Napelemek hatásfoka

[nova]

Eredeti cikk forrása: http://hu.wikipedia.org
A napelemek alapanyaguktól és technológiájuktól függõen különbözõ hatásfokkal képesek villamos energiát termelni. A hatásfok ("eta") százalékosan fejezi ki, hogy a napelem mennyi napenergiát alakít át elektromos energiává.

A hatásfokot a következõ képlet szerint számítják:



ahol
Pm a fényelem által leadott maximális teljesítmény,
E a napsugárzás felületi teljesítménysûrûsége (W/m²),
Ac a napelem felülete (m²)


A hatásfokot a környezeti és a konstrukcióval összefüggõ tényezõk egyaránt befolyásolják. A környezeti tényezõk közül a hõmérséklet a legfontosabb, de ide lehet sorolni a cella felületének tisztaságát, a megvilágítás erõsségét is.

A szilícium-fotoelem feszültsége félvezetõ zárórétegben a töltéshordozók felszabadulása és szétválasztása révén keletkezik. A keletkezõ forrásfeszültség a megvilágítás erõsségével nõ. A forrásfeszültség nagy megvilágításkor sem nagyobb 0,6 V-nál. A rövidzárási áram a fényerõsséggel arányos. A szilícium fotoelemek hatásfoka 10%. Max sugárzásnál kb. 10 mW/cm2


A napelemek hatásfoka jelenleg (2007 nyara) 6-14% közötti, a legkorszerûbb – polikristályos – napelemek 20%-os hatásfoka már csúcsnak számít. Az áttörést itt is a nanotechnológiától remélik.
Az Egyesült Államokbeli Delaware Egyetem (UD) kutatóinak sikerült feltornászniuk a szilícium napcellák hatékonyságát 42,8%-ra hagyományos földi napfényben. Az új rekord rendkívül fontos mérföldkõ a DARPA (Fejlett Védelmi Projektek Ügynöksége) által kitûzött 50%-os hatékonyság felé vezetõ úton. A hadsereg fejlesztõ cége VHESC (Very High Efficiency Solar Cell, nagyon nagy hatékonyságú napcella) programjával technikailag és pénzügyileg is megvalósítható hordozható napcellás akkutöltõket szeretne kifejleszteni.