Megdőlt a napelemes autók sebességrekordja

Az ausztráliai University of New South Wales egyetem mérnökcsapata másfél éves fejlesztés után elkészült a Sunswift IVY nevű napelemes autó prototípusával, ami már az első tesztútján megdöntötte a napenergia-hajtású autók sebességi világrekordját.

A rekordkísérlet az ausztrál haditengerészet egyik bázisán Nowrában történt, a Guinness rekordok könyvének ellenőrei előtt. A kísérlettel órákat kellett várni, mert felhős volt az ég, de végül kisütött a nap, és az optimális körülmények között az autó 88 km/óra tempót ért el, és tartotta azt egy kilométeren át. Ezzel simán megelőzte az eddigi rekordert, a General Motors Sunracer fantázianevű kísérleti járművét, ami 1987-ben állította fel az előző, 78 km/órás csúcsot.

A háromkerekű Sunswift IVY szénszálas műanyagból készült, így a tömege csupán tizede egy normál autóénak. A fejlesztése és megépítése 280 ezer dollárt (56 millió forint) emésztett fel. Szilíciumalapú napelemeket használ, amelyek valójában már elavult technológiának számítanak, de a modern, gallium-arzenid alapú napelemek, amelyek például a műholdak energiaellátását adják, túl drágák voltak az ausztrál mérnököknek.

A rekorddöntés titka a hatékony energiafelhasználás volt, a jármű légellenállását a minimumra szorították, és a napelemek által termelt energia 98 százalékát sikerült a motornak mozgási energiává alakítani. Az autó teljesítménye mindössze 1050 watt volt a rekorddöntésnél, ami nagyjából egy kenyérpirítóéval egyenértékű.

Alapállapotban a Sunswift IVY akkumulátorról üzemel (ezt töltik folyamatosan a napelemek), de a rekordkísérletre ezt kivették belőle, és csak a napelemek pillanatnyilag termelt energia hajtotta az autót.

Építői úgy tekintenek a világcsúcstartó járműre, mint egy forma1-es versenyautóra - a sorozatgyártásának, vagy a mindennapi használatának nincs sok értelme, de az alkalmazott technológiáit átveheti az autóipar, hogy hatékonyabb, környezetbarát autókat hozzanak létre.

Forrás: Index.hu

További információk a gallium-arzenid alapú napelemekről:

4.5 Gallium-Arzenid és ezzel kapcsolatos napelemek

4.5.1 Bevezetés

A Gallium-arzenid (GaAs) egy olyan félvezető, amelynek sávszélessége ideális a nap spektrum elnyeléséhez. Emiatt az egyrétegű napelemek közül a GaAs napelemek hatásfoka a legnagyobb. Egy másik fontos előny, hogy a III-V csoport elemei közül egész sor áll rendelkezésre különböző sávszélességgel, és ezek ötvözhet_k, ami az optikai és villamos jellemzők szinte határtalan variációjához vezet. Emiatt a III-V csoport elemei adják a több-sávszélesség_ napelemek tervezéséhez a legjobb alapanyagot, amelyek hatásfoka a 35% is meghaladja.

4.5.2 Felépítés és gyártás

A III-V csoport elemeiből készült napelemek valójában vékonyréteg elemek, mivel az

abszorpciós együtthatójuk nagy. Sajnos olcsó idegen hordozóanyagon nem növeszthetők jó minőségű rétegek. A jó rétegek előállítása csak GaAs vagy germánium egykristályos hordozórétegen lehetséges epitaxiális eljárással (egy kristályfelületen másfajta kristály növesztése). Ezek azonban nagyon drágák, emiatt ezek a napelemek csak speciális alkalmazásokban, pl. űreszközökben vagy koncentrátoros rendszerekben rentábilisak.

4.5.3 Koncentrátoros napelemek

A III-V csoport elemeiből készült napelemek jelentősebb földi alkalmazási területe

kizárólag a koncentrátoros rendszerek építése, amelynek elvét a korábbiakban már

ismertettük.. A koncentrátoros rendszerben a beeső fényt optikai elemek (pl. lencsék,

tükrök) gyűjtik össze az optikai rendszer fókuszában elhelyezett, nagyon kisméretű

napelemre. 200 és 1000 közötti koncentrációs tényezőre tanulmányozzák és vizsgálják a GaAs, és az ezen alapuló napelemeket. Mivel a kis elemfelület miatt kevés félvezető anyagra van szükség, a napelem ára gyakorlatilag elhanyagolható a rendszer teljes költségéhez viszonyítva. Emiatt nagyon bonyolult felépítések alkalmazhatók, amelyek 25 % vagy afeletti hatásfok elérését teszik lehetővé.

4.5.4 Előnyök és hátrányok

· A legnagyobb egyrétegű napelem hatásfok érhető el GaAs -el

· A III-V csoport elemeiből készült többrétegű napelemeknek legnagyobb a hatásfoka

· Az epitaxiális eljárás segítségével bonyolult rétegszerkezetek is előállíthatók

· A drága hordozóanyag szükségessége magas termelési költséget eredményez

· A GaAs napelemek széleskörűen elterjedtek az űrtechnikában

· A III-V csoport elemeiből készített napelemeket vizsgálják a földi koncentrátoros

rendszerekben való alkalmazásra

4.5.5 A gyártásban résztvevő fontosabb vállalatok

Az űrtechnikában használt napelemek főbb gyártói a Spectrolab, Tecstar, RWE Space Solar Power és a Sharp.

Jelenleg a III-V csoport elemein alapuló koncentrátoros napelemeket egyetlen cég sem gyártja kereskedelmi céllal, kizárólag kísérletek céljából.

Forrás: http://fft.gau.hu/fizika/Turkalo/napenergiahaszn/G04%20-%20Napelem%20technologiak%20es%20jellemzoik.pdf