Kettős célt szolgál a napelemeknél egy magyar fejlesztés

Kettős hűtési rendszert dolgoztak ki napelemekre a Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem és az iraki Kufai Egyetem kutatói. Jó hír, hogy a rendszer utólag beépíthető, azonban még további tesztek is szükségesek. A fejlesztés csökkenti a napelemek idő előtti elhasználódását is.

A napelemgyártásban Kína dominál, a hűtési rendszer viszont magyar fejlesztés is lehet Fotó: Petőfi Népe / Bús Csaba

A Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem (MATE) és az iraki Kufai Egyetem közös kutatóinak közös fejlesztése a kettős hűtésű napelemrendszer, két hűtési technológia kompakt kombinációja. Mind a léghűtéses perforált keret, mind a hűtőfolyadékok alkalmazása már vizsgált téma a napelemek hűtése területén. A két technológia kombinálása viszont új – mondta el lapunk megkeresésére Somosi Zoltán, a Klímapolitikai Intézet kutatója.

A napelem 25 fokos hőmérséklet esetén nyújtja a legjobb teljesítményt, kánikulában célszerű hűteni. Fotó: Nagy Gábor

Kifejtette, hogy a panelbe elhelyezett lyukakon keresztül a panelt a keringő levegő hűti, melynek elvezetését egy ventilátor segíti. A hűtőfolyadékként alkalmazott víz bejutását a panel hátuljában kialakított keringtetési rendszerbe egy napenergiával működő pumpa segíti. A folyadék a panel hátuljában kialakított szerpentincsövön kering, melyeken lamellák vagy hűtőbordák találhatók a hatékonyabb hőelvezetés érdekében.

A ventilátor és a pumpa szabályozhatók az optimális körülmények eléréséhez. A hűtés célja a minél ideálisabb működési hőmérséklet fenntartása a panelben. A rendszer jelentős hatékonyságnövekedést mutatott a szimpla léghűtéses, valamint a nem hűtött rendszerekhez képest, illetve más kutatások adataihoz hasonlítva is biztató teljesítménnyel szolgál – hívta fel a figyelmet Somosi Zoltán.

A napelemek ideális működési hőmérséklete valójában 25 fok, hatásfokuk a hőmérséklet növekedésével csökken. A csökkenés mértéke három–öt tized százalékra tehető Celsius-fokonként, így a túlmelegedés jelentős veszteségeket okozhat az áramtermelésben. A hatásfokon túl a panel élettartama is csökken, a panelek tartós túlmelegedés esetén éveket, akár évtizedeket veszíthetnek élettartamukból, így több okból is jogos gazdasági megfontolás a minél hatékonyabb hűtés – mutatott rá a kutató.

A panelek hatékonyságánál még számos faktort figyelembe kell venni a tervezésnél, a napelem érzékenysége annak anyagától is függ. Itt a teljes napsütés és a szűrt fény esetén várható hatásfokra kell gondolni, mely szűrt fény esetén alacsonyabb. Nem mindegy a napelem anyaga sem. Sokáig a polikristályos szilícium dominálta a piacot olcsósága miatt, azonban a jobb hőmérséklet-tűrésű és teljes napsütésben hatékonyabb monokristályos modulok elterjedőben vannak. További faktor a napsütéses, ezzel egyben a működési órák száma, illetve a beesési szög. Itt az az ideális, ha a nap fénye merőleges a panelre, ekkor éri a legnagyobb sugárzási intenzitás, ezért is fontos a tájolás és a dőlésszög. 

A magyar találmány hozzácsatolható kiegészítőként szolgálhat a napelemekhez, hatékony hőelvezetőként orvosolva a túlmelegedés problémáját. Az egyre forróbb hazai nyarak során, mikor a levegő hőmérséklete a negyven fokot is elér, a déli csúcsidőben különösen fontos kérdés a panelek hűtése. A rendszer egyszerű, mégis hatékony tervezésével könnyű előállítást, teljes élettartamában jelentős megtakarítást kínálhat alkalmazóinak. További nagy előnye, hogy a MATE kutatóinak fejlesztése hazánkban is előállítható. Míg a napelemek ellátási láncát Kína dominálja a nyersanyagok és a feldolgozás területén, Európa csupán pár területen tud érvényesülni. Ez a kutatás a napelemek élettartamának növelésével tehát a kitettségünket is csökkenteni tudná.

Fontos ugyanakkor, hogy ez egy tesztelési fázisban lévő technológia, többek között a hűtőfolyadék elvezetését végző csövek fagyállóságát is vizsgálni kell. Véglegesíteni kell még azt is, hogy a jelenlegi fakerethez képest milyen más keretet alkalmaznak majd, illetve hogy milyen hűtőfolyadék kerül a már végleges változatokba.