Egy új kutatás szerint az emelkedő globális átlaghőmérséklet szignifikáns mértékben fogja csökkenteni a napelemek hatékonyságát. Mivel az elkövetkező évtizedekben előre láthatólag globális léptékben fogjuk a napelemeket telepíteni, az "szignifikáns" jelző fontos dolgot jelenthet.
A megújuló napenergián alapuló áramtermelés az egyik fontos alapköve a következő évtizedek energia forradalmának. A mostani tervek (remények) szerint a többi megújuló energiaforrással együtt, a fosszilis energiahordozókról való átváltással lehet majd a globális környezeti változásokat megállítani, és talán visszafordítani.
De itt van a kutya elásva: a napelemek működése ismerten érzékeny a hőmérsékletre.
Az új kutatási eredmények szerint 2100-re az átlagos hőmérséklet komolyan fogja befolyásolni a termelékenységüket, nem csak amiatt, mert a várható napos órák száma is változik majd. A várható éves napos órák számának megoszlása változik majd: bizonyos helyeken csökken majd a számuk a megnövekedett felhőtakaró vagy a levegőben levő aeroszolok miatt, máshol növekedhet majd a napos órák száma. Az is várható, hogy a helyi átlagos órák számához képest a napi tényleges órák száma egyre nagyobb ingadozást mutat majd az időjárás megnövekedett változékonysága miatt.
A pontos számokat nehéz megbecsülni. Emiatt van az, hogy mind a tudósok, mind az állami hivatalok és privát befektetők nemigen tudják előre látják előre, mely területek lesznek érintve és milyen mértékben.
Ahogy azt az MIT Technology Review is megírta, a mostani modellekben megtalálható paraméterek mellé még egy fontosat fel kell majd jegyezni: a helyi hőmérsékletet.
A napelemek hatékonysága csökken a hőmérséklet emelkedésével, de azt, hogy ez pontosan mennyire befolyásolja majd az áramtermelést globális szinten, csak a Ian Peters és Tonio Buonassisi által jegyzet cikk alapján kezdjük el jobban megérteni.
A napelemekben a napfény energiája szabad elektronokká alakítódik át. Ez a folyamat nem csak negatív elektronokat, de pozitív töltéssel bíró "lyukakat" is létrehoz, amelyek az áram irányával ellentétesen áramolnak. A napelem hatékonysága nagyban függ attól, hogy a szabad elektronok és a "lyukak" milyen sebességgel egyesülnek újra a töltéseket kiegyenlítve. Ez a folyamat erősen függ a hőmérséklettől: minél melegebb van, annál gyorsabban semlegesítődnek a vezető sávban levő töltések.
Az új számítások szerint átlagosan 0,45%-kal csökken Celsius fokonként a napelemek hatásfoka. A kutatók tovább mentek, és ezt az adatot összekapcsolták a Nemzetközi Klímaváltozási Bizottság (IPCC) által előrejelzett lokális hőmérséklet emelkedési adatokkal. Az IPCC többféle előrejelzést publikált, a fenti cikk szerzői a "Representative Concentration Pathway 4.5" modellt használták, ami 1,8 Celsius fokos globális hőmérséklet emelkedést jósol 2100-re.
Ahogy a hőmérséklet majdnem mindenhol emelkedik a szárazföldön, úgy csökken a napelemek energiatermelése. De bizonyos helyeken az átlagnál nagyobb emelkedés várható, többek között az USA déli államaiban, Afrika déli felén és Közép-Ázsiában. A meglévő hőmérséklet model alapján a kutatók összeállítottak egy térképet a várható hatékonyság csökkenés értékeivel.
Az előrejelzésben rengeteg bizonytalanság van, persze, hiszen a napelemek hatékonysága rengeteg más dologtól is függ, nem csak a helyi hőmérséklettől. Például a felhőtakaró vagy a páratartalom is komoly hatással van a végleges energiatermelésre. Arról nem is beszélve, hogy a 0,45%/K-os termelékenység csökkenés is egy átlag érték, amely sokban függ a napelem gyártási technológiájától és a cellák összetételétől. Új anyagokkal növelhető az úgynevezett "band gap", ami a rekombinálás sebességét csökkent. Az ilyen anyagokat használó új fejlesztések, mint például a kadmium-tellurid alapú cellák, sokkal kevésbé érzékenyek a hőmérséklet emelkedésre a hagyományos napelemekhez képest.
Akárhogyan is, a kutatás fő üzenete világos. A globális hőmérséklet emelkedés csökkenteni fogja a napelemek hatékonyságát, bizonyos helyeken várhatóan szignifikáns mértékben, amit nem lehet majd figyelmen kívül hagyni, sajnos.
A bejegyzés trackback címe:
Kommentek:
A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.