A fotovoltaikus napelemek története

Fotovoltaikus napelemek története, polykristályos napelem, monokristályos napelemek

A fotovoltaikus napelemek fogalmával mára már szinte mindenki tisztában van, azonban azt tudjuk-e, hogy pontosan honnan is ered ez a találmány és kinek a nevéhez fűződik? Annak ellenére, hogy a fotovoltaikus rendszerek egyre elterjedtebbé kezd válni, kevesen tudnak annál többet a fotovoltaikus napelemekről, mint amennyit a legtöbb helyen olvashatunk. Vagyis a fotovoltaikus napelem rendszer egy olyan berendezés, amelyik a nap sugarait alakítja át elektromos energiává. Talán még azzal is tisztában, hogy nagyjából mi a működési elve, viszont aki tudni szeretné, hogy mi ennek a forradalmi berendezésnek a története, az jó helyen jár.

A napelemek az úgynevezett fotovoltaikus hatáson alapulnak, melyet egy francia fizikus fedezett fel a 19. század közepén. Alexandre Edmond Becquerel 1839-ben építette meg az első fotovoltaikus elemet, amikor még csak 19 éves volt. Azonban a későbbiekben egyre több tudós kezdett el kísérletezni a találmánnyal, mígnem 1883-ban már elkészült az első modernnek számító napelem. Az amerikai feltaláló, Charles Fritts napeleme még igen kezdetleges volt, de a próbálkozásai lehetővé tették az utókornak a találmány tökéletesítését.

Fotovoltaikus napelemek a fehér házon

Fotovoltaikus napelemek a fehér házon

Nem sokkal később, néhány évre rá megépült az első fotovoltaikus napelem. Kevesen tudják, de Albert Einstein fizika Nobel-díjat is kapott a fotoelektromos hatás levezetését és magyarázatát követően.

Az első olyan napelem, amit már komolyan használni tudtak, 1954-ben került bemutatásra, ezt követően pedig folyamatosan tökéletesítették a rendszert egy optimális hatékonyság eléréséig. Mivel ekkoriban főként az űrtechnológia területén használták fel ezeket, az áruk nagyon magas volt.

Ugyancsak fontos szerepet töltött be Elliot Berman, aki 1969-ben megalapította saját cégét. Úgy gondolta, hogy néhány évtized múlva az elektromos energia jelentős mértékben drágulni fog, így az emberek jobban rá lesznek szorulva az alternatív energiaforrásokra. A cég lehetővé tette az olcsóbb napelemek készítését, melyek hatékonysága megfelelő volt a céloknak. Az 1973-as olajválság következtében a vállalatok egyre inkább elkezdtek olyan cégeket felvásárolni, melyek napenergiával foglalkoztak. Így több cég is megalakult, melynek fő profilja a napelemek olcsóbb és hatékonyabb kidolgozása lett.

Mára már több napelemfajtát különböztethetünk meg. Alapanyagukat tekintve különbséget tehetünk a kristályos, gallium-arzenid, és amorf szilícium napelemek között. A kristályos napelemeken belül megemlíthetjük a monokristályos és polikristályos szilícium napelemeket. Ez a kategória a legelterjedtebb napelem fajta. A monokristályos szilícium napelemekről azt kell tudni, hogy igazán hatékonyak, de nem mindenki engedheti meg magának a magas áruk miatt. Ugyanakkor ennek a hatékonyságnak is vannak előfeltételei, ugyanis a legjobban akkor működnek, ha a napfény merőlegesen esik a panelekre. A polikristályos napelemek olcsóbbak ugyan, de nem működnek olyan optimálisan, mint a monokristályosak. Míg az előbbi hatásfoka elérheti a 25%-ot, az utóbbi 15% köré becsülhető.

A gallium-arzenidon alapuló napelemeket leginkább műholdakon használják úgy, hogy a magas teljesítmény elérésének érdekében több réteget is egymásra szerelnek. Az amorf szilícium napelemek olcsóak, de az árral együtt a hatásfokuk is alacsony.Monokristályos és polikristályos fotovoltaikus napelemek történelme

A napelem rendszerek világa egyre fejlettebbé és olcsóbbá válik, hogy minél többen használhassák. Mára már azt is elérték, hogy a hatásfokot növelni lehessen. Tény ugyan, hogy ehhez egy bonyolultabb technológia igénybe vételére van szükség, de a hatásfokot javítani lehet. A hatásfok azt jelzi, hogy a mennyi napenergiát képes a napelem átalakítani elektromos energiává. Olyan tényezők befolyásolják ezt, mint például a környezetünk: ha azt szeretnék, hogy a hatásfok a legjobb legyen, akkor vigyázzunk arra, hogy ne árnyékoljuk a napelemeket. Ne telepítsük oszlopok, magasabb épületek vagy fák elé, ugyanis a teljesítmény romlik, ha a napsugarak erőssége akadályokba ütközik. Az is fontos, hogy a napelemek telepítése előtt szakértő tanácsát kérjük ki, mivel a beesési szög és a tető típusa is hatással van a teljesítményre.

Mint azt láthattuk, a napelem rendszerek pályafutása már a 19. század első felében elkezdődött, és azóta számos finomításon és technológiai újításon estek át. A fő cél mai napig az, hogy hatásos rendszert alakítsanak ki olyan áron, amely megkönnyíti a napelemek telepítését és elterjedését. Tény, hogy el kell telnie egy bizonyos időnek, mire megtérül a befektetés, de ez alatt az idő alatt jelentősen spórolhatunk az elektromos áramon úgy, hogy közben a környezetünket sem szennyezzük. A napelemek villamos energia termelésének folyamán ugyanis nem bocsátanak ki mérgező anyagokat. Ez pedig komoly előnyt jelent egy olyan korban, ahol a nem-megújuló energiaforrások drasztikusan csökkennek, és a környezetszennyezés is egy komoly problémává vált.

Hozzászólás

Az email címet nem jelenítjük meg sehol.