Többfunkciós napelemet fejlesztettek ki

A félig áttetsző szerves napelemcellák képesek csökkenteni az ökológiai lábnyomot, és növelni az üvegházi termelés hozamát, egyúttal termelni és szigetelést biztosítani.

Államilag támogatott, félárú napelemes rendszerek!
Kalkuláljon itt ingyenesen (x)

Az egyesült államokbeli tudósok közlése szerint a szerves napelemcellákkal ellátott üvegházak energia szempontjából egész évben önellátóak lehetnek meleg éghajlaton és enyhén nedves éghajlaton, írta az mnnsz.hu. Az Észak-Karolinai Állami Egyetem kutatói úgy vélik, hogy a félig áttetsző szerves napelemcellák azáltal képesek csökkenteni az üvegház ökológiai lábnyomát, hogy melegebb és mérsékelt éghajlaton is árammal látják el a szerkezeteket. „A szerves napelemcellákban rejlő ígéretet a nem fullerén anyagok, a kis molekulájú felvevő anyagok terén mostanában tapasztalt gyors ütemű fejlesztések igazolják, amelyek jelentős mértékben növelték a szerves napelemcellák energiaátalakítási hatékonyságát, sok jelentés született 14-16% közötti hatékonyságú eszközökről, vagyis a technológia egyre közelít a kereskedelmileg eladhatóhoz“ – jelezte a Joule folyóiratban közzétett (Nettó nulla energiafogyasztású üvegházak elérése félig áttetsző szerves napelemcellák integrálásával) Achieving Net Zero Energy Greenhouses by Integrating Semitransparent Organic Solar Cells, című tanulmány.

Kevesebb verseny a napfényért

A kutatók azt közölték, hogy az ilyen cellák nem csak az általuk előállított energia miatt lesznek különösen előnyösek az üvegházak számára, hanem azért is, mivel színképelnyelésüket be lehet hangolni a napfényveszteség minimalizálása érdekében a növények fotoszintetikus tartományának egészére. „A szerves napelemcellák segítségével azért vagyunk képesek ennek megtételére, mert a ezek lehetővé teszik számunkra a napelemcellák által elnyelt fény tartományának beállítását, így jórészt azokra a hullámhosszakra tudunk összpontosítani, amelyeket a növények nem használnak fel“ – magyarázta Brendan O’Connor, a kutatás társzerzője. A tudósok még hozzátették, hogy az üvegházak tetején elhelyezett, átlátszatlan – a növényekkel a fényért versengő – napelem modulokkal szemben a félig áttetsző szerves napelemcellák több fényt engednek a növényekig eljutni.

Cellák szigetelő funkcióban

Az ötletet egyesült államokbeli helyszíneken vizsgálták: Phoenix államban, Arizonában; az észak-karolinai Raleigh-ben; és Wisconsin államban, Antigo városában. A helyszíneket azért választották, mert jelentős üvegházi mezőgazdasági piaccal rendelkező államokban találhatók, és három olyan jellegzetes éghajlati zónát képviselnek, amelyeket az Egyesült Államok Energiahivatala írt le forró-száraz, vegyes-párás illetve hideg éghajlatként. Az Észak-Karolinai Állami Egyetem kutatói azt állítják, hogy az üvegház tetején elhelyezett félig áttetsző napelemcellák szigetelőrétegként viselkednek, mivel visszaverik az infravörös fénysugarakat, ezzel hozzájárulnak télen az üvegház melegen, nyáron hűvösen tartásához. A cellák alacsony emissziójú bevonata csökkenti az infravörös tartományba eső energia kibocsátását, és éjszaka ennek feladata a hőenergia üvegházon belül tartása. „Éjszaka a hő magasabb fokú megtartásának köszönhetően a szerves napelemcellás üvegházak [organic solar cell, OSC] energiaigénye jelentős mértékben alacsonyabbnak bizonyult mind a három helyszínen“ – áll a jelentésben.

Alacsonyabb fűtési terhelés

A fűtési terhelés visszaesése különösen kiemelkedő mértékűnek, 54%-osnak bizonyult Phoenix-ben, míg Raleigh területén 46%-ot és Antigo területén 32%-ot figyeltek meg. Arizonában és Észak-Karolinában a szerves fotovoltaikus rendszerek biztosították az üvegházak teljes éves energiaszükségletét, a többletenergiát kiegészítő világításhoz használták fel vagy visszatáplálták a hálózatba. „Például Arizonában az üvegházak energia semlegessé válhatnának – nem igényelnének külső energiaforrást – ugyanakkor a fény fotoszintézisre alkalmas tartományából mindössze 10%-ot foglalnának le“ – jegyezték meg a tanulmányban. A Wisconsin-i helyszínen a kutatók szerint a szerves napelemes rendszer nem fedezte az üvegház teljes energiaszükségletét, de jelentős megtakarításokat tett lehetővé, amelyeknek köszönhetően a hűvösebb éghajlaton folytatott üvegházi termelés vonzóbb alternatívává válik. A tudósok szerint megközelítésük kizárólag a statikus napelemcellákat és a korlátozott tervezés-optimalizálást vette figyelembe, és a további finomítások révén mind az energiahozamok, mind a termésátlagok felülmúlhatók.

 

Képünk illusztráció.

Ajánlott tartalom

Jó hír a családoknak, ha energiahatékony házat építenének

A kormány újabb elemmel bővíti az otthonteremtési programot, amely további segítség a gyermekes családok számára - közölte a családokért felelős tárca nélküli miniszter sajtóosztálya szombaton az MTI-vel.