40 évnyi fejtörés után angol kutatók rájöttek, miért csökken a napelem cellák teljesítménye

40 évnyi fejtörés után angol kutatók rájöttek, miért csökken a napelem cellák teljesítménye

A manchesteri egyetem kutatóinak egy csoportja egy négy évtizedes probléma gyökerét találták meg, melyet az egész világon kutattak.

Nevezetesen azt, hogy az üzembe helyezést követően miért esik körülbelül 2%-ot a napelem-panelek teljesítménye.

Már a kezdetektől jelen volt ez a probléma, negyven év alatt összesen 270 tanulmány született a lehetséges okairól, forrásáról, de egyik sem hozott nem, hogy átütő, de még ideiglenes megoldást sem.

Most egy nemzetközi csapatnak végre sikerült bebizonyítania, hogy a gond gyökere a felhasznált anyagokban keresendő.

Jelenleg a legnépszerűbb megújuló energia felhasználási mód az emberek körében a napelem, mivel könnyen elérhető, és a kiépítése relatíve olcsó.

Azonban a panelek többsége mindössze legfeljebb 20%-os hatékonyságú, vagyis ez azt jelenti, hogy a napból érkező minden kilowatt energiából mindössze 200 W hasznosul, azaz ennyit képesek a polgári használatra szánt átlagos rendszerek belőle termelni.

A névleges teljesítmény egy megközelítő számadat

A névleges teljesítmény egy megközelítő számadat

A frissen üzembe helyezett napelem panelek teljesítménye a telepítést követő néhány órában 20%-ról 18%-ra esik vissza.

Ez a két százalék önmagában még nem tűnik akkora veszteségnek, de a napelem rendszerek jelenleg a legdinamikusabban terjedő zöldenergia-forrás szerte a világon.

Ha így nézzük, akkor az a két százalék már igenis nagyon sokat számít, hiszen ha csak eseti jellegű gond lenne, akkor azok a százalékok valóban elvesznének a nagy számok között, így azonban, hogy minden napelemet érint, a hiányok összeadódnak.

A jelenleg világszerte működő, több tíz gigawattnyi összteljesítményű rendszerek több energiát termelnek, mint az Egyesült Királyság 15 működő atomerőműve együttvéve.

Anélkül a két százalékos veszteség nélkül ez a szám sokkal nagyobb is lehetne, nagyon sok MW energia megy veszendőbe.

Tony Peaker professzor szerint ez a teljesítmény-esés probléma évtizedeken keresztül makacsul ellenállt a kutatásoknak, annak ellenére, hogy többen dolgoztak rajta a legnagyobb elmék közül.

Mivel mind energetikai, mind pedig gazdasági szempontból egyre fontosabb ez az iparág, így fokozatosan égetőbbé vált a helyzet.

A mostani kutatás azonban kimutatta: a felhasznált szilícium kristályok tartalmaznak olyan hiányosságokat, amelyek erősen korlátozzák a napelem teljesítményét.

Árajánlatkérés itt!

A hiba belül keresendő

A hiba belül keresendő

A „Light Induced Degradation” (LID), vagyis a fény keltette visszaesés névre keresztelt jelenséget most egy teljesen új oldalról vizsgálta meg a kutatóbrigád.

Mélyrétegű spektroszkópos vizsgálat segítségével nemrég fény derült egy eddig nem észlelt hibára.

Felfedezték, hogy a szilíciumkristályokban jelen van egy olyan szerkezeti hiba, amely a kitermelés és gyártás szakaszaiban rejtve maradt.

A folyamat során, melyben a félvezető szilíciumkristályok egyenárammá alakítják a beérkező sugárzást, fedeztek fel egy olyan, igen hatékonyan működő „csapdát”, amely akadályozza az elektronok szabad áramlását.

Dr. Iain Crowe szerint az elektronok ilyetén áramlása határozza meg, hogy mekkora mennyiségű elektromosságot képes egy cella az áramkör felé közvetíteni.

Bármi, ami ebben köztes tényezőként van jelen, csökkenti a napelem hatékonyságát és befolyásolja a megtermelhető elektromos áram mennyiségét.

Azonban ez a probléma laboratóriumi körülmények között nem jelentkezett, csak természetes fénynél, így nehéz volt a vizsgálat is.

A tudós úgy nyilatkozott: „Bebizonyítottuk, hogy ez a hiányosság jelen van, innentől kezdve már csak a mérnöki találékonyságon múlik a kiküszöbölése.

Számít az alapanyag

Számít az alapanyag

Az ipari előállítási technológia az, ami meghatározza, hogy a szilícium nyersanyag mennyire lesz hosszú élettartamú.

Minél finomabb, minél jobb a minősége, annál hosszabb életű lesz, és annál kevesebb lesz az ilyen „csapda” a kristályszerkezetében.

Tehát ismételten bebizonyosodik, hogy ha egy napelem panel olcsóbb, az nem feltétlenül jelenti azt, hogy minőségben nem marad el egy drágábbtól.

A projektet vezető Mattew Halsall professzor közzé tette, hogy a kutatásuk a vezetőképesség csökkenéséről erősen összefügg a cellák élettartam-csökkenésével.

A napfény hatására keletkezett szerkezeti átalakulás befolyásolja a felhasználhatósági időt is, tehát a teljesítménycsökkenéssel a várható működési élettartam is csökken.

Azonban hozzátette, hogy a folyamat visszafordítható, a használhatósági idő ismét megnövekszik, ha a kristályokat napfénymentesen, sötétben melegítik.

A magas hőmérséklet hatására a kristályszerkezet átalakul, és az eljárás jellemzően a „csapdák” jelentős részét is eltűnteti.

Reményeink szerint már a közeljövőben kifejlesztenek olyan, széles körben alkalmazott gyártástechnológiát, amely elejét veszi, avagy minimálisra csökkenti ezeknek a belső gátoló tényezőknek a jelenlétét.

Árajánlatkérés itt!

A technológia utat tör

A technológia utat tör

A klímaváltozás körüli viták egyre hevesebbek, és ez komoly érdeklődést generál a megújuló energiaforrások, köztük elsősorban a napenergia iránt.

Mint azt említettük, ez jelenleg a polgári lakosság körében legnépszerűbb módszer a környezetbarát energianyerésre, ami viszont egy-két évtizeddel ezelőtt még nem volt elmondható.

Így viszont, hogy egyre nagyobb üzlet rejlik benne, van rá esély, hogy a közeljövőben kiküszöbölik az ilyen és ehhez hasonló technikai buktatókat, ami által még hatékonyabbá és még olcsóbbá válik a napenergia-kitermelés.

Azonban az idő sürget: Annak ellenére, hogy Angliában például nemrégiben rekord dőlt, és egy egész héten keresztül nem használtak fosszilis energiahordozót elektromos áram előállítására, globális szinten a CO2 kibocsájtás sosem látott méreteket ölt.

Mivel a folyamat exponenciálisan növekszik, így a kutatóknak és a mérnököknek versenyt kell futniuk az idővel, hogy a folyamat még megállítható legyen akár az utolsó előtti pillanatban is.

Azonban a vészharangok kongatása mellett ne felejtsük el, hogy a legtöbb fejlett nemzetnek már kidolgozott stratégiája van a károsanyag-kibocsájtás csökkentésére, valamint a megújuló energia-felhasználás arányának növelésére.

Ha Te is szeretnél hozzájárulni ehhez az egész világot érintő, mindenki számára fontos ügyhöz, kérj tőlünk árajánlatot napelemes rendszerre!

A költségeid csökkentésén túl ennyivel is hozzájárulhatsz a korszerűtlen, környezetkárosító elektromos áram-előállítás visszaszorulásához, majd pedig, remélhetőleg, az eltűnéséhez!

Ajánlatkérő űrlap

Az adatvédelmi tájékoztatót megismertem és az abban foglaltakat elfogadom.

Kérdésed van?
Tedd fel nekünk itt!
Az adatvédelmi tájékoztatót megismertem és az abban foglaltakat elfogadom.