Kategória bejegyzései: Tudomány, napelem fejlesztés

Tudomány, napelem fejlesztés

Folyamatosan zajlik a napelemek teljesítményének és hatékonyságának a javítása. A fejlesztés másik fő iránya a gazdaságos gyártás, az árcsökkentés.

Napelemguru Posted on by

xStorage a ház akkumulátora.

xStorage a ház akkumulátoraMitől lesz valami a ház akkumulátora? Az xStorage egy olyan rendszer, melynek célja a ház energiaellátásának teljes körű vezérlése és optimalizálása.

Az energiaellátásban van az éjszakai olcsó áram, és ha van napsütés, akkor ingyenesen termel a napelem rendszer. Másrészt van a nappali drágább áram és az esetleges áramszünet.

A rendszer lelke egy 4,2 kWh kapacitású akkumulátor, mely az olcsó éjszakai áramot eltárolja arra az időszakra, amikor szükség van rá vagy amikor drága vagy amikor valami hiba miatt leáll a hálózati energiaellátás.

Az xStorage rendszer láthatólag a Tesla Powerwall akkumulátoros rendszerének a másolata, mely jelzi, a cégek előjelzései szerint szükség lesz a közeli jövőben az önellátó mini rendszerekre.

A biztonság és a gazdaságosság megvalósítása a tervek szerint 4000 euróba kerül. A gyártók tervei szerint 100.000 példányt akarnak eladni az első 5 évben.

Mutasd meg másoknak is...
Napelemguru Posted on by

Napelem energiatermelés és akkumulátoros tárolás nagyban.

Akkumulátor és napelem a jövő útja?A napelem régóta ismert és használt energiaforrás és most kapott egy nagyszerű „társat”, az akkumulátort. Egyre biztatóbb ugyanis az akkumulátor és napelem kombinációja.

Az akkumulátor már szintén régóta használt eszköz, csak a méretek voltak kisebbek. Eddig órákban, telefonokban, számítógépekben voltak, természetesen ennek megfelelő teljesítményű és méretű példányok.

Amikor megjelentek a nagyobb teljesítményigényű és hosszabb energiatárolást igénylő rendszerek, akkor nem volt megoldás.

A modern okostelefonok és notebook-ok használatának az egyik korlátja pont a gyorsan elfogyó energiaellátás. A gyártók el is kezdték fejleszteni azokat a módszereket, amivel valamennyire későbbre tudják tolni a lemerülés idejét, de ez csak félmegoldás.

Amikor először megjelentek az elektromos autók, nagyságrendi különbség volt az igények és a lehetőségek között. A Tesla alapítója Elon Musk és a világ egyik leggazdagabb embere Warren Buffet is akkumulátor gyárba fektette pénzét. Mindketten azt nyilatkozták, hogy az új fejlesztésű és nagy kapacitású akkumulátoraik egyik fő piaca a napelem rendszerek energiatárolása lesz.

Nemsokára tehát eljön az az idő, mikor otthonunk energiával is önellátó lesz. Ez Németországban már nem távoli jövő, hanem mai realitás, mert Szász-Anhalt tartományban már épül is egy teljes település energiatárolására képes akkumulátor rendszer, mely a településen termelt napenergia és szélenergia tárolását oldja meg.

A jövő energiája, tehát az akkumulátor és napelem zöld és kiszámítható lesz.

Mutasd meg másoknak is...
Napelemguru Posted on by

Napelem panelek teljesítmény növelése egy régi ötlettel.

Fresnel lencseA Fresnel lencse egy olyan nagyító lencse, amely összecsukható lencseként mutatható be. Tehát teljesíti azt a feladatot, hogy a fényt koncentrálja egy pontba, de ezt egy papírvékonyságú kialakítással oldja meg. Így nem csak a méret kisebb, de könnyebben, praktikusabban szerelhető, és akár hajlított változatban is használható.

Tipikus használata emiatt a kézi nagyító, az írásvetítő felülete, a látássérülteket segítő, televízió vagy egyéb eszköz kijelzőjét nagyító eszköz.

A Fresnel lencse fizikai előnye mellett van sajnos hátránya is. Az összecsukhatóság következtében a koncentrikus gyűrűkben kivitelezett, lencseként működő körök gerincei között vannak olyan zónák, ahonnan a fényt nem az előre várt helyre gyűjti. Emiatt ott, ahol pontos képalkotásra van szükség, (pl. fényképészet,) ott nem ideális. Ahol azonban nem a hajszálpontos fókuszálás a lényeg ott viszont tökéletesen működik a megoldás.

Pár kínai mérnök összekombinálta a Fresnel lencsét a napelemekkel. A napelem panelen ugyanis szigetelési és elhelyezési okok miatt vannak kihasználatlan területek, melyekről a korábbi megoldásokban elvesztett fényt begyűjtve növelni lehet a napelem panel teljesítményét.

A mérnökök ötletének alapja, hogy a paneleket borító üveg felületére mikromegmunkálás segítségével Fresnel lencséket alakítanak ki. Mivel ezek a felület síkjában helyezkednek el, így nem befolyásolják a gyártást, a szerelést, csak a panelek által összegyűjtött fény mennyisége nő meg. Ráadásul ők úgy alakítják ki a koncentrikus köröket, hogy a Fresnel lencse fényt koncentráló hatása jobb hatásfokkal működjön.

Az extra „lencsék” miatt a panelek ára egy kis mértékben ugyan nő. A teljesítmény növekedés viszont jelentősebb, így a panelek gazdaságosabbak, mint a régebbi „hagyományos” napelem panelek.

Mutasd meg másoknak is...
Napelemguru Posted on by

A koncentrált fotovoltaikus napelem része a nagyító.

A koncentrált fotovoltaikus napelem része a nagyítóA napelemekről annyit már mindenki tud, hogy minél több napfény éri, annál több energiát termel. Egy új és érdekes ötlet segítheti a napelemek energiatermelését.

Eddig a fejlesztések a cellák hatékonyságát növelték, a napelem feszültségét emelték, most egy új ötlet bukkant fel.

De jó lenne, ha össze lehetne gyűjteni rá ugyanúgy a fényt, mint ahogy a nagyító összegyűjti a napenergiát egy pontba. Nos, ez a technika már létezik, és koncentrált fotovoltaikus napelem a neve, angolul rövidítve CPV.

Miért nem hallottunk róla eddig? Az ára miatt. Egy hagyományos napelemhez képest az itt használt napenergia gyűjtő lencsék sokba kerülnek. Mint minden technika, ez is folyamatosan fejlődött, és ma már az egyre nagyobb mennyiségű gyártás miatt az ára elkezdett csökkenni. Családi méretű napelem rendszerekhez még így is magas a költsége, de ipari napelem erőművek esetében már gazdaságos a használata. Emiatt a következő években erőteljes felívelés várható a koncentrált napelemek telepítésében.

Az IHS tanulmánya szerint a mostani 2013-as telepítési méretről, a 160MW-ról 2020-ra 1362MW-ra nő a CPV erőművek telepítése. Ez 750%-os növekedésnek felel meg.

Mivel a rendszer telepítési költségei még magasabbak, mint a hagyományos napelem rendszerek költségei, így a gyártók a megtérüléssel és a nagyobb energiatermeléssel mutatnak rá a CPV versenyképességére. Ezek a panelek ugyanannyi élettartam alatt bizonyos régiókban ma már gazdaságosabbak is lehetnek a hagyományos napelemeknél. Nem a kezdeti költségek miatt, mert azok még magasabbak, hanem az élettartamuk során megtermelt több energia miatt.

Ha pedig ezt a nagyobb energiamennyiséget megfelelő módon tárolni tudjuk, a napelem és akkumulátor párosa szolgáltatófüggetlenséget és így energiaszámla nélküli életet is tud biztosítani.

Mutasd meg másoknak is...
Napelemguru Posted on by

A benzinkutak réme a napelemes Ford.

Napelem és a FordAkinek van autója, az valószínűleg rendszeresen bosszankodik, mert az üzemanyagok ára valahogy nem akar csökkenni. Most viszont olyan autó született a Fordnál, mely mindenki álomautója lehet. Ez az autó ugyanis napsütéssel is tud menni. A tetejét ugyanis nagy teljesítményű napelemekkel fedték be a Ford tervezői. A modell neve: Ford C-MAX Solar Energi Concept.

Az eredeti Ford C-Max hibrid rendszerét alakították át úgy, hogy az autó tetején levő napelemek folyamatosan töltik az autó hibrid akkumulátorait. A rendszer még nem tökéletes, mert még a SunPower által biztosított nagy teljesítményű napelem cellák is csak részben tudják feltölteni az akkumulátort. Egy átlag napon még így is kb. 8kW energiát állítanak elő a cellák.

Ahhoz, hogy ilyen teljesítményt tudjanak elérni, igénybe kellett venniük a SunPower szakemberein kívül a Georgia-i műszaki egyetem segítségét is. Ők kialakítottak egy olyan rendszert, melyben egy Fresnel lencse és egy fotonsokszorozó is található. Így egy teljes napi napelemes töltés négy órás hagyományos akkumulátor töltésnyi energiáját tudja kinyerni a napból.

Ha a hibrid rendszer teljesen fel van töltve üzemanyaggal is, akkor 998 km tehető meg vele. Tisztán elektromos működéssel ez 33,6 km. Ha valakinek nincs ideje kivárni a nap által történő feltöltést, használhatja a hagyományos elektromos hálózatot is, mert a töltő csatlakozó is ott van az autón. Ha azonban rendszeresen kinn hagyjuk az autót a napon, akkor megtapasztalhatjuk a Ford szakemberei által becsült 75%-os kihasználtságot. Ők ugyanis úgy számolták, hogy normál használat mellett a megtett út 75%-a számára elegendő a napból kinyert energia.

Ha valaki már látott korábban napelem működtetésű autót, akkor az kellemesen meglepődik, hiszen ez a modell már nem egy hétköznapi életben használhatatlan tanulmány, hanem egy klasszikus autó.

Ez a technológia nem teljesen új, hiszen a napelemes apple számítógépek is ismertek már, de üzemanyag függetlenség miatt az autózásban mégis nagy lépésnek számítanak.

A modell hivatalosan a 2014-es Las Vegas-i CES-en mutatkozik be a nagyközönségnek.

Mutasd meg másoknak is...
Napelemguru Posted on by

Energiatárolás akkumulátorral és akkumulátor áresés

energiatárolás akkumulátorralSokat fejlődtek az akkumulátorok az utóbbi években, de az előrejelzések szerint az igazi változások még csak most jönnek. Ennek a változásnak az egyik hajtóereje a napelemek terjedése. A napelem ugyanis csak nappal termeli az energiát, de nekünk éjszaka is szükségünk lenne rá. Erre válasz az energiatárolás akkumulátorral.

Pár cég, pl. a Tesla vagy a Bosch már jelenleg is kínál Litium ionos szolár akkumulátorokat. Ezek ugyanúgy működnek, mint a mobiltelefonban vagy a fényképezőgépben levő akkumulátorok, csak ezek lényegesen több energiát tudnak tárolni, és több feltöltési-kisütési ciklust képesek elviselni. Segítségükkel a nap közben megtermelt energiát a napelem rendszer először az akkumulátorokba tölti, majd csak utána a többi kerül visszatöltésre az elektromos hálózatba. Később, mikor már nem süt a nap, a ház az akkumulátorokban eltárolt energiát használja először, majd annak lemerülése után kezdi csak a hálózatból kinyerni az áramot. Így néha sziget üzeműként, néha hagyományos visszatápláló rendszerként működik a napelem rendszer. Az alapelv már régóta ismert, csak ma még nem igazán gazdaságos.

No ennek a gazdaságosságnak a változását jósolják most a szakértők. A Bloomberg Energy előrejelzése szerint 2020-ra az ilyen akkumulátorok ára kb. 57%-al csökken. Ez már olyan mértékű változás, mely alapjaiban írja át ezt a piacot. Ekkor már megéri akár a szolgáltatóról való teljes leválás is, és a saját önellátásra való átállás.

Az előrejelzés szerint ez olyan méretű igényt hoz elő, hogy a jelenlegi kb. 200 millió dolláros energiatárolásos piac 2018-ra 2,8 milliárd dollárosra nő.

Ami némileg meglepő, hogy a tárolás terjedése még a szolgáltatóknak is hasznos, ugyanis a jelenlegi napelem betáplálási hullámokat kiegyenlíti. Ma a szolgáltató nem tud mit kezdeni a nagy teljesítmény hullámzásokkal, melyeket sok apró tároló blokk segíthet kiegyenlíteni.

Sok országban már jelenleg is nagy léptékű a napelem elterjedése, mely ezzel a fejlesztéssel akár egy teljes ország energiafüggetlenségét is képes lenne megoldani.

Mutasd meg másoknak is...
Napelemguru Posted on by

Emelkedik a napelem feszültség

Emelkedik a napelem feszültségA Kyocera nem azért növeli a napelem feszültség értékét 600V-ról 1000V-ra, mert ez veszélyesebb, hanem mert sokkal gazdaságosabb. Kimutatták, hogy ezzel a lépéssel a megtakarítás elérheti a 20%-ot!

A megtakarítás egyik oka a nagyobb feszültségű átvitelben felhasznált kábelek kisebb keresztmetszete miatti anyagtakarékosság. (Hiszen a réz meglehetősen drága.)

A másik ok a panelek stringbe való összekötése miatt jelentkezik. Ha ugyanis több panelt szabad egymás után fűzni (és így emelni a feszültséget), akkor kevesebb inverter, kevesebb tartószerkezet és anyag megoldja ugyanazt az energiatermelést.

Ezeket a paneleket most még csak az Unióban engedélyezték, de várható, hogy az USA is áldását adja erre a fejlesztésre.

A forgalmazás várható kezdete 2014.

Mivel a napelemek teljesítménye egyébként is folyamatosan nő, így több irányból is javul a napelem rendszerek megtérülése.

Mutasd meg másoknak is...
Napelemguru Posted on by

Ha lemerül az apple, tedd ki a napra.

Napelemmel tölthető AppleAz apple már több alkalommal bizonyította, hogy fogékony a környezetvédelemre és az új technológiákra.

Most az eszközeik energiaellátására adtak be egy szabadalmi kérelmet az USA-ban. Ennek az a lényege, hogy úgy alakítják át a termékeiket, (Macbook, iPod, iPhone,) hogy széles bemenő feszültségtartományból tudjanak működni. Így a tápegységek kisebbek és egyszerűbbek lehetnek, valamint az energiaellátásra közvetlen csatlakoztatható lesz a napelem is. A napelem kimeneti feszültsége ugyanis folyamatosan ingadozik a rá eső napfény erősségétől és szögétől függően, de ez a megoldás rugalmasan alkalmazkodik és folyamatosan kinyeri a lehetséges maximális energiát a betáplálásból.

A megoldás igazi nagyszerűsége abban rejlik, hogy az ötlet minden eleme létezik már, csak senki nem rakta össze őket egy működő egésszé. Mivel a részegységek már önállóan is léteznek és bizonyítottak, így az összekombinálásuk is gazdaságosan megoldható.

Mivel a napelem fejlesztés így is rohamléptekkel halad, így erre a célra egyre kisebb napelem is megfelelő lesz.

Mutasd meg másoknak is...
Napelemguru Posted on by

Este jól jön a napelem akkumulátorral

Napelem akkumulátorralA napelem, ha süti a nap, akkor termeli az áramot. Nekünk viszont akkor is jó lenne az energia, ha éppen este van. Erre a napelem akkumulátorral kombinációra ad megoldást két feltaláló, Raisz Iván és fia, Raisz Dávid.

Ők az energia tárolását kémiai módszerrel oldották meg. Az árammal a vizet felbontják oxigénre és hidrogénre. A hidrogént reagáltatják szén-dioxiddal, és így metanolt állítanak elő. A metanol pedig tartályban gyűjtve végtelen ideig várja, hogy felhasználjuk.

Amikor áramra van szükségünk, ezt a metanolt bevezetjük egy üzemanyagcellába, ahol áram, szén-dioxid és víz keletkezik. Ezzel körbeért a folyamat. Az áramot felhasználjuk arra amire szeretnénk, a víz és a szén-dioxid visszakerül a folyamat elejére, várva a következő eltárolandó áramot.

Ezért a megoldásért az októberben megtartott nemzetközi találmányi bemutatón aranyérmet kaptak.

Ahogy nő a napelemek összesített teljesítménye, egyre inkább szükség lesz az ilyen tárolási lehetőségekre.

Mutasd meg másoknak is...
Napelemguru Posted on by

A Soitec áttör egy fontos határt

SoitecA Soitec vezérigazgatója, Andre-Jacques Auberton-Herve szerint legalábbis ez a céljuk.

Jelenleg már a Fraunhofer ISE Kalibrációs Laboratóriumban tesztelt cellájuk teljesítette a 43,6%-os hatékonyságot. A fejlesztés több kutatóintézet munkájának eredménye, melyek közül kettő a Freiburgban található napenergia rendszereket kutató Fraunhofer Intézet, és a Berlini Anyag- és Energiakutató Helmholtz-Centrum. A kutatás folytatása már jó úton halad a 2015-re tervezett 50%-os hatékonyságú napelem cella irányába. Ez az eredmény teljesen új alapokra helyezi a napelemes rendszerek megtérülését.

Reméljük a kutatóintézeti eredmények után a gyártásba is minél hamarabb sikerül átültetni ezeket az eredményeket.

Mutasd meg másoknak is...