První grafen-perovskitová solární elektrárna

[karelkilian]

Dobrý den,

máme tu pátek, což již tradičně znamená článek ke čtení, zamyšlení a diskuzi. Tentokrát se z šedého Česka virtuálně podíváme do sluncem zalitého Řecka.

Přeji hezký den.
Karel Kilián

První grafen-perovskitová solární elektrárna

Na řeckém ostrově Kréta úspěšně otestovali první solární elektrárnu, jejíž infrastruktura je založena na grafen-perovskitových panelech. Jejich největší výhodou proti stávajícím řešením by měla být vyšší účinnost přeměny slunečního světla na elektrickou energii.

Za projektem stojí odborníci z vědeckovýzkumné iniciativy Graphene Flagship, do níž jsou zapojeni vědci z mnoha zemí Evropské unie a Velké Británie. Jejich výzkum se zaměřuje na možnosti využití grafenu pro trvale udržitelné aplikace.

První na světě

Specializovaný projekt Spearhead se zaměřuje na industrializaci a reálné nasazení technologií pro získávání energie ze slunečních paprsků. Solární články mají Evropské unii pomoci snížit závislost na fosilních palivech v segmentu výroby elektřiny.

Solární články s grafenem snižují náklady na fotovoltaickou energii pod 20 eur za megawatthodinu a jsou tak levnější než fosilní paliva. První grafen-perovskitová elektrárna vznikla díky spolupráci britské, italské a řecké univerzity a Italským technologickým institutem.

Projekt odstartoval v roce 2019, kdy Graphene Flagship spolu s italskými partnery zahájili spolupráci na výrobě perovskitových solárních článků obohacených grafenem. Testy ukázaly účinnost přeměny energie 15,3 % při ploše 82 cm² a 13,4 % na ploše 108 cm².

To sice při srovnání s křemíkovými články není zásadně vyšší hodnota, ale perovskit přináší další výhody - například je možné ho tisknout na 3D tiskárnách, lépe absorbuje rozptýlené světlo a je levný. Cílem projektu je toto číslo v budoucnu překonat.

Cesta do budoucnosti

„Stanovili jsme pro projekt solárních farem ambiciózní cíle,“ vysvětlil vedoucí projektu Spearhead Aldo di Carlo. „Tímto projektem jsme vydláždili cestu směrem k budoucímu využití grafenového perovskitu pro solární články. Prokázali jsme účinnost přeměny energie přesahující současné rekordy.“

Perovskitové fotovoltaické elektrárny jsou velkou nadějí do budoucnosti. Díky vysoké efektivitě a nízkým výrobním nákladům mají potenciál dosáhnout vyrovnaných nákladů na energii (Levelized cost of energy; LCOE) pod 0,03 eur (cca 80 haléřů) za kilowatthodinu.

Použití grafenu v perovskitových solárních panelech snižuje náklady na elektřinu zvýšením účinnosti přeměny energie a prodloužením životnosti modulu. Samotný perovskit je sám o sobě relativně málo odolný, což vědci vyřešili vrstvičkou grafenu, který je průhledný, elektricky vodivý, a především velice pevný.

Světlé zítřky

Emmanuel Kymakis vysvětlil na konferenci Graphene for . . . Research, Innovation, Collaboration, že se solární elektrárna skládá z montovaných grafen-perovskitových fotovoltaických panelů vyvinutých v Itálii.

Celý projekt sestává ze 360 modulů, jež byly přepraveny na řecký ostrov Kréta. Zde byly poblíž města Herákleion sestaveny a solární farma byla uvedena do plného provozu. Díky své geografické poloze je Kréta dobrým místem pro vyhodnocení možností technologie.

Po 45 měsících provozu v různých povětrnostních podmínkách, které měly vliv na stabilitu solární farmy, ukazují předběžné výsledky následující:

• Neustálé sledování výkonu solární farmy umožňuje lepší pochopení jednotlivých problémů se spolehlivostí.
• Přímá korelace podmínek prostředí s G-PE panely ve venkovním prostředí poskytuje jedinečné informace o komerčním potenciálu této technologie.
• G-PE panely byly srovnávány s konvenčními fotovoltaickými technologiemi (Si, CdTe, CGIS). Výsledky odhalily, že jsou z hlediska výstupního výkonu konkurenceschopné a vykazují vynikající výkon při vysokých teplotách.

Jak vidíte budoucnost grafen-perovskitových panelů?

Zdroje: interestingengineering.com, graphene-flagship.eu.

[marko250]

Hodně to bude o mechanické stabilitě,nikde není zmínka o životnosti a poklesech výkonu.

[lubomirz]

"Projekt odstartoval v roce 2019, kdy Graphene Flagship spolu s italskými partnery zahájili spolupráci na výrobě perovskitových solárních článků obohacených grafenem."


"Po 45 měsících provozu v různých povětrnostních podmínkách, které měly vliv na stabilitu solární farmy, ukazují předběžné výsledky..."



ehhh ? Inak samozrejme perovskitu a akejkolvek inej technologii co znizi naklady & zvysi ucinnost strasne drzime palce.

[mypower.cz]

"Projekt odstartoval v roce 2019, kdy Graphene Flagship spolu s italskými partnery zahájili spolupráci na výrobě perovskitových solárních článků obohacených grafenem."


"Po 45 měsících provozu v různých povětrnostních podmínkách, které měly vliv na stabilitu solární farmy, ukazují předběžné výsledky..."



ehhh ? Inak samozrejme perovskitu a akejkolvek inej technologii co znizi naklady & zvysi ucinnost strasne drzime palce.

Ze by vice testu v ruznych podminkach probihalo paralelne na vice mistech? Ja samozrejme nevim, smysl to ale dava. Pak se muze 45 mesicu vlezt klidne do 2 let.

Taky panely mohly byt k dispozici daleko drive, ale oficialne projekt odstartoval az pozdeji tedy 2019.

Nevim, jen hadam. V puvodnim zdroji je to ale takto uvedeno, jak pise Karel.

[matobabetak]

tieto analyzy, testovania, pocitanie a pod ...co ja viem, dajte to ludom na domy nech to otestuju v praxi.
kde sa daju kupit ?

[rottenkiwi]

PSC a multi junction PSC / Mj-PSC /, to sú všetko technológie posledných pár rokov.
Graf NREL:
https://commons.wikimedia.org/wiki/File ... encies.png
Ešte v r. 2009 to malo úč. 3.8 %.

Bežné panely dnes dosahujú 187 Wp z 1 m2.

Na nejakej un. dosiahli u PSC 261 Wp zo 4.5 m2.
https://www.perovskite-info.com/graphen ... ing-greece

Perovskity sú buď: CH3NH3PbX3, kde X je halogén, alebo H2NCHNH2PbX3.

Výroba je drahšia, lebo sa to musí robiť v ochranej atmosfére.

Treba vyriešiť skalabilitu u absorbčnej a transportnej vrstvy, ako aj u elektródy.

CdTe, ktoré tiež obsahujú Pb, majú uvoľňovanie Pb s koef. Ksp = 10^-34.
Perovskity majú coef. uvoľnovania Pb a Sn, Ksp = 4 x 10 ^ -9, ergo o 25 rádov viac.

LD50(Pb)] je cca. 5 mg na kg hmotnosti človeka, u detí je 5x vačšia absorbcia Pb ako u dospelého.

Niečo na dlhé zimné večery:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/accountsmr.0c00017

[jahodovák]

Nijak mě to nechytlo,ono to asi bude asi jako s tím Procházkou,máme levné řešení už brzo bude ale skutek utek,někdy mě to připadá jako ta pohádka o slepiče a kohoutkovi....samozřejmě by bylo dobré ale jen aby to nedopadlo jako s plasty,vyrábí se jak o život a recyklace není dořešena dodnes a že už se vyrábí dost dlouho aby to mohlo být.Přitom stačí jen okopírovat přírodu,jakýkoliv odpad je surovinou pro někoho jiného...