Fraunhofer napelemes üvegtető elektromos autókhoz

Egy hete írtunk a Fraunhofer újdonságáról, a napelemes üvegtetőről, ami közvetlenül növelheti meg az elektromos autók hatótávolságát akár napi 10 km-rel is a napon parkoló autó akkuját töltve reggeltől estig. Természetesen kihasználtuk a lehetőséget, a terméket Frankfurtban szemügyre vettük, és a cég mérnökének feltettünk a saját kérdéseink mellett azokat is, amelyek az előző cikk alatt az olvasókban felmerültek.

Így kerülhet mégis napelem az autókra

Tényleg láthatatlan?

Igen, szinte teljesen, legalábbis kívülről. Ha nagyon közelről nézzük az üveg felületét, megfelelő megvilágítással és megfelelő szögben nagyon halványan kivehető a napelemes cellák megszokott mintázata. Belülről azonban nem átlátszó, még annyira sem áttetsző, mint a háztetőkre szerelt hagyományos napelemek, mivel itt zsindely szerűen átfedésben építik be a cellákat, teljesen elzárják a fény útját. Ezért aztán az autókra építve nem is funkcionál napfénytetőként, az utastérből nézve pontosan úgy eltakarja a tetőkárpit, mint a lemeztetős autók tetejét.

Tényleg láthatatlan a cella az üveg alatt.

Hogy készül?

Hasonlóan készül, mint az autók üvegteteje: két edzett üveg réteget ragasztanak össze, az üvegtetővel ellentétben a két üvegréteg közé helyezik a monokristályos cellákat egy speciális áramot is vezető ragasztóval. A cellák széle eltakarja a szomszédos cella elektromos csatlakozását, nincs minden cella feszültsége kivezetve, csak 1-1 sor végén van csatlakozó. A közbenső cellák érintkezését a speciális ragasztó biztosítja.

A keskeny csíkokat hosszabb oldaluknál átlapolva összeragasztják, így egy széles, vízszintes sávot kapnak.

Milyen cellákat használnak?

Monokristályos cellákat, alapvetően ugyanolyanokat, mint a hagyományos napelemekben, bár amikor ezt firtattuk látható volt némi titokzatos mosolyt a mérnök arcán, ebből úgy gondolom van azért ott némi módosítás.

Nem probléma a részleges árnyék?

A terméknek két típusa van, az egyiknél szépen sorban kerülnek egymás mellé a cellák. Ilyenkor egy kisebb részleges árnyék az adott teljes sor termelését nullázza, a többi sor természetesen tovább termel. A másik típusnál az egyes cellák el vannak tolva egymáshoz képest, azaz az előző cella közepénél kezdődik a következő sorban a következő cella. Ennek pozitív hatása, hogy a részleges árnyék kevesebb veszteséget okoz. A negatív hatása a rendszer alacsonyabb feszültsége. A kettő közül nincs jobb vagy rosszabb megoldás, az alkalmazástól, pontosabban a megrendelő autógyártó döntésétől függ, hogy melyik megoldást használják. Ha a magas feszültség előnyös, például egy elektromos autó meghajtó akkumulátorának töltéséhez, akkor az előbbi, ha a jobb árnyéktűrés a fő szempont, és kevésbé szükséges a magas feszültség (például a napon parkoló autó szellőztetése a cél), akkor utóbbi.

Árnyéktűrőbb megoldás, ha egymástól kissé elcsúsztatva ragasztják össze a cellákat.

Mikor láthatjuk valamelyik villanyautón?

Láthatatlan, nem fogjuk látni. Pont ez a lényeg. De viccet félretéve, a termék közel van a sorozatgyártásra kész állapothoz, de egyelőre egyetlen autógyártó sem rendelte meg, a Fraunhofer akár 6 hónap alatt képes a megrendelő igényeinek megfelelő megoldás sorozatgyártására felkészülni.

Tényleg bármilyen színben készülhet?

Igen, a két üvegréteg között olyan speciális megoldást alkalmaznak, ami megváltoztatja a visszaverődő fény hullámhosszát, így a szemünk valamilyen színként érzékeli azt. Tetszőleges hullámhossz előállítható. Az egyes színek között árban nincs jelentős különbség, esetleg minimálisan lehet drágább valamelyik szín gyártása.

A legtöbb irányból nézve ilyen a felület.

Egy bizonyos szögből látszik, hogy van valami az üveg alatt (ez alatt napelem cellák nem voltak, csak a színezést demonstrálták).

Mekkora a hatásfok?

Előző cikkünkben azt írtuk, a rendszer hatásfoka a sűrűbben elhelyezett cellák miatt kb. 2%-kal magasabb a hagyományos termékek hatásfokánál. Ezen azonban az autók tetején alkalmazott hagyományos napelemet értik. A vastag edzett üveg, és talán a színezéshez, ragasztáshoz alkalmazott speciális eljárás miatt a napelem hatásfoka 1-2%-kal kisebb, mint egy azonos méretű, háztetőn elhelyezett napelem.

Nincs gond a vízszintes elhelyezéssel?

A háztetőkön a napelemet igyekeznek pontosan dél felé tájolni és megdöntik 30-35 fokban, hogy a napsugarak beesési szöge a lehető leghosszabb ideig minél inkább megközelítse a merőlegest. Az autók tetején erre természetesen nincs lehetőség. A kutatóintézet mérnöke szerint a megoldásuk vízszintes elhelyezés miatti hatásfok csökkenése csupán 5% körüli.

Mennyire nehéz, nem növeli meg túlságosan az autó súlyát?

Alig nehezebb, mint egy napfénytetőként használt üvegtető, hiszen a két üvegréteg súlya mellett elhanyagolható az üvegek közé épített napelem cellák súlya.

Mennyibe kerül?

Természetesen a legfontosabb kérdésre nem kaphattunk választ, ez ipari titok. A nagyságrendről azért próbáltunk puhatolózni, így annyit azért elárultak, hogy a gyártási technológia nem lényegesen bonyolultabb, mint üvegtetőt gyártani, a napelemes cellák és egyéb alkalmazott anyagok sem speciálisak annyira, hogy jelentősen drágábbak lennének, mint a háztetőkön alkalmazott napelemekbe épített alkatrészek. Így a napelemes tető ára valamivel, de nem jelentősen magasabb, mint egy autóba épített hasonló méretű üvegtető ára.

Szűcs Gábor

2017 óta aktív villanyautós, a Villanyautósok Közösségének oszlopos tagja, a miskolci találkozók szervezője. Környezettudatos családapaként nem csak az autó üzemanyagát, de a háztartás fogyasztását is igyekszik otthon, a háztetőn (áram) és a kertben (zöldség, gyümölcs) megtermelni. Mert nem mindegy, hogy mit eszünk meg és milyen levegőt szívunk be.