2017. Február 23. 1:09

Frissitve10:07:24 AM GMT


Napenergia Napelem A napenergiáról, II. rész – A napelem I.


A napenergiáról, II. rész – A napelem I.

altA napenergiáról szóló írásunk második részében a napenergiából elektromos áramot termelő napelemeket mutatjuk be.

Naprendszerünk központi égiteste alig egy óra alatt annyi energiát sugároz a Földre, mint amennyit egy év alatt elfogyaszt az emberiség, másfél nap alatt pedig a teljes föllelhető és kitermelhető kőolajkészlet energiájának megfelelő sugárzás érkezik bolygónkra. Az energia fölhasználásban komoly szerep jut az elektromos áramfölhasználásnak, ezért is lehet nagy jelentősége a napelemes áramtermelésnek.

 

altEgy kis történelem

A napelemes áramtermelés fölfedezése – mint oly sok minden a tudományban – egy véletlennek köszönhető. A XIX. század hatvanas éveiben egy tenger alatti kábellel kapcsolatos kísérlet során Willoughby Smith jött rá, hogy a kísérlet során alkalmazott szelén másként viselkedik éjszaka, illetve a nappali világosságban.

Ezen a gondolaton elindulva kezdte vizsgálni William Grylls Adams a szelén vezetési tulajdonságait, s jött rá, hogy fény hatására elektromos áram keletkezik benne. A jelenségre utalva nevezte el ezt a fajta áramtermelést fotovoltaikus elektromosságnak. (Egyébként a mai napig ezt a kifejezést használják a napelemes áramtermelésre.)

A következő lépcsőt Charles Fritts munkássága jelentette, aki 1885-ben megalkotta az első valódi napelemet, amikor egy táblán elhelyezett szelén réteget aranyfilmmel vont be. Ez a konstrukció már hosszabb ideig volt képes elektromos áramot termelni.

Bár ezt követően a nap Földre érkező fényének számos, korábban nem ismert tulajdonságát megismerték a tudósok, s világossá vált, hogy a rövid hullámhosszon érkező fotonok nagyobb elektromos áram gerjesztésére képesek, a magas előállítási költségek, s az ismertté vált egyéb áramtermelési módszerek miatt a fotovoltaikus áramtermelés hosszú időre a háttérbe szorult.

Így csak a múlt század ötvenes éveiben került előtérbe a kérdés, amikor a Bell Laboratories kutatói, Calvin Fuller és Gerald Pearson a szilícium alapú tranzisztor megalkotásakor arra figyeltek föl, hogy a szilíciumot galliummal vegyítve pozitív, míg lítiummal negatív töltés keletkezik, a kettő összekötésekor pedig elektromos árammező alakul ki.

A Bell egy másik kutatója, Darryl Chapin az energiatárolás problémájával foglalkozott, s a kutatásokat a fotovoltaikus lehetőségeket is vizsgálták. Először a szelénnel próbálkozott, majd Pearson tanácsára a szilíciumot is bevették a kísérleti programba. Ezzel már 2,3 százalékos hatásfokot ért el.

A kutatás akkor gyorsult föl, amikor Fuller a szilícium arzénnel és boronnal való kezelésével megoldotta a fényvisszaverődés okozta nehézségeket, s egy kísérlet során elérték a 6 százalékos hatásfokot. A Bell hivatalosan 1954. április 25-én mutatta be a világnak áramot termelő napelemeit.

 

Egyelőre még drága

Bár az elmúlt fél évszázadban jelentős fejlődésen ment keresztül a fotovoltaikus áramtermelés technológiája, ezért még ma is drágább a napelemekkel termelt elektromos áram, mint a fosszilis üzemanyaggal működő erőművekből származó. Bizakodásra ad viszont okot, hogy a gyártás nagy energiaigénye és a csúcstechnológia alkalmazásának szükségessége ellenére csökkenőben vannak az árak a gyártási volumen növekedésének köszönhetően. Szakértői várakozások szerint a fotovoltaikus módon termelt áram ára talán már 2011-től a fosszilis erőművekben termelt energia árával egy szintre csökkenhet.

 

altA napelemes rendszerek működési elve

A napelemek alapanyaga a mikroelektronikából jól ismert félvezető, amelyben – nagyon leegyszerűsítve a folyamatot – a napsugárzás hatására elektronok szabadulnak el, s ezáltal megindul áramlásuk, azaz elektromos áram keletkezik. A telepített rendszerekben az igényelt energiamennyiségnek megfelelő nagyságú és darabszámú modulba csoportosítva szerelik. A napelemek által termelt egyenáramot közvetlenül nem tudják hasznosítani az elektromos berendezések, ezért egy inverter közbeiktatásával váltóárammá kell alakítani.

A napelem-rendszerek lehetnek szigetüzeműek, illetve hálózatba kötöttek. Az előzőek kizárólag az adott épület áramigényeit szolgálják ki, azaz nincsenek kapcsolatban az elektromos szolgáltató hálózatával. Az ilyen rendszereknél gondoskodni kell az áram tárolásáról a napsütésmentes, illetve az éjszakai időszakra. A hálózatba kötött rendszerek a helyi igény kiszolgálásán túl, vagy amellett áramot juttatnak el az országos vagy regionális elektromos hálózatba.

Ugyanakkor arra is figyelni kell, hogy a napelem elhelyezése és tájolása is jelentősen befolyásolhatja teljesítményét, amely egyébként is jelentősen eltérő lehet az alkalmazott technológia, illetve földrajzi elhelyezkedés és a napsütéses órák számának függvényében.

(folytatjuk)

Forrás:
http://napelemek.blog.hu
http://www.pvresources.com/en/history.php
http://histv2.free.fr/selenium/smith.htm
http://www.nahste.ac.uk/isaar/GB_0237_NAHSTE_P0910.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_Fritts



Hozzászólások (3)
válasz a főszerkesztőnek
3 2010. május 25. kedd, 13:19
Gitche
T. Főszerkesztő!

Köszönöm a korrekt hozzáállásukat, bevallom azt hittem, csak törlik a hozzászólást majd. Kellemes csalódás volt, hogy inkább kirakták a hivatkozást. A "lopás" kifejezést vissza is vonom.

Cikkek részbeni átvétele ellen, meghatározott formában (ahogy Zöldtech és Alternatív energia web-magazinok is teszi, tehát első 3 bekezdés és utána hivatkozás és link a teljes cikkre) egyébként semmi kifogásom.

Csak a hivatkozás nélküliség zavar, mint további példaként ennél a cikküknél is:
http://ujenergiak.hu/napenergia-hasznositas-hazilag-a-napenergia-felhasznalasa/napelem-keszites-hazilag-napelem-gyartas/213-szamolja-ki-mennyi-energiat-termel-napeleme

ami pedig ennek a blog-cikkünkre "hasonlít":
http://napelemek.blog.hu/2010/01/27/napelem_kalkulator

Gondolom Önök se örülnek, ha dolgoznak egy cikken, majd az feltűnik több helyen, hivatkozás nélkül. Mindenesetre elnézést, ha korábban indulatosan reagáltam és köszönöm korrekt javításukat a hivatkozással.

Email címem további kérdés esetén a hozzászólásnál megadva.

üdvözlettel,

Gitche
napelemek.blog.hu
Kedves Gitche!
2 2010. május 25. kedd, 08:04
főszerkesztő
Kedves Gitche!
Bár nem találom a szó szerinti másolást, szívesen hivatkozok honlapjára, mert színvonalas, érdekes. Sok más forrás mellett rendszeresen olvasom, minden bizonnyal a cikk írásakor is ez történt.
Ha úgy gondolja, szívesen látnánk szerzőink között is. (Fizetni sajnos nem tudunk, mert a honlap lelkesedésből épül.)
Amennyiben pedig honlapunkon megjelenő írások felkeltik érdeklődését, idézze bátran, akár hivatkozás nélkül is, (nem vagyunk érzékenyek rá) hiszen a hír a fontos, nem a forrás.
Üdvözlettel:
főszerkesztő
ha már átmásolnak szöveget, hivatkozhatnának is
1 2010. május 24. hétfő, 19:28
Gitche
Üdv!

keserédes mosollyal látom, hogy több cikkem a blogról is átkerült ide. Ilyenkor illene ám hivatkozni és egy linket kirakni.

pl. fenti részben a napelem történet innen köszön vissza:
http://napelemek.blog.hu/2009/11/28/napelem_tortenelem_1_resz

a napelem technológiás részt pedig az organikus technológiákról egy-az-egyben egy ezelőtt pár héttel írt posztunkból vették át:
http://napelemek.blog.hu/2010/01/09/fenyerzekeny_festett_napelemek_a_jovo_technologiai

hivatkozást tegyenek ki kérem, ha átvesznek anyagot - anélkül lopásnak hívják :)

üdv,

Gitche
napelemek.blog.hu

Hozzászólás

Név:
E-mail cím:
Tárgy:
Hozzászólás:

Iratkozzon fel Ön is hírlevelünkre!

Név:* E-mail:*