A napelemes technológia folyamatosan fejlődik, és ez nem csupán a szűken értelmezett fotovoltaikus területen hoz előrelépést. Egyre több alkalommal fordul elő, hogy a napelemes cellákat egyéb megoldásokkal, például hőtermelő megközelítésekkel kombinálják. Ez kézenfekvő eljárás, elvégre a fotovoltaikus paneleknél gyakran a hőmérséklet is jelentős. Az ily módon történő keresztezéssel a mérnökök rendkívüli hatékonyságot képesek elérni. Az Abora Solar spanyol fotovoltaikus-termikus (PVT) vállalat a közelmúltban olyan panelt fejlesztett ki, amely 17,8 százalékos hatékonyságú napelemeket kombinál nagyjából 70 százalékos termikus hatásfokkal – számol be a PV Magazine. Az eszköz 1,970-szer 995-szer 107 milliméteres, tömege pedig 50 kilogramm. Az Abora Solar termékének teljes hatékonysága megközelítőleg 89 százalék, a cég szóvivője szerint új, aH72SK nevű berendezésükkel világrekordot sikerült felállítaniuk.

A telepítéshez legalább két ember szükséges, tehát viszonylag bonyolult eljárásról van szó. A modul monokristályos PERC (Passivated Emitter and Rear Contact) cellákkal készült, a PERC technológia lényege, hogy a hátlapra egy plusz visszaverő réteget visznek fel, így az egyébként hasznosulatlan sugárzás visszakerülhet a rendszerbe. A panel teljesítménye 350 watt, nyitott áramköri feszültsége 48,82 volt, rövidzárlati áramerőssége 9,73 amper. A modul hőmérsékleti együtthatója Celsius-fokonként mínusz 0,33 százalék, a rendszer maximum 1000 volt rendszerfeszültséggel üzemelhet. Egy-egy panel 72 darab fotovoltaikus cellát tartalmaz, amelyek egy 156-szor 156 milliméteres felületen helyezkednek el, teljes területük tehát 1,96 négyzetméter. A hőpanelek optikai hozama 0,7.

A cég a modulokhoz a HMonitor felügyeleti rendszert is kínál, amely lehetővé teszi a rendszertulajdonosok és a telepítők számára, hogy megjelenítsék az olyan fontos információkat, mint amilyen a szén-dioxid-kibocsátás. A zaragozai székhelyű panelgyártó szerint az új modulokba való beruházás a projekt méretétől és típusától függően körülbelül négy év alatt térül meg.

Kép: Abora Solar

A tetőre telepíthető napelemeknek extrém időjárási körülményekkel kell megbirkózniuk. A rendszereknek el kell viselniük a lezúduló csapadék nyomását, a szélsőséges fagyot vagy éppen az extrém meleget. Az egyik legnagyobb problémát ugyanakkor a por jelenti, az anyag a felületre lerakódva például képes csökkenteni a napelem hatékonyságát. Hogy megóvják a paneleket, bizonyos időszakonként karbantartást, tisztítást kell végezni rajtuk. Az utóbbi időkben azonban egyre több olyan okos megoldást jelenik meg a piacon, amely segíti a rendszerek öntisztulását. A DAH Solar kínai panelgyártó a közelmúltban például olyan tetőre telepíthető napelemes modult mutatott be, amely esővíz segítségével képes megszabadulni a felületén lévő szennyeződésektől – számol be a PV Magazine. A hofeji vállalat szerint ily módon nincs szükség beavatkozásra, hogy lekerüljön a napelemekről a felhalmozódó por. A vállalat a terméket öt verzióban kínálja. A rendszerben az elülső oldal keret nélküli, ami a csapadék elvezetését szolgálja. A megoldással csökkenhet a karbantartási beavatkozások száma, illetve a forrópontok kialakulásának esélye.

Az öt változat teljesítménye 450 és 470 watt között, a hatékonysága pedig 20,85 és 21,78 százalék között mozog. A nyitott áramkörű feszültség 62-62,8 volt, az áramerősség 9,19-9.43 amper, a maximális rendszerfeszültség 1500 volt. A termék 1903-szor 1134-szer 30 milliméteres, és 23,5 kilogrammos, a rendszerhez 3,2 milliméteres tükröződésmentes üveg és IP68 vízálló burkolat tartozik. Az eszköz mínusz 40 és plusz 85 Celsius-fok között képes működni. A DAH Solar a modulokat 25 éves teljesítménygaranciával és 12 év termékgaranciával kínálja. Az első évben a degradáció állítólag 2 százalék, 25 év alatt pedig elviekben a névleges teljesítmény 84,8 százaléka alá nem csökkenhet. A gyártó szerint termékét a németországi TÜV Nord tanúsító szervezet vetette nyomásteszt alá, az eszköz jól szerepelt a kísérleteken.

Navracsics Tibor hangsúlyozta: a fejlesztés energiapolitikai szempontból új korszakot nyit a térség életében. A korszerű technológia várhatóan újabb befektetéseket vonz majd a térségbe – emelte ki Navracsics Tibor hozzátéve, hogy az orosz-ukrán háború rámutatott az energiaellátás sebezhetőségére valamint arra, hogy fontos ezt minden eszközzel stabilizálni. Bártfai Béla, a beruházást megvalósító HEXUM csoport tulajdonosa, a Magyar Szénhidrogén Készletező Szövetség vezérigazgatója elmondta, hogy a csaknem 40 millió eurós (15 milliárd forint) költségvetésből megvalósuló 25 megawatt teljesítményű napelemparkhoz 6 megawatt tárolókapacitás tartozik majd. Mint mondta, Magyarországon egyedülálló a kiegyenlítőként működő mögöttes tároló, amely a folyamatos energiaellátást hivatott majd biztosítani.

Bártfai Béla beszélt arról is, hogy a korábban létesült, lítiummal működő tárolókhoz képest a tervezett, vanádium alapú tároló hosszabb élettartamú lesz. Közölte: a Magyar Szénhidrogén Készletező Szövetség (MSZKSZ) amely a kőolajtermék- és földgázkészletek tárolásában több évtizedes tapasztalattal bír, régóta tervezi tevékenységi körének bővítését. A hagyományos energiahordozók ára jelentősen növekszik, ráadásul Magyarország kitettsége ebben a tekintetben jelentős – húzta alá. A korábbi napenergián alapuló rendszerek működését jelentősen befolyásolja az időjárás, a kialakítandó villamosenergia-tároló és naperőmű együttese viszont a napsütéstől függetlenül képes lesz az energiaitermelésre – fűzte hozzá.

mti / alternativenergia

2021 elején indult el az otthonfelújítási program. A támogatásban rejlő lehetőségeket napelemes rendszer telepítésével igen jól ki lehet aknázni, nem csoda, hogy a pályázat hatására jelentősen nőtt az érdeklődés itthon a napelemek iránt. A programban legalább egy gyermeket váró vagy nevelő családok vehetnek részt – a kiírás nem zárja ki az egyedülálló szülőket sem. A pályázáskor a legalább 12 hetes magzatot, valamint a legfeljebb 25 éves gyermeket lehet figyelembe venni. A támogatás vér szerinti vagy örökbe fogadott gyermekkel is igényelhető, előírás viszont, hogy az adott háztartás esetén valamennyi családtagnak állandó lakcímmel kell rendelkeznie. A program lényege, hogy a már meglévő otthon felújítása során a család begyűjti, majd a Magyar Államkincstárnak megküldi a munkálatok dokumentációját – ezt elektronikusan vagy személyesen a kormányablakoknál lehet megtenni. A pályázók ily módon maximum a teljes felújítás összegének felét, az anyagköltség és a vállalkozói díj 50-50 százalékát, legfeljebb 1,5-1,5 millió forintot igényelhetnek vissza. Fontos kiemelni, hogy a program keretében saját kivitelezésű beruházások nem valósíthatóak meg.

A támogatás tehát legfeljebb 3 millió forint, de természetesen ennél kisebb összeg is elérhető. Az önerő megteremtéséhez direkt a programhoz kidolgozott otthonfelújítási kölcsön vehető fel maximum 6 millió forint értékben. A támogatással különböző kül- és beltéri munkálatok valósíthatóak meg, a programban például elszámolható konyha- vagy fürdőszobafelújítás, tetőcsere, szigetelés, illetve napelemes rendszer kiépítése. A pályázat kínálta lehetőségek rengeteg család érdeklődését keltették fel, nem is csoda, hogy tömegek éltek a támogatással. A hazai napelemes piacon az érdeklődés különösen jelentős volt. Az otthonfelújítási támogatásra az év végéig, 2022. december 31-éig nyújtható be igény.

Kétszer zöld a magyar Platio napelemes járdája: egyrészt a Napból beérkező sugarakat gyűjti be, mint egy hagyományos napelemes rendszer, nagyrészt újrahasznosított elemekből készül, így sokkal kisebb a szénlábnyoma, mint a hagyományos megoldásoké. Az ötlet először 2015-ben pattant ki a fejlesztők fejéből, és azóta azon dolgoztak, hogy valósággá is válhasson. „A termékünk nem a tetőre szerelhető hagyományos napelemek alternatívájaként készült, hanem kiegészítő lehetőségként, hogy tiszta energiát használhassunk ott is, ahol más energiaforrások nem állnak rendelkezésre” – mondta el az Euronewsnak Illyés Miklós, a szolárjárda egyik ötletgazdája. De hogy működik a technológia? A hagyományos részében senkinek nem lehet meglepetés: a térkövekben a nagy teljesítményű napelemcellák gyűjtik össze a burkolatra sugárzott napenergiát. A hagyományos napelemekhez képest azonban a cellákat nagy teherbírású, csúszásmentesített, karcolás- és ütésálló üveglapok védik.

A járható napelemes felület teherbírását és a kábelek védelmét egy masszív, műanyaghulladékból készült vázszerkezet biztosítja. Éppen ez garantálja azt, hogy biztonságos és tartós legyen a megoldás. A Platio elsősorban járdaként ajánlja a térköveket, de a megoldás egy kisebb személygépkocsi terhelését is elbírja rövid távon. Teraszra, járdára, gépkocsibejáróra és más gyalogos felületekre is tökéletes megoldás lehet. A gyártó ráadásul azt ígéri, hogy a betonnál sokkal tartósabb térköveket gyárt. Ha már beton: becslések szerint minden egyes tonna cement előállítása során körülbelül egy tonna szén-dioxid keletkezik, mindez a világ szén-dioxid-kibocsátásának nagyjából 7 százalékát teszi ki. A betonhoz szükséges cement előállítása és a kalcinálásból származó CO2-kibocsátás a PLATIO használatával elkerülhető: ez a megoldás négyzetméterenként kb. 25 kg üvegházhatású gáz kibocsátásától kíméli meg a környezetet.

A térburkolatok gyártásához ráadásul újrahasznosított műanyagot használnak fel. A Platio jelenleg 36 országban elérhető. Egy napelemegység 20 watt energiát biztosít, ami a gyártó szerint 20-30 négyzetméteres felületen elegendő energiát tud generálni ahhoz, hogy egy átlagos magyar háztartást ellásson.

Képek: Platio

Fontos mérföldkőhöz érkezett az emberiség az alternatív forrásokra való átállás történetében – számol be a The Independent. Globálisan immár a napelemes rendszerek összteljesítménye meghaladja az 1 terawattot (TW). Ez a kapacitás elegendő lenne szinte egész Európa energiaigényének kielégítéséhez, persze érdemes kiemelni, hogy az elosztási és tárolási korlátok miatt a napelemek továbbra is csak a globális ellátás kis részét biztosítják. A PV Magazine a BloombergNEF adatai alapján adott becslést, számításaik szerint átléptük az 1 TW-s határt. Amennyiben a teljes kapacitás Spanyolországban lenne elérhető, ahol évente nagyjából 3 ezer órát süt a nap, a rendszerek 3 ezer terrawattórát termelnének, ami megfelelne a nagyobb európai országok kombinált éves fogyasztásának. Az Európai Unióban jelenleg az áramellátás 3,6 százaléka származik napelemektől. A BloombergNEF a becslése alapján amennyiben a jelenlegi trendek kitartanak, 2040-re az arány 20 százalékra nőhet. Egy ettől független elemzés, a BP Statistical Review of World Energy 2021 szerint 2020-ban a napelemek az összenergia 3,1 százalékát állították elő. Mivel tavaly a napelemes telepítések száma 23 százalékkal nőtt, a vonatkozó termelés aránya az év végére már a 4 százalékhoz közeledhetett.

A fotovoltaikus rendszerek előretörésében Kína, Európa és az Egyesült Államok járnak az élen, a globálisan elérhető napelemes kapacitás mintegy fele ezekre a régiókra korlátozódik. 2021-ben az otthoni erőművek telepítésének száma rekordnövekedést tapasztalt, a rendszerek többségét tetőkre szerelik fel. Emellett a kereskedelmi és az ipari napelemek száma is látványosan megemelkedett.

Hazánkban jelenleg több olyan pályázat is fut, amelyek az otthoni napelemek telepítését is segítik. Ilyen többek között az otthonfelújítási program, amelyben a számos támogatott kategória között a napelemes beruházásokat is megtalálni. Fontos továbbá az a napelemes és fűtéskorszerűsítési pályázat, amelyben 100 százalékig vissza nem térítendő támogatás érhető el.

Rendkívül vékony, perovszkit alapú fotovoltaikus cellát hozott létre egy francia-amerikai kutatócsoport – számol be a PV Magazine. Az alsó ólom és a felül lévő jodid közé egy szerves kationokból álló réteget helyeztek, amivel javítani tudtak a rétegek közötti interakciót, ezáltal pedig a teljesítményen. A szakértők a 2D-s perovszkitot vizsgálva felfedezték, hogy a napsugárzás hatására összehúzódik az atomi rétegek közötti tér. A most létrehozott eszközben fokozták az elektronok áramlását, ami háromszorosára növelte az anyag vezetőképességét. Sok szakértő véli úgy, hogy a napelemek jövőjét a perovszkit jelenti, a technológia ugyanakkor még fejlesztés alatt áll. Az eddigi eredmények alapján a kétdimenziós hibrid anyagokból létrehozott perovszkit cellák stabilabbak a hagyományos, 3D-s megoldásoknál. A probléma az, hogy az ilyen kétdimenziós cellák nem teljesítenek elég jól ahhoz, hogy a való életben, például tetőkön is alkalmazhassák őket. A fő kihívást az jelenti, hogy úgy növeljék a hatékonyságot, hogy a beavatkozás ne menjen a stabilitás kárára. A kutatók egy 2D-s eszközt tanulmányozva felismerték, hogy fény hatására szivacsszerűen összehúzódik a cella.

A csapat arra jutott, hogy ezt kihasználva javíthatják a rendszer tulajdonságait. Standard fényviszonyok között a cellához használt 2D-s perovszkit anyag hosszában 0,4 magasságában pedig 1 százalékkal zsugorodik össze. Wenbin Li, a Rice Egyetem munkatársa szerint ez elsőre nem tűnik soknak, mégis óriási hatással van az elektronáramlásra. Az adatokból az is kiderült, hogy a használt anya rácsa 80 Celsius-fokon jóval lassabban roncsolódott, mint a 3D-s megoldásé. A cellát végül úgy alkották meg, hogy az ólom- és a jodidréteg közötti szerves anyag növelje az interakciót, ezzel pedig 18,3 százalékkal tudták megemelni a hatékonyságot. A szakértők most azon dolgoznak, hogy a 20 százalékos határt is átlépjék. A kutatók bíznak benne, hogy eredményeikkel komoly változást hozhatnak el a perovszkitos technológia területén, ezzel lendítve fel a napelemek fejlődését.

A téli hónapokban több tényező befolyásolja a napelemek teljesítményét – és a közhiedelemmel ellentétben ezeknek nem mindegyike hátrányos. A legfontosabb kétségkívül a napok rövidülése. Míg június-júliusban 15-16 óra is eltelik napkelte és napnyugta között, addig decemberben 8-9 és januárban is csak átlagosan 10 körüli világos óra áll rendelkezésünkre. Emellett télen az eget sokkal gyakrabban borítják a felhők: a tompa, szórt fény pedig nemcsak az emberek kedélyállapotának tesz rosszat, a piacon jelenleg kapható, úgynevezett monokristályos panelek teljesítménye is lecsökken ilyenkor. Van azonban egy pozitív tényező is a mérleg serpenyőjében: a napelempanelek jobban kedvelik a hideget. Minél alacsonyabb a hőmérséklet, annál kisebb lesz az elektromos ellenállás miatti veszteségük, vagyis több áramot tudnak termelni. Minden egyes foknyi melegedés a panel típusától függően 0,2-0,4%-os csökkenést hoz magával az áramtermelésben. Ez a nyári forróságban már érezhető különbség, télen azonban jóval kedvezőbb körülmények között tudnak termelni a panelek.

Az energiatermelés mérlege ennek ellenére ilyenkor negatív. „A tapasztalataink szerint egy megfelelő dőlésszögű, déli tájolású rendszer esetében 3-4-szeres a teljesítménykülönbség nyáron, illetve télen. A szaldós elszámolásnak köszönhetően azonban a tulajdonosok ebből gyakorlatilag semmit nem vesznek észre” – mutatott rá Kujáni Péter, az Energiatakarék szakértője. „A napelemes rendszereket úgy méretezzük, hogy az éves termelésük fedezze a tulajdonos éves fogyasztását. A jelenlegi elszámolási rendszerben a nyári többlet kiegyenlíti a téli hullámvölgyet, így a villanyszámla nulla forint környékén lesz. Jövő év végétől változni fog a helyzet, miután nem lehet majd új szaldós szerződéseket kötni. A várható elszámolási rendszerben fel fog értékelődni az akkumulátorral szerelt hibrid rendszerek szerepe, mert segítségükkel jobban lehet gazdálkodni a helyben termelt elektromos energiával, kevesebb hálózati vételezésre van szükség” – tette hozzá.

Mi történik, ha leesik a hó? Értelemszerűen ha a hóréteg teljesen eltakarja a napelempanelt, akkor egyúttal le is nullázza a termelését. Ilyesmi azonban ritkán fordul elő és nemcsak azért, mert eleve kevesebb a havas nap telente. A modern panelek felszínén lévő védőrétegről könnyen lecsúszik a hó, amit meggyorsít, hogy ezek legalább 30 fokos de akár ennél nagyobb dőlésszögben állnak. Ezért a legtöbb esetben a tulajdonosnak semmi teendője nincsen. A makacsnak bizonyuló hóréteget megfelelő eszközökkel, óvatosan le lehet söpörni. Léteznek már kifejezetten a napelemekhez tervezett jégmentesítő termékek, de ezekre nem feltétlenül van szükség. „A paneleket úgy kell kezelni, mit egy kényesebb üvegfelületet. Az ablaktisztításra használható eszközök a napelemek esetén is alkalmazhatók” – tanácsolta a szakértő.

A napelem modulokat gyártó Seraphim elindította új S5 modulsorozatát, amelynek kiemelkedő hatékonyságú fotovoltaikus moduljai akár a 670W kimenőteljesítményt és 21,57%-os hatékonyságot is elérhetnek. Az S5 sorozat tagjai 210 mm-es szilícium lapkákból készülnek, multi-busbar, osztott cellás, kétrétegű üveg technológiákkal; a jobb teljesítményt és megbízhatóságot a fényt fogadó terület megnövelésével érik el, ami egyúttal a cella hatékonyságáról is gondoskodik, jelezte a Seraphim. Az új termék alkalmazza a 0,8 mm-e, nagy sűrűségű tokozási technológiát is, hogy „jelentős mértékben megnövelje a modulok energiasűrűségét” a 2 mm-es cellaosztásokhoz képest. A székhelyét Kínában, Csangcsouban berendező Seraphim Tier-1 kategóriába tartozó modulgyártó a BNEF besorolása szerint, és a bevezetéskor két változattal jelent meg: egy 132 cellás és egy 120 cellás változattal, amelyeket egyrétegű üveg és kétoldalas, duplaüveges konfigurációkkal párosított, ahol a kimenő teljesítmény tartománya 595W és 670W közötti.

Az S5 modulsorozatot különböző – feszültség által indukált degradáció, jégeső, homok-port és ammónia – vizsgálatoknak vetették alá, amelyeken „kiemelkedően megbízhatónak” bizonyult; a Seraphim arra számít, hogy „erős versenytársakká válnak a kiemelkedő hatékonyságú modul termékek között”. A Seraphimot a legnagyobb modulgyártók egyikének nevezte a PV Evolution Labs, amely a modulok teljesítményét vizsgálja. A Seraphim „rengeteg erőfeszítést tett a kutatás és fejlesztés terén, gazdag és különleges tapasztalatok tárházát gyűjtötte össze a kiemelkedő hatékonyságú modulok kutatási és fejlesztési szakértelmét illetően” mondta Polaris Li, a Seraphim elnök-vezérigazgatója, aki nemrégiben nyilatkozott a PV Tech számára arról, hogyan tervezi cége a fotovoltaikus világ PERC utáni korszakát, írta az mnnsz.hu.

Ha napelemre gondolunk, mindenkinek a szilíciumalapú megoldások jutnak eszébe – a Stanfordi Egyetem kutatói azonban most ultravékony, és méreteihez képest nagyon hatékony megoldást fejlesztettek, ami lehetővé teheti, hogy kisebb eszközöket is napenergiával töltsünk. A szilíciumalapú napelemek nehezek, vaskosak, és egyelőre még mindig drága előállítani őket – arról nem is beszélve, hogy alapanyaguk egy véges erőforrás, kitermelése pedig kifejezetten környezetszennyező. A Stanfordi Egyetem kutatói most új módszert találhattak a vékonyabb napelemek kifejlesztésére: az átmenetifém-dikalkogenidek (TMD) lehetnek a megoldás kulcsa. A szilícium jelenleg a napelempiac 95 százalékát uralja, de túl nehéz és rugalmatlan. A fő probléma azzal van, hogy néhány, potenciálisan napelemmel is működtethető eszközhöz ez megengedhetetlen – ilyenek például a hordható eszközök és érzékelők, illetve a repülőgépek és elektromos járművek. A Stanfordi Egyetem csapatának most sikerült előállítania egy mindössze néhány száz nanométer vastagságú aktív napelemet. A szolárpanel a korábban említett átmenetifém-dikalkogenidek és arany felhasználásával készült, ezek egy mindössze egyetlen atom vastagságú grafénrétegben pihennek.

Mindez egy rugalmas, bőrszerű polimerréteg és a fényelnyelést javító tükröződésgátló bevonat közé kerül. Teljesen összeszerelve maguk a TMD-sejtek kevesebb, mint hat mikron vastagságúak. Az eszközből 15 rétegre lenne szükség, hogy elérje egyetlen papírdarab vastagságát.

Az új prototípus 5,1%-os energiaátalakítási hatékonyságot ér el, ami az ilyen típusú cellák között magas értéknek számít. A kutatók azonban úgy gondolják, hogy optikai és elektromos optimalizálással gyakorlatilag 27%-os hatásfok érhető el. A hasonló technológiai megoldásokhoz képest az eszköz százszor jobb teljesítmény/tömegarányt ért el, és grammonként akár 46 watt energiát is termelhetnek.
Ez ugyan nem tűnhet soknak, de egy kisebb napelemes eszköz (például egy drón) meghajtásához bőven elég lehet anélkül, hogy nagy extra súlyt helyeznénk a repülő robotra. Ráadásul ez a megoldás hosszú távon is megbízható, és – a szilíciumtartalmú megoldással ellentétben – nem tartalmaz toxikus anyagokat sem.

Kép: Koosha Nassiri Nazif/Stanford University