Először készült napelem és napkollektor egyben

Először készítettek olyan napcellát, amely egyesíti az áramot termelő napelem és a meleg vizet szolgáltató napkollektor előnyeit. A műanyagalapú berendezés 40 százalékkal is csökkentheti a lakóépületek fűtési költségeit, mert egyszerre hasznosítja az infravörös (azaz hő-) és a látható fény energiáját. Az egyelőre kísérleti szakaszban levő eszközből a megszokott tetőcserepekhez hasonló változatok is készíthetők.

 

 

A hagyományos napkollektor esetében a látható fény, a napelemnél az infravörös sugárzás vész kárba

Amerikai mérnökök fejlesztése az a napcella, amely képes egyszerre melegvizet és elektromos áramot előállítani a napsugárzás energiájának hatékonyabb felhasználásával. A háztetőre szerelt berendezésben egyfelől folyadék kering, amely felmelegedve az épület fűtésére és meleg víz előállítására szolgál, másrészt a beépített napelemek áramot is termelnek. A látható fényt és az infravörös sugárzást egyaránt hasznosító berendezés hatékonyságáról szóló, független szakértők által ellenőrzött kutatás eredményei a napelem-technológia tudományos folyóiratában, a Solar Energy Materials and Solar Cells márciusi számában jelent meg.

Miben különbözik az új fejlesztés a már megszokott napelemektől? Az utóbbiak a Napból érkező energia maximum 25 százalékát tudják hasznosítani, mert nem érzékenyek a fény legnagyobb hullámhosszaira, vagyis az infravörös sugárzásra. További hátrány, hogy az átlagos napelem 10 és 14 óra között termel a leghatékonyabban áramot, mert akkor a legkedvezőbb a napfény beesési szöge.

A Wake Forest Egyetem nanotechnológiai központjában kifejlesztett berendezés 5 milliméter átmérőjű, átlátszó csövecskék hálózatát tartalmazza, amelyben egy saját fejlesztésű festékanyaggal színezett olaj kering, és veszi át a napsugárzás hőjét. A látható fény áthatol a csövecskéken és a folyadékon. Így tud áramot termelni az a műanyagalapú fotovoltaikus réteg, amelyet a fejlesztők a csövek hátoldalára fújtak fel. A csövekben felmelegedett olaj hőcserélőbe kerül, ahol víz veszi át az energiáját.

A csövek hajlítási szöge révén a berendezés napkeltétől szinte napnyugtáig képes hasznosítani a napsugárzást. Mivel így a napcellát nem feltétlenül muszáj egy adott szögben elhelyezni a tetőn, olyan típus is készíthető belőle, amely sokkal inkább hasonlít a megszokott tetőcserepekre. A prototípus készítői szerint berendezésük a napenergiát 30 százalékos hatékonysággal képes elektromos árammá alakítani, míg a standard napelem 8 százalékos hatékonysággal dolgozik. Az eszköz egyelőre még nem került kereskedelmi forgalomba. A kutatócsoport 2011 nyarára tervezi elkészíteni az első, egy négyzetméteres változatot a berendezésből, ami a sorozatgyártás és a piacra kerülés egyik legfontosabb lépése.