Zöld Energia
Szuperhatékony napelemet fejlesztenek magyar kutatók
Egy új anyagcsoport használatával a jelenlegi hatásfok megduplázása is reális lehet.
A BME Fizikai Intézetének munkatársai új típusú napelem-alapanyagokkal végzett kutatásukról publikáltak az Advanced Energy & Sustainability Research folyóiratban. A Semilab Zrt.-vel együttműködve vizsgálták a perovszkitalapú anyagokat, melyekből a várakozások szerint a hagyományos, szilíciumalapú napelemeknél jobb hatásfokú fotovoltaikus eszközöket lehet gyártani. Ezen a területen azonban egyelőre vannak nyitott kérdések, például a töltéshordozók élettartama. Erről kérdeztük Simon Ferencet, a Természettudományi Kar egyetemi tanárát. Mindenekelőtt annak tisztázására kértük, hogy mi az a perovszkit, és miért lehet jobb, mint a szilícium.
„A perovszkit egy anyagcsalád, amelyben több összetevő van együttesen jelen. Az általunk vizsgált anyagok összetétele CsPbBr₃, melyek legnagyobb problémája az ólom (Pb) jelenléte, hiszen az mérgező. Nagy feladvány, hogy ebben az egyébként ígéretes anyagcsaládban hogyan tudnánk az ólmot más anyaggal helyettesíteni, illetve megbizonyosodni arról, hogy ezen napelemek az élettartamuk végén nem szennyezik a környezetet” – mondta Simon Ferenc.
De akkor miért éri meg mégis a perovszkittal bajlódni? Nos, azért, mert a perovszkitalapú napelemek hatásfoka már most versenyképes a hagyományos, szilíciumalapú napelemekével. A szakértők pedig arra számítanak, hogy a két anyagot kombináló, úgynevezett tandem-napelemcellák lesznek igazán hatékonyak.
A jelenleg kapható napelemek hatásfoka 15-20 százalék, a tandemekkel ez remélhetőleg megduplázódhat vagy akár 50 százalékig is felmehet.
„Gondoljuk csak el, nem mindegy, hogy a házamra telepített 10 négyzetméternyi napelem, négyzetméterenként 1 kW bejövő fényteljesítménnyel számolva, 2 kW vagy 5 kW teljesítményt tud leadni” – magyarázta Simon Ferenc.
Hogy az új technológia mikor jelenhet meg a gyakorlatban, az egyelőre „a jóslás kategóriája”, de az általános ipari várakozás szerint a 2030-as évek közepére már a perovszkit-szilícium tandem-napelemcellák elérhetők lesznek a kereskedelemben. Hanem addig még a végére kell járni néhány fontos dolognak, az egyik ilyen az említett töltésélettartam kérdése. A félvezetőkben fény hatására töltéshordozók, elektron-lyuk párok jönnek létre. Ezek mozognak egy tipikus napelemben a megfelelő polaritású elektródák felé. Megtörténhet azonban, hogy a létrejött elektron-lyuk pár nem tud eljutni az elektródához (ezáltal energiát termelve), hanem újra összeáll, ami a napelem működése szempontjából nem jó.
„Ahhoz, hogy egy napelem nagy hatásfokkal működjön, minél nagyobb töltéshordozó-élettartamra van szükség. Az új típusú perovszkitokban az eddig megfigyelt élettartamok 100 mikroszekundumnál nem voltak hosszabbak, mi a kutatásunkban 1 milliszekundumnál hosszabb élettartamokat figyeltünk meg” – számolt be a professzor.
Szélsőséges hőmérsékletek
Ezt az ugrást egy saját fejlesztésű összeállítással sikerült megfigyelni, a munkában a Semilab Zrt. munkatársai is részt vettek egy Kooperatív Doktori Program keretében. A berendezés egy rövid lézerimpulzust küld a mintára, ezután tanulmányozzák annak megváltozott töltésállapotát. A minta a mérés közben változtatható hőmérsékleten (kriosztátban) van, a hőmérsékletét 10 és 500 Kelvin (-263 és 227 Celsius fok) között lehet állítani.
„Persze senki sem akarja a napelemeket az abszolút 0 fok közelében használni, de a tudományos kutatás lényege, hogy az anyagokat különleges körülmények között vizsgáljuk, ezáltal a viselkedés fizikai leírását kapjuk meg. Így meg tudjuk mondani, hogyan kell az anyagokat módosítani, hogy előnyösebb tulajdonságaik legyenek” – mondta Simon Ferenc.
Az alapkutatás folytatódik: az elmúlt néhány hónapban átépítették a berendezést, hogy érzékenyebb és jobban vezérelt legyen.
„A munka oroszlánrészét végző doktorandusz, Bojtor András, épp a doktori fokozatának megvédésére készül. De bízom benne, hogy új fiatalokkal folytatódhat a munka, és további perovszkit-anyagmódosulatokat lesz lehetőségünk vizsgálni” – tette hozzá.
A kutatást végző csapat tagjai: Bojtor András, Krisztián Dávid, Korsós Ferenc, Kollarics Sándor, Paráda Gábor, Thomas Pinel, Kollár Márton, Horváth Endre, Xavier Mettan, Hidetsugu Shiozawa, Márkus G. Bence, Forró László, Simon Ferenc.
Forrás: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Zöld Energia
Energiatárolás: ki pályázhat a 2,5 milliós állami támogatásra?
Február elején olyan állami pályázat nyílik meg, amely 2,5 millió forinttal támogatja a 10 kWh-s lakossági energiatárolók beszerzését.
Töltse ki a napelem-kalkulátort, és tudja meg, mennyibe kerülhet Önnek! Ingyenes kalkulálás itt (x)
Magyarország kormánya február elején családok számára indít pályázatot, 2,5 millió forint vissza nem térítendő támogatást kínálva 10 kilowattórás energiatárolók beszerzéséhez -erősítette meg szerdai Facebook-bejegyzésében Czepek Gábor, az Energiaügyi Minisztérium (EM) parlamenti államtitkára. Mint hozzátette, az önellátás nemcsak az ország, hanem az emberek szintjén is kulcskérdés, az áramnál pedig a napelemekkel kezdődik, és az energiatárolókkal folytatódik. Mindenki kérhet állami hozzájárulást, akinek van napeleme, vagy telepíteni tervez. Az elbírálásnál előnyt élveznek az éves szaldóelszámolásból már kiesettek vagy azok, akik 2030-ig fognak kiesni, ezt követően pedig a vidéki kistelepülések lakói. Rámutatott: Magyarországon 2010 óta napelem-forradalom zajlott le a patrióta zöld átállás jegyében. Akkor háromszáznál kevesebb naperőmű üzemelt hazánkban, ma 320 ezernél is több termel zöldenergiát.
Magyarország világelső a napelemekkel előállított áram részarányában – emelte ki az államtitkár. Az óriási kapacitások akkor válnak igazi erővé, ha meg tudjuk oldani az energiatárolás kérdését. A naperőművek napközben dübörögnek, de a csúcsfogyasztási igények késő délután, kora este jelentkeznek, ezért szükséges legalább néhány órára elspájzolni az áramot – tette hozzá.
A jövő év elején 100 milliárd forintos kerettel megnyíló lakossági energiatároló programmal abban segítjük a napelemmel rendelkező háztartásokat, hogy tartósan önellátók maradjanak, áramigényeik minél nagyobb részét saját eszközzel, helyben megtermelt zöldenergiával fedezhessék, ezzel hozzájárulva a rezsicsökkentés fenntarthatóságához is – hangsúlyozta Czepek Gábor.
A pályázat meglévő vagy új napelemhez kapcsolódó energiatároló beszerzését támogatja. A 2,5 milliós elnyerhető forrással az akkumulátor és inverter mintegy 3,2 millió forintos árának 80 százalékát vállalja át a kormány a családoktól.
A részletes felhívás jövő január közepéig megjelenik, jelentkezni egy felhasználóbarát felületen február elejétől március közepéig lehet majd. Az elbírálás során előnyt élveznek az éves szaldó elszámolásból már kiesettek vagy a következő öt évben kiesők, ezután pedig 5000 alatti lélekszámú települések lakói
– részletezte a feltételeket.
A most bejelentett lakossági program mellett már futnak a vállalkozások és ipari energetikai szereplők számára kiírt, tárolói fejlesztéseket ösztönző pályázatok, összesen 230 milliárd forint értékben. A
Magyarország kormánya február elején családok számára indít pályázatot, 2,5 millió forint vissza nem térítendő támogatást kínálva 10 kilowattórás energiatárolók beszerzéséhez -erősítette meg szerdai Facebook-bejegyzésében Czepek Gábor, az Energiaügyi Minisztérium (EM) parlamenti államtitkára.
Mint hozzátette, az önellátás nemcsak az ország, hanem az emberek szintjén is kulcskérdés, az áramnál pedig a napelemekkel kezdődik, és az energiatárolókkal folytatódik.
Mindenki kérhet állami hozzájárulást, akinek van napeleme, vagy telepíteni tervez. Az elbírálásnál előnyt élveznek az éves szaldóelszámolásból már kiesettek vagy azok, akik 2030-ig fognak kiesni, ezt követően pedig a vidéki kistelepülések lakói.
Rámutatott: Magyarországon 2010 óta napelem-forradalom zajlott le a patrióta zöld átállás jegyében. Akkor háromszáznál kevesebb naperőmű üzemelt hazánkban, ma 320 ezernél is több termel zöldenergiát.
Magyarország világelső a napelemekkel előállított áram részarányában – emelte ki az államtitkár. Az óriási kapacitások akkor válnak igazi erővé, ha meg tudjuk oldani az energiatárolás kérdését. A naperőművek napközben dübörögnek, de a csúcsfogyasztási igények késő délután, kora este jelentkeznek, ezért szükséges legalább néhány órára elspájzolni az áramot – tette hozzá.
A jövő év elején 100 milliárd forintos kerettel megnyíló lakossági energiatároló programmal abban segítjük a napelemmel rendelkező háztartásokat, hogy tartósan önellátók maradjanak, áramigényeik minél nagyobb részét saját eszközzel, helyben megtermelt zöldenergiával fedezhessék, ezzel hozzájárulva a rezsicsökkentés fenntarthatóságához is – hangsúlyozta Czepek Gábor.
A pályázat meglévő vagy új napelemhez kapcsolódó energiatároló beszerzését támogatja. A 2,5 milliós elnyerhető forrással az akkumulátor és inverter mintegy 3,2 millió forintos árának 80 százalékát vállalja át a kormány a családoktól.
A részletes felhívás jövő január közepéig megjelenik, jelentkezni egy felhasználóbarát felületen február elejétől március közepéig lehet majd. Az elbírálás során előnyt élveznek az éves szaldó elszámolásból már kiesettek vagy a következő öt évben kiesők, ezután pedig 5000 alatti lélekszámú települések lakói
– részletezte a feltételeket.
A most bejelentett lakossági program mellett már futnak a vállalkozások és ipari energetikai szereplők számára kiírt, tárolói fejlesztéseket ösztönző pályázatok, összesen 230 milliárd forint értékben. A Jedlik Ányos Energetikai Programban januárban indul az ipari energiatárolók telepítését 50 milliárd forinttal ösztönző felhívás – emlékeztetett- “2026-ban még magasabb fokozatba kapcsolunk a tárolói képességeink megerősítésében, hamarosan újabb bejelentésekkel jelentkezem!” – írta az államtitkár.
-
Zöldinfó5 nap telt el a létrehozás ótaIngyenes hőszigetelés és bónuszrendszer: új lendületben a hazai épületfelújítás
-
Zöld Energia1 hét telt el a létrehozás ótaA napenergia mellé tárolók kellenek: új irányt jelöltek ki
-
Zöld Energia4 nap telt el a létrehozás ótaEnergiatárolás: ki pályázhat a 2,5 milliós állami támogatásra?
-
Zöld Közlekedés1 hét telt el a létrehozás ótaTöltőkábelek elektromos autókhoz: biztonság, gyorsaság és megbízhatóság
-
Zöldinfó4 nap telt el a létrehozás ótaVízre hangolt jövő: Debrecen átfogó fejlesztésekkel válaszol a klímaváltozás kihívásaira