Napelemek fejleszthető területei
Lebegő napelemek
A vízfelületekre telepített úszó napelem szigetekkel hektáronként kb. 1,5 millió kWh energia termelhető évente környezetbarát módon. Magyarországon például több százezer hektárnyi szabad vízfelület áll rendelkezésre napelem telepítésre, amelyek felhasználásával nem csak az értékes földterületek őrizhetők meg, de a víz természetes hűtő hatásának köszönhetően hatékonyabban is működtethetőek.
Jobb alapanyag – hatékonyabb működés
A hagyományos szilícium napelem panelek hátrányai közé tartozik a magas költség és az alacsonyabb hatékonyság. A kutatók folyamatosan keresik a megoldást a kevésbé energiaigényesen előállítható hatékony napalemek előállításához. A kalciumból, titánból és oxigénből álló ásványi perovszkittal kapcsolatban például bizakodóak a szakemberek. A perovszkit alapú napelemek segítségével a napenergia hatékonysága várhatóan jelentősen javulni fog. A perovszkit panelek vékony rétegben gyárthatók, kevesebb anyagot igényelnek, és kevésbé energiaigényes eljárással készülnek. Egy évtizednyi kutatás és fejlesztés után a perovszkit panelek hatékonysági aránya 2%-ról 25%-ra emelkedett, amely felülmúlja az elérhető legjobb szilíciumokat. A probléma azonban, hogy élettartamuk jóval rövidebb a hagyományos napelemek élettartamánál. Ennek megoldásán a kutatók jelenleg is dolgoznak.
Napenergia tárolása
Az jelenlegi fosszilis energiahordozóktól függő energiarendszer sikeres átalakítása egyre inkább összekapcsolódik a tárolási megoldások fejlesztésével és méretezésével. Az energiaellátás módjának és idejének szabályozása implicit módon összefügg a tárolási képességükkel, különösen azokon a helyeken, ahol az energiaigény nincs szinkronban a kínálattal. Magyarországon például a téli időszakban az alacsonyabb napsütéses órák száma miatt a napelemek nem képesek megtermelni a felhasználók számára szükséges energiát. Erre a jelenlegi szaldós elszámolás megoldást nyújt ugyan, de 2024-től a bruttó elszámolás már sokkal kevésbé kedvező alternatíva lesz a felhasználók számára.
A szakemberek optimisták a tekintetben, hogy a következő évtizedben jelentős javulást fogunk elérni a napenergia tárolása terén.
Remek példa erre a svéd Chalmers Műszaki Egyetem tudósai által 2017-ben kifejlesztett rendszer, amely akár 18 évig is képes a napenergiát tárolni. A közelmúltban egy olyan innovatív megoldást dolgoztak ki az elektronikus eszközök számára, amelyek segítségével ezt a rendszert igény szerint újra lehet tölteni. A fejlesztés egyelőre még korai szakaszában van, de már most óriási előrelépésnek számít a napenergia tárolása terén.
Napelem újrahasznosítás
A napelem és a napenergia felhasználásának jövője
- A napelemek felgyorsított telepítése és villamosenergia termelése a CO₂-kibocsátás 21%-át (évente közel 4,9 gigatonnával) csökkentheti 2050-re.
- A század közepére fedezhetik a globális villamosenergia-szükséglet negyedét, és a szél után a második legnagyobb termelőforrássá válhatnak.
- A globális kapacitásnak 2050-re el kell érnie a jelenlegi szint 18-szorosát, vagyis több mint 8000 gigawattot.
- Továbbra is Ázsia dominálna felhasználásukban, a beépített kapacitás több mint 50%-ával, majd Észak-Amerika (20%) és Európa (10%) következik.
- A napelemes projektek költségei, amelyek globálisan már a fosszilis tüzelőanyag határköltségei alatt maradnak, az elkövetkező évtizedekben tovább csökkennek.
- A finanszírozás mozgósítása kulcsfontosságú lesz, mivel az IRENA ütemtervének becslései szerint 2050-ig az átlagos éves napelem-beruházás 68%-kal nő.
- A napelem gyártás egy gyorsan fejlődő iparág, amelynek innovációi a teljes értéklánc mentén további gyors költségcsökkentést eredményeznek. A lebegő napelem kiváló példa az innovációra.
- Az energiaátalakítás társadalmi-gazdasági előnyökkel is jár. A globális napenergia-ipar több mint 18 millió embert foglalkoztathat 2050-re.
Összefoglalás
A napelemek segítségével begyűjtött és elektromos energiává konvertált napfény napjaink legnépszerűbb és legelérhetőbb zöld energiaforrása. A napelem panelek hatalmas fejlődésen mentek keresztül az elmúlt két évtized alatt, bőven van azonban még fejlesztendő terület. A fenti innovációknak és fejlesztéseknek köszönhetően az előttünk álló évtizedekben várhatóan még fenntarthatóbbak, a napenergia pedig még zöldebb energiahordozóvá válik majd.
