A napelem története

A napelemről tudjuk, hogy működnek, de ki találta fel? Hogyan jött rá arra, hogy hogyan lehet a napból biztonságosan olcsó energiát kinyerni? Nézzünk utána!

A napelem törénete.

Az úgy nevezett fotovoltaikus hatást Alexandre Edmond Becquerel francia fizikus demonstrálta először sikeresen 1839-ben, 19 éves korában. Ez évben építette meg a világ első fotovoltaikus elemét apja laboratóriumában.

Willoughby Smith brit elektromérnök az 1860-as években kezdett kísérletezni a fotovoltaikus technológiával egy véletlennek köszönhetően. Ezekben az években tenger alatti kábelekkel végzett kísérleteket, melyek közben felfedezte, hogy az ezekhez használt szelén éjszaka máshogyan viselkedik, mint nappal.

Charles Fritts amerikai feltaláló 1885-baen építette meg az első modern értelemben vett napelemet New Yorkban: egy táblán szelén réteget vékony és félig átlátszó aranyfilmmel vont be , ami folyamatosan tudott áramot termelni. Fritts optimistán ki is jelentette, hogy "egy napon még a fotovoltaikus áramtermelés versenyre kelhet a széntüzelésű elektromos erőművekkel" - amiből az elsőt egyébként Thomas Edison építette alig három évvel korábban.. Fritts napelemének hatékonysága nagyjából 1% körül volt.

Napelem a múltban

Az 1900-as évek.

Heinrich Hertz 1887-ben fedezte fel a fényelektromos (fotovoltaikus) jelenséget, munkája alapján pedig egymástól függetlenül 1888-ban Alexandr Sztoletov orosz és Wilhelm Hallwachs német fizikusok megállapították, hogy az ultraibolya sugarak negatív töltésű fémlapból negatív töltést szabadítanak ki és megépítették az első fotovoltaikus napelemeket.

1905-ben Einstein egy akkor tudományos körökben meglepetést keltő tanulmányt tett közzé, melyben a Napból érkező energiacsomagokról írt, melyet ő quanta-nak hívott (és ma mi fotonnak). Felfedezése nyomán számos kutatás indult újra, és a 20-as évekre lett tisztázva, hogy a rövidebb hullámokban érkező fotonok sokkal erősebb fotovoltaikus hatást keltenek, és a félvezető anyagokban a "gyengébben" kötődő elektronokat le tudják szakítani az atom körüli pályáról - és az elektronok mozgása pedig maga az elektromos áram. Az első próbálkozások után, majd a két világháborúval egy időre háttérbe kerültek a napelemek és a fotovoltaikus kutatások - és csak az 50-es években indultak igazán újra

Az első modern félvezető napelem szabadalmát a tranzisztorok kutatásával foglalkozó Russel Ohl jegyezte be 1946-ban.

Napelem ma
Bell Cell

Az 50-es évek elején az amerikai Bell Laboratories-ban Calvin Fuller és Gerald Pearson folytatott kísérleteket szilícium tranzisztorokkal, ők ültették át gyakorlatba az elméletet és hozták létre az első jól működő tranzisztorokat - ami napjainkban szinte minden elektronikus eszközben megtalálható. Az első hatékony, széles körben alkalmazható, szilícium félvezetőn alapuló napelemet 1954. április 25-én mutatták be a Bell Laboratories szakemberei. A New York Times első oldalon számolt be az eredményről, és egy új korszak kezdetéről írtak, ami "elvezethet az emberiség egyik legfontosabb álmához, a Nap végtelen energiájának használatához a civilizáció szolgálatában". Ezzel kezdődött napelemek felhasználásának rögös útja. Kifejlesztői Daryl Chapin, Calvin Souther Fuller és Gerald Pearson amerikai tudósok voltak. A nyilvánosság csak később figyelt fel a napelemekre, amikor az USA Haditengerészete felhasználta azokat a Vanguard-1 műhold megépítésekor 1958-ban.

Elliot Berman 1969-ben alapította meg a Solar Power Corporationt, amely 30 évre előre tekintve azzal számolt, hogy az elektromos energia az ezredforduló idejére nagymértékben drágul majd, ami vonzóbbá teheti az alternatív energiaforrások használatát, a napelem rendszerek elterjedését.

Napelemek ma.

A földi alkalmazásokra előállított napelemek fejlesztése akkor indult igazán be, amikor az amerikai Nemzeti Tudományos Alapítvány létrehozta fejlett napenergiás alkalmazások kutatásával és fejlesztésével foglalkozó részlegét, amely 1969 és 1977 között működött. Végezetül pedig, a napelemek történetét tekintve, egy figyelemreméltó, aggasztó esemény adta meg a végső lökést az igazi fejlődést tekintve. Természetesen az 1973-as olajválságról van szó, amikor is világossá vált, hogy a fosszilis tüzelőanyagok már nem tekinthetőek az első számú energiaforrásnak, hisz számtalan olyan jelleggel bírnak, amelyek ezt lehetetlenné teszik. Az olajválságot követően több olajipari vállalat fektetett napenergiával foglalkozó égek felvásárlásába.

Ma már a napelemeket széles körben felhasználjuk, a mindennapi életünk részévé váltak, az űrben keringő műholdaktól kezdve a napelemes számológépekig mindenhol megtalálhatóak.

Napelem farm ma