A napelem ipar eddig eltitkolt dokumentumai a 70-es 80-as évekből

a-napelem-ipar-eddig-eltitkolt-dokumentumai

Elindult az új Otthonfelújítási program! Minősítsen elő!

SANDIA, ASU, GE, DOE, NREL, Boeing, Los Alamos, Pasadena, Westinghouse, avagy a napelem ipar rejtegetett, eddig eltitkolt dokumentumai kerültek elő a 70-es 80-as évekből!

Ahhoz, hogy jobban megérthessük ennek a viszonylag egyszerű mondatnak a jelentőségét, vissza kell tekintenünk a múltba, és megvizsgálni, hogyan született meg a napelem. Az alcímben felsorolt cégek az „akkori napelem ipar” nagy játékosai voltak (ma „steak holder” cégeknek nevezzük őket). A napenergia „függetlensége, könnyű elérhetősége” mindig is izgatta az emberek fantáziáját, hiszen ösztönösen megérezték végtelen előnyeit, de tudás híján, a korai korszakban csak a sütkérezésig jutottak a hasznosításban, mint az egyéb élőlények. A napelem piac fejlődése a 70-es években indult, de az ipar igazi lendületet csak a 80-as, 90-es években kapott. Ekkor ugyan beindultak a napelem gyárak, de a technikai információ, az igazi „know-how” titok volt. A technológia tehát titkos volt, akárcsak az alapanyagok, és a gépek.

De tényleg nem volt semmi elérhető információ a napelemekről abban az időben?

Mit tudtunk a napelemek gyártásáról? Mit tudtunk a napelemek viselkedéséről, stabilitásáról, öregedésükről? Milyen technológiák voltak? Ismertek voltak nagyobb rendszerek is? Létezett hálózattal kapcsolt rendszer? Léteztek akkor nagyobb, akár megawattos napelem erőművek? Ezek mind érdekes és technikailag izgalmas kérdés, de ne siessünk ennyire előre! Előbb lebbentsük fel kissé a napelem történelem fátylát!

Kis történelem 

A napelemek történelme azzal kezdődött, hogy 1839-ben Alexander Edmond Becquerel felfedezte, hogy elektrolit oldatban az áramerősség megváltozott (erősebb lett az áram), ha fénnyel világította meg kezdetleges szerkezetét! Kezdetleges volt, de zseniális felfedezés, az első!

Image removed.

Kis túlzással mondhatnánk: az „első” napelem!

1878-ban a világkiállításon Mouchot mutatott be egy csodálatos szerkezetet, mely valójában nem napelem volt, hanem egy kollektor, ami a ma ismert CSP koncentrátorok ősének tekinthető. Tehát ez valójában a kollektorok nagy családjába tartozik, de az akkori alkotás lenyűgöző volt! Bizonyította, hogy a napból óriási mennyiségű energia nyerhető. Image removed.Image removed.  

Fritts, a feltaláló

Az első „igazi működő” napelem rendszert C. E. Fritts építette 1883-ban Amerikában. A réz-szelén rendszert vékony, áttetsző, füstszerű aranyréteggel borította. Fritts elégedett volt a találmányával. Azt mondta:

  • A napelemem folyamatosan termeli az áramot, és eléggé sokat!
  • Sőt nem csak direkt napsütésben, de szórt fényben – sőt akár gyertyafényben - is működik!
  • Elképzelésem szerint, egyszer ez majd helyettesítheti a szénből származó energiát!

Image removed.

Ám valójában Einstein volt az első tudós, aki 1904-ben elméletet dolgozott ki a fény foton természetére vonatkozóan, és arra, hogy miként alakítható át a fény elektromos árammá. Megmutatta, hogyan működik ez a fény-elektromos átalakítás, mely később napelemként vált ismertté. Érdemes megjegyezni, hogy Einstein valójában a fény-elektromos elmélet kidolgozásáért kapott Nóbel-díjat (1921), és nem a relativitás-elmélet kidolgozásáért, mint azt többek gondolják! Image removed.

A napelem iparban, az igazi áttörést azonban a „Bell Cell” megjelenése, keltette 1954-ben. Valójában ez tekinthető a napelem igazi ősének. A Bell laboratórium 3 tudósa félvezető alapú napelemet szeretett volna kidolgozni. Többféle irányban kezdtek el kutatni, és végül a szilícium volt a nyerő anyag, melyből később napelemet lehetett készíteni. Később (1960-70-es években) az űrhajózási technika zárt rendszeréből kicsurgó tudás morzsák azt engedték sejtetni, hogy egy nagyon érdekes és ígéretes energiaforrással van dolgunk, de az információk nagyon elzártak voltak. A 70-es évek közepe felé megjelentek a kereskedelmi, ipari jellegű kutatások is, ezért a központi, állami katonai „zárt intézeti” kutatásokkal párhuzamosan megjelentek egyéb információk is. Annak, aki hozzám hasonlóan a 90-es években kezdett el ezzel foglalkozni a napelemekkel, azzal kellett szembesülnie, hogy nincsenek információk! Mely területek jelentik az igazi kihívást manapság a napelem iparban? Melyek ma az áhított célok a kutatásban, alkalmazásban?

  • Anyagismeret
  • Rendszertechnika
  • Előrejelzés
  • Használhatósági területek
  • Alkalmazások
  • Elosztott hálózatok
  • Okos hálózat (smart grid)
  • Független önellátó rendszerek (DER, disztributed energy)

Bár szinte hihetetlen, a fenti hőn áhított célok már akkor ismertek voltak, sőt a megoldások is. Ezek derülnek ki a nemrégen feltárt titkos napelem dokumentumokból.

Nézzünk hát bele a dokumentumokba!

A tanulmányok formájában megírt dokumentumok arról árulkodnak, hogy abban a korban már jelentős ismeretek voltak egyes cégek, intézmények birtokában, melyekkel meghatározhatták a napelem ipar jövőbeni alakulását. A dokumentumok jelentős terjedelműek, általában 80-150 oldalasak, de némelyik meghaladja az 500 oldalt is. Ezekből tudjuk, hogy ismertek voltak a gazdaságossági adatok, telepítési részletek és egyéb, a napelem ipar számára meghatározó ismeretek.  

Az alábbi ábra a hálózatra táplálás optimalizálását mutatja be 1978-ban. Hasonló ábra 2008-2010-ben bukkant fel ismét.    

Vagy álljon itt egy másik tanulságos példaként az AIA Research Corporation tanulmánya (DOE/JPL,955893-1) a napelem gyártásról és a költségekről! A cikk szerint 16 féle tervezési modellt vizsgáltak meg, ebből három érdemleges csoportot választottak ki további elemzésre.

 

Az egyik cél a gyors szerelés, és a költségek csökkentése volt. A BHKRA elképzelés szerint előre gyártott szerelő elemek kerülnek fel a tetőre és a napelemeket erre lehet villámgyorsan szerelni!  

Mi köze a napelemhez az embernek?

Ami rendkívül feltűnő ebben a cikkben, hogy a tanulmány kidolgozói azt feltételezték, fog történni, és ezért eretnek gondolatként azt hitték, hogy a napelemek gyártásakor a MÉRETEKET és a napelem tömegét IS figyelembe kell venni! Sőt, buzgalmukban részletesen tanulmányozták az emberi test arányait, felépítését, mozgási lehetőségeit, teherbírását!

Nahát, micsoda gondolatok!

(Megjegyzés: akkor miért gyártunk egyre nagyobb méretű, egyre nehezebb napelemeket melyeket megfogni is alig lehet (egy ember viszi fel a tetőre), nem is beszélve a mikro-repedések növekvő veszélyéről, amikor többen és bonyolult módon szállítják!?) Image removed.

Sajnos a forrásanyagok számossága és igen nagy mérete, valamint cikkünk korlátozott terjedelme miatt nem áll módunkban a mélyebb részletességgel történő tudósítás, de amint lehetőségünk lesz, folytatjuk az érdekes információk közlését. A jövő is nagyon érdekes dolgokat kínálhat, de igazán tanulni csak a múltból lehet.

Véghely Tamás Megújuló energia szakértő Az EU-Solar Zrt. napenergia szakértője