Átlátszó napelem

2022.09.26.

Képzeljünk el egy olyan napelem technológiát elektromos áram előállítására, mely minden házon, járművön megtalálható felületen alkalmazható, miközben nem veszíti el eredeti funkcióját ez a felület. Nem, ne a tetőre gondoljon. Kifejlesztették az átlátszó napelemet. Igen, ezt a napelemet ablaküvegre lehet telepíteni, amely innentől kezdve elektromos áramot termel, miközben az ablak eredeti funkcióját is megtartja. Kilátunk rajta és beengedi a fényt. A mai vészjósló energiahiányos időszakban ez forradalmi lenne. Felejtsük el a jövőidőt! Ez már a jelen technológiája. 2020-ra ugyanis sikerült megalkotni az ablak napelemet, mely komoly innováció, hiszen ablaküveget számtalan helyen használunk. Manapság ráadásul egyre divatosabbak a minél nagyobb üvegfelületek. Lásd HI-Finity technológia. Termelhetünk áramot lakásunk, vagy irodaablakainkon keresztül, autók üvegein, mobileszközökön. Ráadásul a beesési szög sem különösebben befolyásoló tényező. Csak töprengjünk el picit, milyen jó lenne, ha a városok nemhogy energiát kevesebbet fogyasztanának, de egyenesen potenciális energia termelővé válnának. Óriási lépést tennénk abba az irányba, hogy a jövő kevesebb szén-dioxid kibocsátással járjon!

Fejlesztés, működés

Az MSU (Michigan State University) vegyészmérnöki és anyagtudományi docense Johansen Crosby elmondta, hogy a napfény láthatatlan spektrumait munkára fogva ezek az eszközök hasonló villamosenergia-termelési potenciált biztosítanak, mint a tetőtéri napelemek, miközben további funkcionalitást biztosítanak az épületek, autók és mobil elektronika hatékonyságának növelésére.

Richard Lunt és munkatársai az MSU-nál úttörő szerepet játszottak egy átlátszó limineszcens szoláris koncentrátor kifejlesztésében, amely ablakra helyezve a nap energiáját felhasználva villamos energiát hoz létre anélkül, hogy megzavarná a kilátást. A vékony műanyagszerű anyag használható épületüvegeken, autó és egyéb jármű ablakokon, mobiltelefonokon vagy egyéb átlátszó felületű eszközökön.

A Lunt és csapata által kifejlesztett napelemes rendszer szerves molekulákat használ a napfény láthatatlan hullámhosszainak elnyelésére. A szakemberek képesek úgy “behangolni” ezeket az anyagokat, hogy csak az ultraibolya és a közeli infravörös hullámokat vegyék fel, amelyek aztán ezt az energiát elektromos árammá alakítják. (Ide kattintva megnézheti a folyamatot.)

Energiatermelés másképp

A világban egyenlőre – bár a napenergia hasznosítás igencsak növekszik – az energiaszükséglet elenyésző részét állítják elő napenergiával. Azonban a fosszilis és nukleáris energiatermelés visszaszorításában jelentős szerepet játszhat egy ilyen technológia elterjedése. Egy tanulmány feltárja, hogy például az Egyesült Államokban becslések szerint 5-7 milliárd négyzetméter üvegfelület található. Ennyi használható üvegfelülettel az átlátszó napelemes technológiák az Egyesült Államok energiaszükségletének 40 százalékát képesek kielégíteni. Ha ehhez hozzászámoljuk a tetőre helyezhető napelemeket és fejlesztjük az energia tárolást, akkor csaknem az energiaigény 100 százalékát fedezné a napenergia az Egyesült Államokban.

Lunt elmondta, hogy a transzparens egységek 5 százalék feletti hatásfokkal működnek, míg a nem átlátszó társaik 15-18 százalékos hatásfokkal üzemelnek. Ugyan az átlátszó technológia soha nem fogja elérni a ma működő napelemek hatásfokát, de pont az átlátszósága miatt óriási felületeken lehet alkalmazni, így összességében meghaladja a hagyományos napelem technológia energiatermelését. A hagyományos napelem technológián több mint 5 évtizede dolgoznak, míg az átlátszó napelemen alig 10 éve. Végső soron ez a technológia ígéretes útnak tűnik az olcsó, széles körben elterjedt napelemes alkalmazásokhoz kis és nagy felületeken, melyek korábban elérhetetlenek voltak.