az üzemanyagtól a napelemekig

2021-es éves jelentésében az Egyesült Királyság Közlekedési Minisztériuma megállapította, hogy 2019-ben a belföldi közlekedés – a repülőgépek kivételével – 122 millió tonna szén-dioxid-egyenérték kibocsátásáért volt felelős. A közlekedési szektor a legnagyobb üvegházhatású gázok kibocsátója, az Egyesült Királyság teljes kibocsátásának 27 százalékát teszi ki. Ennek eredményeként megnőtt a lakosság érdeklődése az elektromos járművek (EV) iránt. Itt Duncan Clark, a NextGen Nano nanotechnológiai kutatóvállalat műveleti igazgatója elmagyarázza, hogyan növelheti a fotovoltaikus technológia az elektromos autók, a tömegközlekedés és a repülőgépek teljesítményét.

Jelenlegi állapotukban a fotovoltaik nem képesek az elektromos járművek, például az autók és buszok teljes meghajtásához szükséges mennyiségű energiát előállítani. Mindazonáltal megnövelik az energiaszükségletet, meghosszabbítják az akkumulátorok élettartamát, és energiát termelnek olyan funkciókhoz, mint a légkondicionálás és a sztereó. A napelemes fotovoltaika (PV) egy olyan fejlődő technológia, amely a fényt elektromos árammá alakítja, amikor egy foton speciális anyagokból készült felületbe ütközik, és elektron szabadul fel. Ez eltér a szoláris hőenergiától, amely a napfényre támaszkodik a folyadékok felmelegítésére.

Az organikus fotovoltaikus elemek (OPV) széleskörű figyelmet kapnak, mivel alacsonyabbak a költségek, alacsonyabb az anyag toxicitása és kisebb a környezetre gyakorolt ​​hatása, mint a többi kereskedelmi forgalomban lévő szilícium napelem. A fotovoltaikus üveg szintén feltörekvő technológia, amely növelheti az elektromos járművek teljesítményét. Különösen üvegszerű jellege miatt használható ablakokhoz vagy egyéb üvegezési alkalmazásokhoz

Elektromos autó

Mivel az autók idejük nagy részét kint töltik, akár parkolva, akár vezetés közben, a napelemek autótetõre való elhelyezése hasznos lehet az elektromos akkumulátorok töltésében. Bár ez jelenleg nem termelne elegendő áramot az autó teljes feltöltéséhez, segíthet a hozzáadott extrákban. Egyes autógyártók már használnak napelemeket az elektromos akkumulátorok támogatására. A Toyota Prius beépülő moduljának például napeleme van a tetőn, amely a jármű parkolása közben töltődik. A napenergiát ezután a műholdvevő és a légkondicionáló táplálására használják.

Alternatív megoldásként az elektromos járművek töltését kínáló parkolók PV-vel fedett autóbeállókat telepíthetnek, így az általuk termelt villamos energia napenergiából származik. Ezek a kocsibeállók nemcsak az időjárási károktól védenék az autót, hanem áramot is termelnének. Ezek a PV-tömbök számos helyen használhatók, beleértve a szupermarketeket, bevásárlóközpontokat vagy autópálya-szolgáltatásokat.

Tömegközlekedés

Elengedhetetlen a tömegközlekedés átalakítása, különösen a városokban. A New York Times szerint a városok adják a globális szén-dioxid-kibocsátás több mint kétharmadát.

A világ első napenergiával működő autóbuszát 2013-ban hozták létre Ausztráliában, bár napelem nincs a buszra szerelve, az akkumulátort a központi buszpályaudvaron töltik fel napenergiával, mielőtt elindulna a város körül. Az elektromos autókhoz hasonlóan a fotovoltaikus cellák szállításra való optimalizálásának legjobb módja, ha nem csak a járműben, hanem a jármű körüli környezetben is használják őket.

A napenergia használata hosszú távon olcsóbb is lehet az önkormányzatok számára. A tiszta közlekedés kampánycsoportja, a Transport & Environment (T&E) tulajdonosi költségelemzése megállapította, hogy a külső költségek figyelembevétele után az elektromos buszok olcsóbbak voltak, mint a dízelbuszok az üzemeltetési költségek tekintetében.

Elektromos repülőgépek

Közlekedési Minisztérium 2021-es éves jelentése szerint a nemzetközi légi közlekedés kibocsátása 1990 és 2019 között 138 százalékkal nőtt. Jelenleg 37 millió tonna szén-dioxid-egyenértéket bocsátanak ki. Bár egyesek azt remélhetik, hogy a megoldás a napenergiával működő repülőgépekben rejlik, az ötlet jelenleg kivitelezhetetlen.

A repülőgép teljesítménye attól függ, hogy hány napelem fér el a szárnyakon. A Solar Impulse, bár csak napenergiával képes volt megkerülni a világot, 71,9 méteres szárnyfesztávolsága több mint 17 000 napelemet hordozott a szárnyain, de csak a pilótát tudta szállítani. Ez azt jelenti, hogy a napelemes repülőgépen való repülés valószínűsége jelenleg lehetetlen.

Ez azonban nem dadogta a naprepülés iránti érdeklődést. Az amerikai haditengerészet jelenleg fejleszt egy új, napelemes járművet, amely 90 napig képes pilóta nélkül repülni, egyértelmű, hogy a jelenlegi korlátok ellenére továbbra is van érdeklődés a napenergiával való repülés iránt. Lehetséges, hogy ezek a gépek nem tudnak nehéz rakományt vagy akár embereket szállítani, de képek rögzítésére vagy kommunikációs reléként használhatók.

Az elektromos közlekedés jövője

Ha a villamosítás a közlekedési ágazat jövője, akkor nem szabad kizárólag a villamosenergia-hálózatra támaszkodnia. A közlekedésnek megújuló energiával, például napenergiával kell villamos energiát termelnie, hogy valóban hatással legyen a szén-dioxid-kibocsátásra. Bár a napenergia közlekedési célú felhasználását korlátozza a járműre szerelhető panelek száma, zseniális új módszerek születnek a napenergia hasznosítására.

A szerves félvezetők terén elért közelmúltbeli áttörések a polimer napelemek (PSC) létrehozásához vezettek. A NextGen Nano által kifejlesztett szabadalmaztatott, szabadalmaztatott technológia segítségével hatékony PSC-ket használnak rugalmas és félig átlátszó napelemek létrehozására, amelyeket úgy terveztek, hogy megfeleljenek a közlekedési ipar számos alkalmazásának. Ezek a PSC-k környezetbarátabbak is, mint a meglévő szilícium alapú cellák, amelyek a gyártás és az ártalmatlanítás során veszélyes anyagokat, például kadmiumvegyületeket, szilícium-tetrakloridot és ólmot termelnek.

Ha többet szeretne megtudni a napelem technológiáról, látogasson el a Rapid Solar weboldalára. Ha cégként vagy lakosságként érdeklődik napelem rendszerek iránt, akkor érdemes lehet megtekinteni azt a weboldalt, ahol a napelem pályázat kerül bemutatásra. A magyarországi forgalomba kerülő napelemeket a napelem lista tartalmazza, ahol megtudhatja, melyik cég-milyen panelt értékesít.