Egy új tanulmány szerint kétoldalú napelemekkel és a nap pályájának egytengelyes követésével lehet a legnagyobb hatásfok növekedést lehet elérni a költségtakarékosság szempontjából, írja a Anthropocene Magazine.

A most alkalmazott átlagos napelemek rendszerint egy oldalon rendelkeznek napfény elnyelő réteggel és rögzített tartószerkezetre vannak felerősítve. Az ilyen egy oldalas napelemek a ráeső napfény kb. 22%-t alakítják át elektromos árammá. A kétoldalú napelemek akár 35 százalékkal több elektromos áramot is elő tudnak állítani, amely kb. 16%-kal alacsonyabb fajlagos költségeket jelent, még a napkövető mozgató rendszer ára ellenére.

A kétoldalú napelemek előnye, hogy mindkét oldalukon van napfény érzékeny réteg(vagy ugyanaz az réteg elérhető mindkét oldalról), így a földre vetődő és onnan visszavert napfényt is hasznosítani tudják. Ennek köszönhetően a hatásfokuk is magasabb. A nap mozgását követő rendszerek is ismertek és bizonyos helyeken már ipari szinten is alkalmazzák őket.

A két megoldás kombinációját azonban eddig még nem vizsgálták meg részletesen. A Joule szaklapban megjelent tanulmány szerint azonban jelentős hatásfok növekedést lehet így elérni viszonylag alacsony költségek mellett is. Ennek titka az, hogy milyen típusú nap követési technológiát alkalmazunk.

A nap égbolton történő pályáját két fajta megoldással lehet követni. Az egy tengelyes rendszerek általában a kelet-nyugati mozgást követik, míg a két tengelyes megoldások emellett a nap magasságát is figyelembe veszik a napelem tájolásakor.

A tanulmányban a kutatók azt vizsgálták, hogy a több száz napelemet tartalmazó naperőművek esetében a különböző technológiáknak milyen következményei vannak az erőművek hatásfokára. A számításokhoz a NASA felhőzeti és napsugárzási adatokat tartalmazó adatbázisát is felhasználták, amely segítésével a helyi teljes napsugárzás energia mennyiségét lehet nagy pontossággal megbecsülni.

Az adatbázis adatait és a beeső napsugárzás szögét is figyelembe véve, valamint ezeket naperőművek teljesítményével kombinálva kiszámítható a napelemek tényleges teljesítménye és teljes élettartam vetített költséghatékonysága is.

Az eredmények szerint a kétoldalú elemeket tartalmazó és egytengelyes napkövető rendszerek a legköltséghatékonyabbak az összes megoldás közül, a naperőművek helyétől szinte teljesen függetlenül. Bár a kéttengelyes napkövető megoldás segítségével több elektromos áram állítható elő, ez a megoldás rendszerint sokkal drágább az egytengelyes rendszereknél.

Az eredmények meglepően robusztusnak bizonyultak az kutatók szerint, még akkor is, ha a napelemek árát és típusai közötti különbségeket, a napkövető rendszerek közötti különbségeket és az időjárás helyi változatosságát is figyelembe vették.