Kapcsolatfelvétel

Zöld Energia

Pénztárca barátabbak lehetnek a napelemek árai

Egy új fejlesztés érheti el az árcsökkenést.

Létrehozva:

|

Egy kísérletben sikerült növelni a perovszkit napelemes cellák stabilitását és hatékonyságát – írta az Imperial. A hagyományos napelemes cellák szilíciumból készülnek, az anyag előnye, hogy stabil és hatékony, problémás ugyanakkor, hogy meglehetősen drága, és csak merev panelekben gyártható. Ígéretes alternatívának tűnik a perovszkit technológia, a kristály segítségével gyártott cellák előnye, hogy tintából nyomtathatók, olcsók, vékonyak, hajlékonyak és könnyűek. A perovszkit egy olyan réteget képez a cellában, amely képes hasznosítani a napsugárzás. A technológiára komoly jövő várhat, de hatékonysága még hagy kívánnivalót maga után, és ami még nagyobb gond: meglehetősen instabil, az ilyen cellák a laboratóriumokon kívül nagyon gyorsan roncsolódnak.

A probléma áthidalásában új, fémtartalmú vegyületek, úgynevezett ferrocének segíthetnek. A Hongkongi Városi Egyetem csapata az Imperial College London munkatársai által készített ferrocéneket adta hozzá perovszkit fotovoltaikus cellákhoz – számol be az Imperial College London oldala. A megoldással a hatékonyságot és a stabilitást is sikerült fokozni. Nicholas Long, az Imperial College London kémikusa és a csapat tagja szerint új napenergiás eszközökre van szükség, ha fel akarjuk gyorsítani a megújuló energiára való átállást. Mint kiemelte, a stabil és hatékony perovszkit cellák révén a napenergiát még több helyen alkalmazhatnánk. A ferrocének olyan anyagok, melyeknek közepén vas van, ekörül pedig széngyűrűk találhatóak. A vegyületek különleges szerkezetét az 1950-es években fedezték fel, de még ma is rengeteget vizsgálják őket különleges tulajdonságaik miatt. Jelen esetben azért bizonyultak hasznosnak, mert képesek fokozni a cellában az elektronok mozgását, ami növeli a hatékonyságot. A szakértők szerint a megoldással akár 25 százalékos hatékonyság is elérhető.

A csapat azzal is kísérletezett, hogy különböző kémiai csoportokat kapcsolt a ferrocének széngyűrűihez. A kollaboráció keretében végül olyan verziót fedeztek fel, amely segíti a perovszkit réteg megtapadását a cella többi részén. Ez jelentősen fokozza a stabilitást, az érintett eszközök 1500 órányi maximumon működés után is megőrizték eredeti hatékonyságuk 98 százalékát. A szakértők bíznak benne, hogy további finomítások után piacra vihetik fejlesztésüket. A technológia hozzájárulhat ahhoz, hogy a napelemek idővel még olcsóbbá váljanak.

Advertisement

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.

Létrehozva:

|

Szerző:

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.

Advertisement

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.

Advertisement

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.

Advertisement

 

 

Advertisement

Borítókép: pv magazine / ai

Advertisement
Tovább olvasom

Ezeket olvassák