A jövő napelemei

Háztartási napelemes rendszerek

A mindennapi életünkben pedig ezek közül leginkább a napenergiát tudjuk hasznosítani, és hála a technika fejlődésének a háztartási napelemes rendszerek egyre elérhetőbbé válnak. De még így is rengeteg kiaknázatlan lehetőség rejlik a szolárenergia terén, és tudósok szerte a világon azon dolgoznak, hogy ezeket felderítve minél hatékonyabb, változatosabb felhasználási irányokat kínáljanak.

1883-ban az első, mai értelemben vett napelem hatékonysága mindössze 1%-os volt. Akkor még szinte lehetetlennek tűnt, hogy a napelemek valaha is versenyezhetnek a nem megújuló energiaforrásokkal. Mára azonban a szelént leváltotta a szilícium, a napelemes panelek hatékonysága pedig meghaladta a 20%-ot, ezzel pedig versenyképes és gazdaságos alternatívát kínálnak a háztartásoknak.

A fejlesztések természetesen nem álltak le ezzel, a kutatócsapatok célja, hogy a szolár-panelek meghaladják a 30%-os hatékonysági rátát. A szilícium mellett egy másik kristályt, a perovszkitot is bevetették, amely képes a napfény kék tartományát is hasznosítani (a szilícium önmagában csak a vörös hullámhosszú sugárzást dolgozza fel). Ez a kettős technológia tavaly elérte a világrekordnak számító, 29,15%-os hatékonyságot.

Fontos lenne, hogy a napelemek éjjel se pihenjenek. A jelenlegi szolár-panelek  azt használják ki, hogy elnyelve a napfény fotonjait, a kialakuló feszültség révén állítanak elő energiát. Az éjjel üzemelő „napelemek” viszont azt az elvet alkalmazzák, hogy a nappali besugárzás során felmelegedett tárgyak éjjel visszaadják az elnyelt hő egy részét, infravörös sugárzás formájában. Ezt a jelenséget egyébként évszázadok óta használják a berendezések éjjeli hűtésére, de az úgynevezett termoradiatív cellák segítségével a hőleadást – a kisugárzáskor kialakuló feszültséget kiaknázva – energia előállítására is lehet fordítani.

Az éjjeli „napelemek” hatékonysága persze egyelőre meglehetősen alacsony: négyzetméterenként 50 Watt, ami nagyjából a negyede a hagyományos szolár-panelek nappali teljesítményének. De nem lehetetlen, hogy hamarosan az éjjeli technológia is fellendüljön. Ez már csak azért is örvendetes volna, mert kiegyenlítené a nappali és éjjeli termelésingadozás közötti jelentős különbséget, ami egyre nagyobb kihívás elé állítja az áramhálózatokat.

Napelemet nemcsak az épületek tetejére és a talajra rögzített szerkezetekre lehet telepíteni, hanem újabban a vízfelületekre is egyre szívesebben építenek szolár erőműveket. Ennek előnye, hogy nem lakóhelyektől vagy termőföldtől veszik el a területet, ráadásul a vizet például a panelek hűtésére is tudják hasznosítani.

Svájcban nemrég átadták a világ első, magaslati úszó napelem-parkját. Különlegessége pedig nem csak abban rejlik, hogy a napelemek szinte lebegnek a víz felszínén, és helikopterrel kellett telepíteni őket, hanem abban is, hogy 1810 méterrel a tengerszint felett kb. 50%-kal jobb a teljesítménye, mintha síkvidéken állna, ugyanis a hegyi viszonyok felerősítik a napsugárzást.

Indiában védőgátak közé terveznek úszó napelem-parkot, amely méretre a világon a legnagyobb lesz – 2000 hektár területet foglal majd el.

Nagy előrelépés lenne, ha a jövőben az elektromos autókat nem kéne kívülről tölteni, hanem közvetlenül hasznosítanák a napenergiát. Egy német cég úttörő fejlesztése egy olyan autótető, amelybe láthatatlan módon szolárcellákat integrálnak. A napelemes tető a szivárvány összes színében gyártható, így teljesen belesimul az autó megjelenésébe. Névleges teljesítménye pedig nagyobb az eddigi hasonló megoldásoknál, a tesztek szerint egy átlagos középkategóriás villanyautó esetében éves átlagban 10%-kal növelheti a hatótávot. Kellemes mellékhatása továbbá, hogy mivel a napfénytető a beeső napsugarakat elektromos energiává alakítja, a nyári kánikulában kevésbé melegszik fel az utastér.

Már idehaza is alkalmazott megoldás a napelemes tetőcserép, amely esztétikus és hatékony alternatívát kínál a hagyományos, tető fölé vagy a talajra telepített napelemes rendszerek mellett.