsőzetes kialakítású légcsatornát alkalmaztak, amelynek feladata a természetes légáramlás megzavarása és a hőátadás javítása. A rendszer további fontos elemei a perforált, V alakú alumíniumbordák, amelyek növelik a hőleadásra rendelkezésre álló felületet, valamint elősegítik a levegő keveredését.
A konstrukció egyik legfontosabb tulajdonsága, hogy teljesen passzív módon működik. A levegő áramlását a hőmérséklet-különbségből eredő felhajtóerő biztosítja, így nincs szükség ventilátorokra, szivattyúkra vagy külső energiaforrásra. Ez nemcsak az energiafelhasználást csökkentheti, hanem az üzemeltetést is egyszerűbbé teheti, mivel kevesebb mozgó alkatrészre van szükség.
A kutatók az ANSYS Fluent szoftver segítségével végeztek számítógépes áramlástani és hőátadási szimulációkat. A vizsgált PVT-kollektor 2,4 méter hosszú és 0,54 méter széles volt, a szerkezetet pedig 32 fokos dőlésszögben modellezték. A napelemmodul mögött elhelyezett lépcsőzetes légcsatorna két levegőbevezető nyílással és egy kivezetéssel rendelkezett. A perforált alumíniumbordák 5 milliméter átmérőjű nyílásokat kaptak.
Az eredmények szerint az új konstrukció maximális hőtechnikai hatásfoka 31 százalék volt, szemben a referencia-rendszer 29,4 százalékos értékével. Az elektromos hatásfok 14,8 százalékot ért el, míg az összehasonlítási alapként használt rendszer 14,6 százalékot produkált. A legnagyobb hőteljesítmény 400 watt, az elektromos teljesítmény pedig 180 watt volt. A napelem felületi hőmérsékletét a passzív hűtési megoldás akár 9 kelvinnel, vagyis 9 Celsius-fokkal mérsékelte.
A gazdaságossági számítások derült időjárási körülmények között 5,8 éves, felhős időben pedig 7,2 éves megtérülési időt jeleztek. A kutatók becslése szerint egy tíz panelből álló rendszer évente 3,2 tonna szén-dioxid-kibocsátás elkerüléséhez járulhat hozzá, ami 25 év alatt összesen 80 tonnát jelenthet.
A kutatás eredményeit az Ain Shams Engineering Journal című tudományos folyóiratban publikálták, „A computational investigation of a staircase-configured PVT air system with perforated V-shaped fins for passive cooling” címmel. A tanulmányban a szaúd-arábiai Al-Madinai Iszlám Egyetem, az algériai El Oued Egyetem és a Megújulóenergia-fejlesztési Központ kutatói működtek közre.
Fontos korlátozás: az eredmények számítógépes szimulációkon alapulnak, ezért a tényleges üzemi teljesítmény és a számított megtérülés igazolásához további gyakorlati tesztekre is szükség lehet.
Borítókép: pv magazine / ai
-
Zöldinfó4 nap telt el a létrehozás ótaA Duna alacsony vízállása miatt veszélybe kerülhet Budapest ivóvízbázisa
-
Zöldinfó1 hét telt el a létrehozás óta
Hidrogénnel töltenék meg a jövő energiahálózatait: fontos teszt indul Romániában
-
Zöldinfó4 nap telt el a létrehozás ótaEgy újabb figyelmeztető jel: teljesen eltűnt a Triglav-gleccser
-
Zöldinfó5 nap telt el a létrehozás ótaÚj lendületet kaphat az építőipar: milliárdos beruházásokat indíthatnak el az új lakástámogatások
-
Zöldinfó1 nap telt el a létrehozás ótaRekordmeleg nyarak jöhetnek: így tehetik ellenállóbbá épületeiket a vállalkozások

A hozzászólás írásához bejelentkezés szükséges Bejelentkezés