Hatékonyabb átlátszó napelemeket terveznek Svájcban

157
Napelemes rendszer
Napelemes rendszer

Az ablakokon átáramló természetes fény sokkal többet tehet annál, mint hogy feldobja a hangulatod. A svájci tudósok új hatékonysági rekordot értek el az átlátszó napelemek terén. Megnyitva az utat az elektromos áramot termelő ablakok előtt, amelyek segíthetik otthonaink és készülékeink áramellátását.

A Grätzel-cellák néven is ismert, a festékérzékeny napelemek (DSC-k) olyan olcsó napelemek, amelyek fényérzékeny festéket használnak a félvezető felületére a látható fény energiává alakítására.

A DSC-k korábbi verziói nagyrészt közvetlen napfényre támaszkodtak, de az École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) tudósai megtalálták a módját, hogyan készítsenek átlátszó fényérzékenyítő anyagokat. Olyan molekulákat, amelyeket fénnyel aktiválhatunk, amelyek képesek „adszorbeálni” a fényt a teljes felületen.

“Eredményeink megnyitják az utat a nagy teljesítményű DSC-khez való egyszerű hozzáférés előtt. És ígéretes lehetőségeket kínálnak az olyan kis teljesítményű elektronikus eszközök tápellátására és akkumulátorcseréjére, amelyek energiaforrásként környezeti fényt használnak” – írták a tanulmány szerzői. a Nature tudományos folyóiratban.

Átlátszó napelemes technológia 30%-os hatékonysággal

A DSC-k átlátszóak, rugalmasak, és viszonylag alacsony költséggel sokféle színben gyárthatók. Ezeket az átlátszó napelemeket már használják tetőablakokban, üvegházakban és üveghomlokzatokban.

2012-ben a SwissTech Convention Center lett a DSC-technológia első alkalmazása egy középületben. 2017-ben a Koppenhágai Nemzetközi Iskola felavatta új épületét, amelyet körülbelül 12 000 kék árnyalatú, de átlátszó napelem fed le, amelyek ugyanazt a DSC technológiát használják. Évente körülbelül 300 megawattóra (MWh) áramot biztosítanak, ami az iskola éves energiaszükségletének több mint felét fedezi.

De annak ellenére, hogy az energiatermelő ablakok már évek óta a piacon vannak, az egyik visszatérő panasz az volt, hogy a hagyományos napelemekhez képest korlátozott villamosenergia-termelési kapacitásuk volt.

Az EPFL csapatának új áttörése hamarosan segíthet leküzdeni ezt az akadályt. Az új molekulakialakításnak köszönhetően megnövelték a DSC-k teljesítményátalakítási hatásfokát. Vagyis a rájuk eső napenergia hasznosítható elektromossággá alakított részarányát: közvetlen napfényben több mint 15 százalékot, és akár 30 százalékot is. cent környezeti fényviszonyok között.

Referenciaként a kereskedelmi napelemek átlagos hatásfoka jelenleg 20 százalék körüli. Az új generációs DSC-k legalább 500 órás “hosszú távú működési stabilitást” is mutattak.

Azokban az anyagokban, amelyek a napfényt elektromos energiává alakítják, hatalmas lehetőség rejlik a bolygó növekvő, költséghatékony megújuló energiatechnológiák iránti igényének kielégítésére. 

Az üvegablakok különösen hatalmas lehetőségeket rejtenek magukban: Képzeld el, ha egész felhőkarcolókat lehetne függőleges napelemfarmmá alakítani?

Még 2017-ben a Michigan State University csapata, amely egy új típusú napelem-koncentrátort fejlesztett ki, amely ablak fölé helyezve napenergiát állít elő, úgy ítélte meg, hogy az átlátszó napelemes technológiák az Egyesült Államok energiaszükségletének körülbelül 40 százalékát fedezhetik. 

Becslések szerint a tetőtéri napelemekkel kombinálva – és a megfelelő tárolási technológiával – ez az arány majdnem 100 százalékra emelkedhet.

Európában ezen a nyáron a napenergia az EU-ban megtermelt villamos energia 12,2 százalékát tette ki, ami az eddigi legmagasabb arány.

Az Európai Bizottság szerint a jelenlegi trendek alapján 2040-re az EU villamosenergia-szükségletének akár 20 százalékát is képes kielégíteni .

A bolygó napenergiájának nagy része jelenleg nem “dolgozható fel”. Hogyan néznének ki a dolgok, ha körülöttünk minden ablak erre egy egyszerű megoldást nyújhatna?