Bármennyire az űrkorszak találmányának gondoljuk, a napelemek sokkal korábban, a XIX. században születtek. Mire azonban elérték jelenlegi formájukat, igencsak kalandos utat jártak be.
A fenntartható és környezetbarát energia szinonimájának tartjuk a napenergiát, ami mondhatni „ingyen” van, hiszen a nap mindentől függetlenül süt. Ahhoz azonban, hogy a napfény energiáját ne csak nyáron tudjuk használni - például a kerti tusolóban felmelegedett víz formájában -, meg kellett találni a módját annak, hogy ezt az energiát napelemekkel át lehessen alakítani és el lehessen raktározni a borúsabb, napfényben hiányos időszakokra is. Ezt a módszert nevezik fotovoltaikus technológiának, ami a napfény elektromos árammá való átalakítását jelenti.
Ezt a technológiát először egy igen fiatal, mindössze 19 éves francia fizikus, Alexandre Edmond Becquerel mutatta be, aki édesapja laboratóriumában épített meg a világ első fotovoltaikus elemét. A napenergia felhasználásához Willoughby Smith brit elektromérnök tette meg a második nagy lépést az 1860-as években, mikor tengerfenékre telepített kábelekkel kísérletezett.
A vezeték hibáinak felismerésére szelént használt, de munkája során egy meglepő dolgot fedezett fel, a szelén fény hatására teljesen máshogy reagált, mint a tengermély sötétjében. Smith felfedezését tovább vizsgálta William Grylls Adams professzor, aki rájött, hogy a szelénben a fény hatására elektromos áram kezd folyni! Ezután már csak egy nagyobb lépés kellett ahhoz, hogy 1883-ban elkészítsék az első olyan napelemet, amely folyamatosan termeli az áramot. Charles Fritt napelemében a szelént félig átlátszó, hihetetlenül vékony aranyréteggel vonták be. Persze, ez még igencsak primitív volt a mostani modulokhoz képest, hiszen hatékonysága csupán egy százalékos volt, de működése mégis csodaszámba ment.
Fritts-nek meggyőződése volt, hogy a napelemek egy napon felveszik a versenyt a széntüzelésű elektromos erőművekkel, már ami az áramtermelést illeti. Ezzel egyetértett Ernst Werner von Siemens is, akinek Fritts elküldte az új találmányt. Egyetlen gond volt a módszerrel, mégpedig az, hogy bár a modul és az elmélet működőképes volt, mégsem tudott senki valódi és közérthető magyarázatot adni a fotovoltaikus jelenségre. Siemens hiába sürgette a további eredményeket, mivel a Nap energiaspektrumát sem ismerték teljesen a tudósok, a kutatások másfelé kezdtek haladni, a hő-, a víz- és a gázerőművek irányába.
Mások is dolgoztak a problémán, függetlenül Charles Fritt-től és Siemenstől. Heinrich Hertz 1887-ben kezdett dolgozni a fényből nyerhető elektromosságtól és az ő eredményeit követte az orosz Alexandr Sztoletov, valamint a német Wilhelm Hallwachs fizikusok. Ő voltak azok, akik rájöttek, hogy az ultraibolya sugarak
Einstein segített
Az első áttörés a zseniális Albert Einstein nevéhez köthető, aki 1905-ben készített egy tanulmányt, mely a napenergia témáját taglalta. Einstein meggyőződése az volt, hogy a forró égitestből energiacsomagok, úgynevezett quanta-k érkeznek a Földre. A quanta-kat nevezik a mai tudósok fotonoknak. A tanulmány hatására új erőre kaptak a megrekedt kutatások és ismét előtérbe került a napelemek és az 1920-as években bebizonyosodott a fotonoknak erősebb a fotovoltaikus hatása, az elektronok leszakíthatóak az atomok körüli pályájukról és mozgásuk nem más, mint az elektromos áram.
Azt gondolhatnánk, hogy egy ilyen lendületvétel után már semmi sem akadályozta meg a napelem térhódítását, ez azonban sajnos mégsem történt meg. Az első időkben ugyanis olyan rövid élettartama volt a moduloknak és olyan drága volt az előállításukhoz szükséges alapanyagok ára, hogy egyszerűen nem érte meg a megépítésük.
Ahogy azonban a technológia fejlődött, úgy lett egyre gazdaságosabb a napelem, melynek térhódításáról a 2. részben olvashatnak.
A cikket írta: Horváth Dávid, a Daveenergy tulajdonosa
Ha kérdésed van itt is elérhetsz bennünket:
http://www.daveenergy.hu/
https://www.facebook.com/DaveEnergy8
