„A napenergia az elektromosság királyává válik” – jelenti ki a Nemzetközi Energiaügynökség 2020-as jelentésében. Az IEA szakértői azt jósolják, hogy a világ a következő 20 évben 8-13-szor több napenergiát fog termelni, mint ma. Az új napelemes technológiák csak felgyorsítják a napenergia-ipar felemelkedését. Mik is ezek az innovációk? Vessünk egy pillantást a legmodernebb napelemes technológiákra, amelyek alakítani fogják a jövőnket.
1. Az úszó napelemfarmok nagyobb hatékonyságot kínálnak anélkül, hogy földet foglalnának el
Az úgynevezett lebegő fotovoltaikus rendszerek viszonylag régiek: az első lebegő napelemfarmok a 2000-es évek végén jelentek meg. Azóta az építési elv fejlődött, és most ez az új napelemes technológia nagy sikernek örvend – eddig főként ázsiai országokban.
Az úszó napelemparkok fő előnye, hogy gyakorlatilag bármilyen vízfelületre telepíthetők. Egy úszó napelem ára összehasonlítható egy hasonló méretű szárazföldi telepítés költségével. Ráadásul a napelemek alatti víz lehűti azokat, így nagyobb hatékonyságot biztosít a teljes rendszernek és minimalizálja az energiapazarlást. Az úszó napelemek jellemzően 5-10%-kal jobban teljesítenek, mint a szárazföldi telepítések.
Kínának, Indiának és Dél-Koreának is vannak nagy úszó napelemfarmjai, de a legnagyobbat most Szingapúrban építik. Ez igazán logikus ebben az országban: olyan kevés a hely, hogy a kormány minden lehetőséget megragad a vízkészletek felhasználására.
A lebegővoltaics már az Egyesült Államokban is kezd felhajtást kelteni. Az amerikai hadsereg 2022 júniusában egy úszó napelemparkot helyezett üzembe a Big Muddy-tavon, Fort Braggben, Észak-Karolinában. Ez az 1,1 megawattos úszó napelempark 2 megawattóra kapacitású energiatárolóval rendelkezik. Ezek az akkumulátorok fogják árammal ellátni a McCall tábort áramkimaradások idején.
2. A BIPV napelemes technológia önfenntartóvá teszi az épületeket
A jövőben nem napelemeket fogunk az épületek tetőire telepíteni az energiaellátáshoz – azok önmagukban is energiatermelők lesznek. Az épületbe integrált fotovoltaikus (BIPV) technológia célja, hogy a napelemeket épületelemekként használja, amelyek a jövő irodájának vagy házának áramszolgáltatójává válnak. Röviden, a BIPV technológia lehetővé teszi a háztulajdonosok számára, hogy megtakarítsák az áramköltségeket, és ezáltal a napelem-rögzítő rendszerek költségeit is.
Ez azonban nem arról szól, hogy a falakat és ablakokat panelekkel cseréljük le, és „munkadobozokat” hozzunk létre. A napelemeknek természetesen kell beleolvadniuk a környezetbe, és nem szabad zavarniuk az emberek munkavégzését és életét. Például a fotovoltaikus üveg úgy néz ki, mint a hagyományos üveg, ugyanakkor összegyűjti a nap összes energiáját.
Bár a BIPV technológia egészen az 1970-es évekig nyúlik vissza, csak a közelmúltig terjedt el igazán: a napelemek elérhetőbbé, hatékonyabbá és szélesebb körben elérhetővé váltak. A trendet követve egyes irodaház-tulajdonosok elkezdték integrálni a fotovoltaikus elemeket a meglévő épületeikbe. Ezt nevezik épületalkalmazási fotovoltaikus rendszernek. A legerősebb BIPV napelemrendszerekkel rendelkező épületek építése a vállalkozók között is versennyé vált. Nyilvánvaló, hogy minél zöldebb egy vállalkozás, annál jobb lesz a megítélése. Úgy tűnik, hogy az Asia Clean Capital (ACC) nyerte a trófeát a kelet-kínai hajógyárban telepített 19 MW-os kapacitásával.
3. A napelemes héjak reklámfelületté alakítják a paneleket
A napelemes burkolat lényegében egy burkolat a napelem körül, amely lehetővé teszi a modul számára, hogy megőrizze hatékonyságát, és bármit megjelenítsen rajta. Ha nem tetszik a napelemek kinézete a tetőn vagy a falakon, ez az új lakókocsi-technológia lehetővé teszi a napelemek elrejtését – csak válassza ki a megfelelő egyedi képet, például egy tetőcserepet vagy egy gyepet.
Az új technológia nemcsak az esztétikáról szól, hanem a profitról is: a vállalkozások reklámbannerekké alakíthatják napelemrendszereiket. A burkolatok testreszabhatók, így például megjeleníthetnek egy céglogót vagy egy új terméket a piacon. Ráadásul a napelemes burkolatok lehetőséget adnak a modulok teljesítményének nyomon követésére. A hátránya a költség: a napelemek vékonyrétegű burkolataiért a napelemek árán felül 10%-kal többet kell fizetni. Ahogy azonban a napelemes burkolatok technológiája tovább fejlődik, annál inkább várható, hogy az ár csökkenni fog.
4. A napelemes anyag lehetővé teszi, hogy a pólód töltse a telefonodat
A legújabb napelemes innovációk nagy része Ázsiából származik. Nem meglepő tehát, hogy japán mérnökök felelősek a napelemes szövetek fejlesztéséért. Most, hogy beépítettük a napelemeket az épületekbe, miért ne tennénk ugyanezt a szövetekkel is? A napelemes szövet felhasználható ruhák, sátrak, függönyök készítésére: akárcsak a panelek, befogják a napsugárzást, és abból áramot termelnek.
A napelemes szövetek felhasználási lehetőségei végtelenek. A napelemes szálakat textíliákba szőik, így könnyen összehajtogathatod és bármire feltekerheted őket. Képzelj el egy napelemes szövetből készült okostelefon-tokot. Ezután egyszerűen feküdj le az asztalra a napra, és az okostelefonod feltöltődik. Elméletileg egyszerűen beboríthatod otthonod tetejét napelemes szövettel. Ez a szövet ugyanúgy napenergiát termel, mint a panelek, de a telepítésért nem kell fizetned. Természetesen egy hagyományos napelem teljesítménye a tetőn még mindig magasabb, mint a napelemes szöveté.
5. A napelemes zajvédő falak az autópálya zúgását zöld energiává alakítják
A napelemes zajvédő falak (PVNB) már széles körben elterjedtek Európában, és az Egyesült Államokban is kezdenek megjelenni. Az ötlet egyszerű: zajvédő falakat építeni, hogy megvédjék a városokban és falvakban élőket az autópálya-forgalmi zajtól. Nagy felületet biztosítanak, és ennek kihasználására a mérnököknek az az ötlete támadt, hogy napelemet építsenek beléjük. Az első PVNB 1989-ben jelent meg Svájcban, és jelenleg a legtöbb PVNB-vel rendelkező autópálya Németországban található, ahol rekordnak számító 18 falat telepítettek 2017-ben. Az Egyesült Államokban az ilyen falak építése csak néhány évvel ezelőtt kezdődött, de most már minden államban várhatóan látni fogjuk őket.
A fotovoltaikus zajvédő falak költséghatékonysága jelenleg megkérdőjelezhető, nagymértékben függ a hozzáadott napelem típusától, a régió villamosenergia-árától és a megújuló energiaforrásokra vonatkozó kormányzati ösztönzőktől. A fotovoltaikus modulok hatékonysága növekszik, miközben az ár csökken. Ez teszi egyre vonzóbbá a napenergiával működő közlekedési zajvédő falakat.