A napelemek túlélik a fagyokat, hurrikánokat és még vihar után is, de ha elkészítjük őket
Hogyan fejlődik a napenergia?
A napenergia az egész világon népszerűvé vált.1980 óta a panelek ára 100-szorosára csökkent. A telepítési kapacitás világszerte várhatóan meghaladja az 1 terawattot 2023-ra, és a 30–100 TW-ot 2050-re. De nem minden olyan egyszerű, sok ma készült panel nem biztos, hogy túléli ezeket az éveket, mivel a minőségük továbbra is kérdéses.
Kiszorítani a fosszilis tüzelőanyagokat, a napenergiátaz energiának megbízhatóan kell működnie - mind a trópusokon, mind az északi pólusokon. Még vihar, jégeső, hőség és hó idején is. Eddig a napenergia nagyon megbízható volt. A legtöbb modulra 25-35 év garancia vonatkozik. Az Egyesült Államokban pedig a panelek kevesebb mint 1%-a hibásodik meg a működés első öt évében.
Ha a napelemek ilyen sokáig bírják, mi a probléma?
Ma kezdődnek a napelemes rendszerekkülönböző atipikus helyeken, például a hegyekben vagy a vízen. Új cellatervek, anyagok és csomagolási technológiák is megjelennek a piacon. Ezért az erőpróbáknak is változatosabbá kell válniuk. Ezenkívül egyes alkatrészek, amelyek 10 évvel ezelőtt átmentek a minőségi teszteken, ma meghibásodnak.
A javítani vágyó gyártókenergiahatékonyság és költségcsökkentés, a modulok nagyobbak és vékonyabbak: sok cellát kötnek össze, hogy növeljék a teljesítményt és felgyorsítsák a termelést. Ellátási zavarok előfordulhatnak például egy világjárvány miatt, ezért egyes gyártók olcsó, rossz minőségű vagy akár hamis alkatrészeket használnak.
Rossz minőségű üzemeltetés és karbantartása berendezések évente több tízmillió dollárba kerülnek a közműveknek – mindez az áramkiesésben. Az évtizedek során ez a szám milliárdokra nő.
Hogyan hat a környezet a napelemekre?
A napelemek egyre inkább ki vannak téveaz éghajlatváltozás következtében fellépő szélsőséges időjárási körülményeknek való kitettség. Egy 2019-es texasi vihar során csaknem 7 cm átmérőjű jégeső tönkretette azokat a modulokat, amelyek körülbelül 20 000 otthont látnak el. A biztosítási veszteségek meghaladták a 75 millió dollárt.
Ha az ilyen helyzeteket figyelmen kívül hagyjuk, akkora napenergia terjedése lelassul. Az ágazatnak jelentős biztosítási eseményekkel, bevételkieséssel, pénzügyi kockázatokkal és biztonsági problémákkal kell szembenéznie. Ennek megfelelően a vállalatok gyanakodni fognak a panelek beszerelésére.
Ha a napelemeket olyan könnyű tönkretenni, és sok a házasság a piacon, talán felhagyunk ezzel az energiatermelési módszerrel?
A tudósok abban bíznak, hogy maga a gyártási technológiaA napenergia hihetetlenül ígéretes, és életeket menthet. Például, amikor 10 millió ember vesztette el az áramot egy mélyfagy során az Egyesült Államokban, Texasban, a becslések szerint 111 ember halt meg, és 130 milliárd dollárnyi kár keletkezett, és a szélturbinák nem voltak hatékonyak, de a napenergia-termelést ez nagyrészt érintetlenül hagyta. Az állam összes energiájának 2%-át teszi ki.
A szakértők öt lépést fogalmaztak meg a napenergia fő problémáinak leküzdésére
Napenergiával foglalkozó tudósok és mérnökök, befektetők és fogyasztók öt lépést fogalmaztak meg a napenergia szektor fenntarthatóbbá tétele érdekében.
- Fejleszteni a tudományt
A laboratóriumi vizsgálatokat javítani kell ésszámítógépes modellek a következő generációs panelek teljesítményének értékelésére. A kutatóknak jobban meg kell érteniük az eszköz lebomlási folyamatát. Ezenkívül a modern paneltesztek nem mindig tükrözik a tényleges éghajlati viszonyokat, amelyek között működni fog. Ez hibás eredményekhez vezethet.
- Minőségi szabványok emelése
A minőségi szabványokat széles körben alkalmazzákegyedi alkatrészek, például panelek és diódák tesztelése. De nem vonatkoznak az egész naprendszerre. Ha az eszköz nincs megfelelően összeszerelve, vagy eltérések vannak az alkatrészek között, mindez a teljesítmény csökkenéséhez vezethet. Az ellenőrzésnek túl kell lépnie a gyári ellenőrzésen, véletlenszerű mintavételen és a megfelelőség ellenőrzésén az ellátási lánc minden szakaszában – így működik az élelmiszeripar. A szabványokat is folyamatosan frissíteni kell, hogy tükrözzék a legújabb technológiát.
- Kövesse nyomon a hibákat
A nagy napelemek egyes üzemeltetői márhasználjon infravörös vagy látható kamerákat drónokon és repülőgépeken a hibák felkutatására. De fejlettebb elemzési módszerekre van szükség a panel teljesítményadatainak gyors olvasásához és értelmezéséhez. Meghibásodás esetén ez segít a gyors reagálásban, és csökkenti a termelési veszteségeket és károkat. Erre a célra használhat neurális hálózatot: ez segít a legkisebb hibák megtalálásában is.
- A gyártási folyamat átláthatóvá tétele
Ritkán számolnak be a gyártók, hogy milyen volta panel készült, vagy sorolja fel, hogy miből készült. A világjárvány idején bekövetkezett ellátási zavarok miatt nem mindig tudni, milyen minőségű alkatrészeket használtak az eszköz elkészítéséhez. A fejlesztőknek, vásárlóknak és tesztelőknek pontos információkat kell kérniük a modul tartalmáról.
Például amikor a New Jersey-i operátorok egy nagy létesítményben dolgoztak, és megvizsgálták a nem hatékony modulok 12%-át, kiderült, hogy a probléma a gyártási folyamat szabálytalanságaiból fakad.
- Terjessze az információkat
Szükséges a fejlett terjesztése és végrehajtásanapelemek gyártásában szerzett tapasztalat világszerte. Például hurrikánoknak kitett régiókban. Ezek olyan egyszerű lépések, amelyek életeket menthetnek: használjon erős tartószerkezeteket, amelyek ellenállnak a viharos szélnek, szereljen fel csavaros kereteket vagy több rögzítésű bilincseket, használjon rezgésálló csavarokat, helyezze el a tartókonzolokat a szarufákba, ne csak a tetőbe, és ne szerelje fel a panelt a széléhez közel.
Mindezek a módszerek javítják a munka minőségétA napelemek költséghatékonyak a klímaváltozás okozta veszteségekhez képest. A hurrikánok miatti áramkimaradások az Egyesült Államokban csak 2018-ban 150 milliárd dollárba kerültek, a 2022-es németországi áradások pedig 11,3 milliárd dollárba kerültek.A napelemek minőségébe való befektetés több évtizedes megfizethető és tiszta áramot garantál.
Olvass tovább:
Az emberiség legnagyobb családfája fajunk történetét mutatta be
A tudósok megértik, miért emelkednek és nőnek a tektonikus lemezek a gleccserek olvadásával
A fizikusok újrateremtették a T-1000 képességeit a "Terminátor-2"-ből a laboratóriumban