A Columbia Egyetem segítségével olcsóbbak lehettek a napelem panelek

A Columbia Egyetem segítségével olcsóbbak lehetnek a napelem panelek

Forrás: sciencedaily.com

Hogyha napelemes fejlesztésekről van szó, az Egyesült Államok gyakran áll az újdonságok hátterében.

Rengeteg cég foglalkozik ezzel az egyre növekvő ágazattal, ráadásul nagy hatékonysággal és kreativitással állítják elő az újabbnál újabb termékeket.

Az olyan nagyvállalatok, mint a Tesla, a SunPower és a Solar City, fejlesztéseiről és szakembereiről már gyakran számoltunk be, most azonban a fiatalabb generáció kertül az érdeklődés középpontjába.

A New Yorkban székelő Columbia Egyetem, amely nagy múltjának és kiváló képzésének köszönhetően méltó tagja az Ivy Legue-nek, évek óta kutatást végez a napelemek területén, és nemrégiben fontos felfedezést tettek.

Rájöttek, hogy az úgynevezett HOIP anyagok segítségével a napelem-gyártásnak új korszaka kezdődhet el.

Mik azok a HOIP-ok?

A Columbia Egyetem kémia professzora, Xiaoyang Zhu, által vezetett kutatócsapat arra fókuszált, hogy tesztelje a napelem-cellák egyik lehetséges anyagát, a Hibrid szerves-szervetlen perovszkitokat.

Az angol nevéből eredően a kutatók csak HOIP-ként szokták emlegetni ezeket az anyagokat, amelyek elhozhatják a napelemek legújabb generációját.

A perovszkitos energiagyűjtő-réteget használó napelemek egyelőre még csak kísérleti fázisban vannak, de az eddigi tesztek alapján az eredmények igen kecsegtetőek.

A Columbia Egyetem tudósai bebizonyították, hogy az ezzel a technológiával gyártott napelemek sokkal hatékonyabbak, mint a szilícium-bevonatos energiacellák, ráadásul az előállítási költségük is alacsonyabb.

Ennek az új fejlesztésnek köszönhetően a közeljövőben ismételten csökkenhet a fosszilis tüzelőanyagot használó háztatások száma szerte a világon.

Habár a napelemek ára folyamatosan csökken az utóbbi években, még így is sok olyan család van, akik túl nagy befektetésnek tartják, vagy nem engedhetik meg maguknak.

A HOIP-os paneleknek köszönhetően a tiszta-energia ára a fosszilis fűtőanyagokéval vetekszik, így lassan már az ár sem lehet akadály abban, hogy valaki a napelemeket válassza.

Árajánlatkérés itt!

Nem csak hipotézis

Nem csak hipotézis

Mérnökök és tudósok hada már korábban felfedezte azt, hogy a perovszkitos panelekben nagy lehetőségek rejlenek, mert anyagának köszönhetően fokozzák a fényelnyelést és rájöttek, hogy a fény elnyelése közben, kötött állapotú elektronlyuk párok keletkezhetnek.

Xiaoyang Zhu professzor a csapata eredményeit a nemzetközileg elismert Science folyóiratban is publikálta.

A megújuló energiaforrások iránti növekvő igény motiválta a kutatást, hogy olyan technológiákat találjunk, amelyek gazdaságilag is versenyképesek a fosszilis tüzelőanyagokkal.” nyilatkozta Zhu professzor.

A kutatás során rengeteg új generációs anyagot teszteltek, de a HOIP-ok bizonyultak a leghatékonyabbnak.

Mik a szilíciumos hátrányai?

A napelemek, vagy más néven a fotovoltaikus panelek képesek a napfényből elektromos áramot termelni.

Ezeket a paneleket, melyek félvezetőként funkcionálnak, a leggyakrabban vékony szilícium rétegekből állítják össze, amik elvezetik az energiát a szerkezet belsejébe, hogy ott egyenárammá alakítsák.

A szilícium panelek, amik jelenleg is domináns szerepet töltenek be a piacon, majdnem 100%-os anyagtisztaságúnak kell lenniük, ráadásul közismerten törékenyek és az előállításuk is drága.

Még egy parányi hiba is, mint például egy hiányzó ion, akkora változást tud okozni a panel kristályszerkezetén, hogy a napból érkező energiát nem képes megfelelő módon bejuttatni a szerkezetébe, ezáltal kevesebb áramot tud csak termelni.

Nagyon gyors a fejlődés

Az elmúlt hét év során a tudósoknak sikerült a HIOP-os panelek hatékonyságát négy százalékról huszonkét százalékra növelni.

Összehasonításképpen, a szilíciumos panelek esetében majdnem hat évtizedre volt szükség ahhoz, hogy a napelemek elérjék mostani hatékonyságukat.

Természetesen ez a fejlődés azért is volt lassú, mert nem álltak még a tudósok rendelkezésére olyan fejlett technikák a tiszta energia terén, mint manapság.

A szilíciumos panelek jelenleg huszonöt százalékos hatékonysággal képesek a napsugarakat elektromos árammá változtatni, míg a perovszkitosok huszonkét százalékossal.

Ahogy az adatok is mutatják, jelenleg mind a két fajta napelem hasonló hatékonysággal működik, de a kutatók úgy gondolják, hogy a HIOP-os panelekben nagy potencia rejlik.

Árajánlatkérés itt!

A napelemek jövője

A napelemek jövője

Teoretikusok már régen kimutatták, hogy a maximális teljesítmény, amit a fotovoltaikus panelek valaha képesek lesznek majd elérni, az harminchárom százalék.

Azért nincs lehetőség ennél nagyobb hatékonyság elérésére, mert természetesen az energiaátalakítási folyamatok alatt energiaveszteséggel is számolni kell.

A Columbia Egyetem csapata rájött arra, hogy a HIOP-os rendszernél az energiaveszteség kevesebb, ezáltal a panelekből nagyobb hatékonyságot tudnak kihozni a tervezők.

Úgy gondoljuk, hogy a napelemek hatékonyságát megduplázhatjuk.” mondta Prakriti P. Joshi, Zhu egyik Ph.D. hallgatója, aki közreműködött a professzor tanulmányában.

Ez azért is izgalmas,” mondta Zhu „mert ezáltal a felfedezés által egy új, nagy terület nyílik meg a mérnöki szakmában. Ez azt is mutatja, hogy képesek leszünk sokkal nagyobb hatásfokú paneleket létrehozni, mint valaha gondoltuk volna.

Mitől ilyen effektív a HIOP-os rendszer?

A kutatók felfedezték, hogy ugyan az a mechanizmus, ami lelassítja az elektron energia hűtését, megvédi az elektronokat az ütközési hibáktól.

A napelemek perovszkitos bevonata azzal a tulajdonsággal ruházza fel a napelemeket, hogy félvezetőként funkcionálhassanak bármilyen hőmérsékleten, ezáltal kiküszöbölhetők a hőmérsékletváltozásból adódó viselkedési hibák.

Hátrányuk, hogy a Hiop-os panelek ólmot tartalmaznak és vízben oldódóak, ezáltal képesek a napelemek feloldódni és beszivárogni a környezetbe, ha nincsenek kellően védve a környezeti hatásoktól.

Zhu úgy gondolja, hogy ez a probléma kiküszöbölhető, mert a tudósok manapság már képesek olyan anyagok előállítására, amelyek képesek utánozni ezeket az anyagokat, környezetbarát megoldásokkal.

Ahogy Zhu fogalmazott:

Most az lesz a feladatunk, hogy olyan anyagokat hozzunk létre, amik környezet kímélőek és ezáltal megoldják a fennálló problémát. Ez a fejlesztés egy új területet is nyithat a tudományban azok számára, akik szeretnének napelem-alkalmas anyagokat létrehozni.

Te megteszed a következő lépést?

Amint olvashattad, a napelemek világában egyfolytában áttörő fejlesztéseket érnek el a tudósok.

Mivel a világon egyre nagyobb az igény a tiszta-energiára, így a kutatók is azon dolgoznak, hogy minél hatékonyabb és hosszútávon fenntartható technológiákat készítsenek.

Manapság már minden háztatás számára elérhető közelségben van ez a környezetbarát, új technológia.

Kezdj el spórolni már most, hogy biztosíthasd családi házad áramellátását napelemekkel.

A döntés a te kezedben van.

Élsz vele?

Ajánlatkérő űrlap


Kérdésed van?
Tedd fel nekünk itt!

Iratkozz fel a hírlevelünkre itt