Napraforgó napelemek növelhetnék a hatékonyságot

A napraforgó mintájára elforgatható panelek növelhetnék a napelemek hatékonyságát a lapunknak nyilatkozó szakértő szerint. Érdekes módon, az egyenlítőhöz közeledve csökken a napelemek termelése a kontinentális éghajlaton, idehaza pedig az Alföldön különösen jól hasznosíthatók.

Illusztráció Fotó: Bach Máté

A kínai beruházás felvonultatja a legmodernebb technológiákat, de méretét tekintve technológiailag semmi újjal nem szolgál. Viszont jó példa arra, hogy miért elhibázott az EU gyors mitigációt erőltető álláspontja – válaszolta lapunk megkeresésére Zay Balázs, a Klímapolitikai Intézet vezető kutatója a kínai Nagy napfal beruházás tanulságai kapcsán, amelynek főként mérete és kapacitása jelent újdonságot.

A háztetőkre már most is megéri napelemet szerelni
Fotó: Nagy Gábor

Kifejtette: a kínai beruházás során olyan napelemeket telepítenek, ahol a mesterséges intelligencia (AI) a napraforgó mintájára a napelemeket a nap felé forgatja. Az ilyen beruházás telepítése drágább, és a korábbi állami támogatás mellett (KÁT, METÁR) nem érte meg erre költeni, mert az áram kötelező átvétele miatt úgyis megtérült a beruházás. Azonban a napra állított napelemekkel elnyújtható lenne a termelési görbe. Vagyis ma Magyarországon a nyári időszakban vannak rövid időintervallumok, amikor még exportálni is tudunk napenergiát. Ezelőtt és után olyan időszak van, amikor önellátók vagyunk villamosenergiából, ha még nagyobb időeltérést nézünk, akkor pedig hatalmas importra szorulunk. Ezt lehetne csökkenteni valamelyest, ha nem a legideálisabb fix irányba lenne a napelem telepítve, hanem napkeltétől a nap felé fordulna – emelte ki az egyik lehetséges előnyt a kutató.

Mivel a napelemek különböző típusú cellákból készülhetnek, Zay Balázs elmondta, a globálisan széles körben használt szilíciumalapú napelemek a termodinamikai tulajdonságaik fizikai korlátai miatt legfeljebb 26-27 százalékos elméleti hatékonysággal működhetnek. Ami nem jelenti azt, hogy az emberiség nem tud hatékonyabb napelemeket gyártani, de annak fajlagos költsége olyan magas volt, hogy csak az űrtechnológiában használják, ahol a bekerülési ár mellékes a súly/méret arányhoz képest. Nagyjából fél évtizede érkezett a hír, hogy ha a szilíciumot perovszkit kristállyal kombinálják, azzal jelentősen tudják növelni a napelemek hatékonyságát anélkül, hogy növelné a gyártási költségeket. Ezt úgy tudják elérni, hogy az új cellák a fényspektrum kék és zöld tartományát is elnyelik.

Magyarországon minden technológia használható, az éves napsütéses órák száma mindenhol meghaladja a 2000-et. Azonban a leginkább megtérülő a beruházás az alföldi régióban, a nagyobb ipari központok mellett, ahol a megtermelt áram hasznosítása is megoldott. 

Ez azt is jelenti, hogy a helyi igényeket (akár háztartási, akár ipari szinten) képes fedezni most is pár tetőre szerelt napelem egy energiatároló egységgel együtt. A perovszkit kristály nem drágítja meg a gyártást, viszont növeli a hatékonyságot, így csak idő kérdése, hogy minden új telepítés ezt a technológiát használja. Igazi létjogosultsága vagy az országos áramellátásban lenne egy ilyen napelemparknak, vagy az ipari termelésben energiaigény fedezése egy-egy ipari park mellé – magyarázta Zay Balázs.

Ami az európai felhasználhatóságot illeti, Zay Balázs elmondta, bár a beesési szög az egyenlítő felé haladva nagyobb, érdekes módon a napelemek nem szeretik a meleget. Ennek oka, hogy a szilícium egy félvezető, ami nagy melegben „elveszíti” az elektronokat. Hasonló folyamatot tapasztalhatunk, ha az okoseszközünket a napon hagyjuk.

A napelem számára az ideális hőmérséklet nagyjából 15 és 35°C fok (standard 25°C). Az ettől való eltérés esetén a teljesítménycsökkenést úgynevezett hőmérsékleti együtthatóval számoljuk ki. Tehát maga a kontinentális éghajlat tökéletesen alkalmas az energiatermelésre, ezen belül viszont igenis számít a beesési szög és a napos órák száma. Ahol ez alacsony, ott csak a polikristályos napelemeknek van létjogosultsága, amelynek bár nagyon alacsony a hatékonysága, de közvetlen napsütés nélkül is tud termelni.