A napelem gyártók folyamatosan versenyeznek termékeik energiahasznosítási hatékonyságával. Felvetődik azonban a kérdés, hogy egyes technológiákkal mekkora hatékonyság érhető el. S egyáltalán mit jelent a hatékonyság a napelemek esetében. Erre keressük a választ.
A napelem gyártó cégek egyre erőteljesebben törekszenek termékeik hatékonyságának növelésére, mert nyereségességük is ennek függvényében emelkedik. A dollár/wattban mért gyártási költségek csökkennek, amikor ugyanazon gyártósoron több elektromos áram előállítására képes napelemeket állítanak elő. Az összefüggés világos, a nagyobb hatékonysággal dolgozó napelemek több áramot termelnek, azaz kisebb lesz az egységre eső áramtermelés költsége, vagyis hamarabb megtérül a beruházás a fölhasználó számára, vagyis versenyképes a termék.
Létezik persze elméleti kapacitás maximum is, amely technológiánként eltérő. Vannak olyan félvezetők, amelyek alkalmazásával már közelebb jutottak az elméleti maximumhoz, míg másoknál ez a határ még messzebb van.
Idén augusztusban hozta nyilvánosságra az Új Dél-Wales Egyetem (USNW) egyik kutatását, amelyben a beeső fény 43 százalékából elektromos energiát generált az alkalmazott napelem. Attól persze nem kell tartani, hogy hamarosan a háztetőkön találkozunk a szilícium, indium gallium vagy más anyagokból gyártott ilyen nagy hatékonyságú napelemekkel. A hatékonyság ugyanis nagyon drága.
A Suntech Power Holding például a tavaly kifejlesztett nagy hatékonyságú napelemével, a Plutóval, rekordot állított föl, s komoly kihívás elé állított a hosszú ideje piacvezető SunTechet. A gyártás beindításáról egyelőre mégis lemondott, mert olyan magas lett volna gyártósorok automatizálási költségei.
– A napelemes áramtermelés hatékonysága elméletileg 33 százalék körül van – jelentette ki Martin Green, az Új Dél-Wales Egyetem fotovoltaikus laboratóriumának vezetője –, a kutatók mégis inkább 29-30 százalékkal számolnak, mert a szilícium belső tulajdonságai miatt a 33 százalék a gyakorlatban elérhetetlen.
A kadmium-tellúrium, valamint a réz, indium, gallium szelén (CIGS) alapanyagú napelemeknél a szakértők ezzel a 29-30 százalékos hatékonysággal számolnak. A négyféle alapanyagú napcellák hatékonysága a Stuttgarti Egyetem számításai szerint legfeljebb 26 százalék lehet, vagy még annál is kisebb.
A különböző alapanyagokból és technológiákkal gyártott napelemek hatékonysága tehát igen nagy szórást mutat. A többféle alapanyagú (multi-material cell) napelemek vezetik a sort, az Új Dél-Wales Egyetemen kifejlesztett 43 százalékos hatékonyságot elérő cellával. Az egyetem a monokristályos szilíciumok között is első, 25 százalékos hatásfokú a napelemével. A multikristályos napelemek között a német Frauenhofer Intézet fejlesztése van az élen, 20,4 százalékos hatékonysággal.
A kadmiun-tellúrium alapanyagokkal pedig 16,7 százalékos hatékonyságot tudott elérni a kolorádói Nemzeti Megújuló Energia Laboratórium, s a CIGS alapanyagok között is az egyetem érte el a legjobb eredményt, 19,4 százalékos hatásfokkal.
