Gyurkity Péter

Hőelnyeléssel fokoznák a napelemek hatásfokát 

Kutatók szerint a hőelnyelés hozzáadásával jelentős mértékben növelhető a napelemek hatásfoka.

Az utóbbi években egyre nagyobb hangsúlyt kapott az újrahasznosítható energia felhasználása, amely a zöldek szerint idővel kiválthatja a hagyományos energiaforrásokat, bár ebben sokan nem értenek velük egyet. A legnagyobb gondot a folyamatos energiaellátás biztosítása jelenti, ebben segíthet most a napelemek egy új fajtája, amely egyelőre a kísérleti fázisnál tart.

Az MIT kutatói egy olyan megoldást iktattak a napfény, valamint a jól ismert és széles körben alkalmazott fotovillamos napelem közé, amely a keletkező hőt elnyeli, majd pedig speciális kristályok segítségével intenzív fénnyé alakítja azt át. Ennek révén idővel jelentős lökést adhatunk a jelenleg elérhető hatásfoknak, másrészt pedig a tárolással kapcsolatos gondokat is megoldhatjuk, hiszen a hő elnyelésével és visszatartásával folyamatosan biztosíthatjuk a kívánt energiamennyiséget, elméletileg akár az éjszakai órákra is kitolva a szolgáltatást.


Az STPV, azaz a thermo-fotovillamos napelemnél széncsövek közvetítik a napfény hatására keletkező hőt, az ezek alatt elhelyezkedő fotonikus kristályréteg pedig a hő révén felmelegszik (akár ezer Celsius fok körüli hőmérsékletre is), majd pedig fehéren izzó állapotban fényt közvetít a napelem felé, amely így további fotonokat alakíthat át elektromos árammá. Míg a hagyományos szilícium napelemek hatásfoka 18%-nál tetőzik (az elméleti felső határ pedig 33,7 százalék), addig a kísérleti fázisnál tartó új fejlesztés ehhez további 3,2 százalékot ad, bár a kutatók szerint ez utóbbi szám további munkával akár 20 százalékra is növelhető, ami már bőven megérné a gyártók számára. Fontos feladat lesz, hogy lejjebb vigyék a hőmérsékleti küszöböt, illetve növeljék a méretet, a második körben egy 10 cm-es chipet használva az eredeti, mindössze 1 cm-es példány helyett.

Amennyiben sikerrel járnak, komoly áttörést érhetünk el a napenergia fejlesztése terén, hiszen a hő tárolása jóval könnyebben megoldható, ezzel pedig üresjáratban is további energiát biztosíthatunk az egyre nagyobb étvágyú fogyasztók felé. Azt egyelőre nem tudni, hogy a fejlesztésből mikorra lehet kereskedelmi forgalomban kapható termék.

Hozzászólások

A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
Bejelentkezéshez klikk ide
(Regisztráció a fórum nyitóoldalán)
  • gforce9 #10
    "Ezt csak azért jegyeztem meg, mert akárhol felhozom ezt a témát, egyből megkapom, hogy a többlet termelés rámegy a szerkezet mozgatására"

    Hülye helyeken fórumozgathatsz :) A nap mozgása nagyonlassú, azt lekövetni picike teljesítményigényű dolog.
  • johnfly #9
    Szerintem meg a stirling motoros technológiára kéne ráfeküdni. Ezeknek a fotovoltaikusoknak a leg modernebbjei sincsenek olyan hatékonyak, mint egy stirlingből egy átlagosnak mondható.
    Aztán meg ott van a thermoakkusztika ugye, arról meg ne is beszéljünk.

    Valamint megelőzve az agyam kivákuumozását akárki által leszögezem, hogy a nap égi útjának lekövetése egyáltalán nem energiapazarló, például egy ekvatoriális állvánnyal egy ceruzaelem megoldja a dolgot.
    Ezt csak azért jegyeztem meg, mert akárhol felhozom ezt a témát, egyből megkapom, hogy a többlet termelés rámegy a szerkezet mozgatására, pedig nem.
  • Cefet #8
    Neveccséges...
    Egész éjszakára tároljunk hőt 1000 °C-on, meg plusz 3,2 %, meg szén nanocsövek...
    Amennyiben sikerrel járnak, ebből akkor sem lesz semmi.
    Szerintem is inkább az akkukra és a több hullámhosszra optimalizált réteges napelemre kellene pénzt költeni.
  • halgatyó #7
    1000 fokos napelemek? Ez remek, akkor a sült madarakat össze lehet gyűjteni alatta:-D

    Komolyra fordítva: 1000 fokos test nem abban a frekvenciatartományban sugáros, amelyben a napelemek igazán érzékenyek (1000 Celsius fokos test hőmérsékleti sugárzásának maximuma 2,3 mikron körül van) szóval én nem értem ezt a működést, úgy biztosan nem működik, ahogyan le van itt írva.
  • qrd0xQSt2rdvnu #6
    A hőtárolást külső hőtároló rendszerrel képzelték megoldani. Ha viszont 1000 fokot tárolunk egy hőtároló rendszerben, akkor a hagyományos hőerőmű hatékonyabb, mint ez és innen kezdve az egész kutatás csak pénzpazarlás.

    Én a quantum dot napelemekben és az újabb akkumulátor fejlesztések széles körű elterjedésében látom a megoldást.
    Különböző méretű quantum dot rétegek alkalmazásával tudnak olyan napelemet csinálni, ami a teljes látható fényspektrumon hatékonyan működik. Meg valószínűleg lesznek még érdekes nanotechnológiai és anyagszerkezeti felfedezések arra, hogy a fotonok se fény, se hő formájában ne tudjanak megszökni a napelemből.
  • Vol Jin #5
    Már volt egy ilyen cikk. Ott egy fém felületét úgy módosították, hogy a barázdái kisebbek, mint egy adott hőmérséklethez tartozó hullámhossz, így az elnyelt foton energiáját nem képes 700 fok alatt termikus sugárzással leadni, így ha vákuumban és kis keresztmetszeten van rögzítve a panel, nem tud addig lehűlni, amíg fel nem forrósodik. Az egyik fele a nap felé fordítva magasabb hőmérsékletre van kalibrálva, így a háta mögé egy hullámhosszon bocsát ki termikus sugárzást, amit arra a hullámhosszra optimalizált fotocella magasabb hatásfokkal hasznosít.

    Szóval amikor fény éri először csak melegszik, és nem termel áramot, és amikor eléri az üzemi hőmérsékletet, akkor már jobb hatásfokon üzemel, mint a hagyományos.

    Itt viszont nem értem ezt a hőtárolásos dolgot. Nem fog ez kitartani ékszakára is, hogy felmelegszik nappal, és este még működik.
  • barret #4
    Én végig olvastam a cikket,de nem láttam arra utalást,hogy az elnyeletett hőt hol tárolják!
    Mert a hőenergia tárolásához nagy tömeg kell...Ezt nem lehet magában a panelban eltárolni.
  • Oliwaw #3
    Az én szempontomból egyetlen hatásfok létezik, a W/ár.
    (ahol nincs hely ott jöhetnek a drágább megoldások, de ez sokakat nem érint)
  • lapaleves #2
    ez így elsőre elég drága, meg az 1000 fok se az a használható nagyságrend, még ipari kivitelben sem.

    ami ilyesmi töltőt én láttam az csak valami apró gagyi volt, ha van link érdekes lenne.
  • NEXUS6 #1
    Nade InGaAs TPV cellával már demóztak 23%-ot! És a TPV max elméleti hatásfoka 1500 fokos emitternél 85% körüli!

    Asszem lehet olyan TPV generátort venni, amit sima túrista gázpalackra kell rárakni és kb egy laptopot el lehet vele üzemeltetni.