A napelemek a fenntarthatóság és a környezetvédelem zászlóshajói. A segítségükkel megoldást kaphatunk a jelenlegi legégetőbb globális problémáinkra, hiszen a megújuló, soha ki nem fogyó energiaforrásokkal gazdaságosabban, hatékonyabban, de ugyanolyan komfortosan élhetjük a mindennapjainkat. Tehetjük mindezt anélkül, hogy tovább rombolnánk a környezetünket és egyetlen otthonunkat, a Földet.

A napenergia használata, bár a jelen kor kihívásaira nyújt hatékony választ, már az 1800-as években is a kutatók tevékenységének középpontjában állt.

Fotovoltaikus hatás – a napelem technológia alapja

Alexandre Edmond Becquerel francia fizikus nevéhez köthető a fotovoltaikus hatás első leírása. 1839-ben az akkor 19 éves tudós fedezte fel, hogy a nap megfelelő elektrokémiai közegben képes elektromos áramot termelni. Ez a fotovoltaikus hatás minden jelenlegi napelemes rendszer alapját képezi. Bár a technológia modernizálódott, az alapokat Alexandre Edmond rakta le édesapja laboratóriumában, amikor megépítette a világ első fotovoltaikus elemét, és bemutatta a nap elektromos áram termelő képességét.

Mérföldkövek a napelemek történetében

A napelemek feltalálása nem egyetlen tudós nevéhez kötődik, a mai, használható napelemekig a munka több kézen, több fázison, és egy egész századon keresztül zajlott. Alexandre Edmond Becquerel után 1860-ban kezdett kísérletezni a fotovoltatikus hatással Willoughby Smith brit elektromérnök. Jelentős szerepét a fejlődésben valójában egy véletlennek köszönheti. Tenger alatti kábelekkel kísérletezett, amely során felfedezte, hogy a szelén a napszakok változásai során eltérően viselkedik.

A modern kori napelem első verzióját az 1800-as évek végén építette meg Charles Fritts amerikai feltaláló. A napelem hatékonysága ugyan még alig volt mérhető, de vitathatatlanul alapjául szolgált a későbbi fejlesztéseknek.

Einstein és a napelemek

A fenti tudósok mellett Németországban és Oroszországban is folyt a kutatómunka, amelyek eredményei szintén nagy hatással voltak a napenergia felhasználására.

A napelemek azon képessége, hogy a napból érkező fényenergiát elektromos energiává alakítja át a fényelektromos jelenség révén valósul meg. Ezt a fotoelektromos hatást Albert Einstein írta le először 1905-ben, ezzel nagyban hozzájárult ahhoz, hogy a napenergia mára az egyik legfontosabb megújuló energiaforrássá vált. Einstein munkájáért 1921-ben fizikai Nobel-díjat kapott.

Az első szabadalom Russel Ohl nevéhez fűződik.

A fejlesztések sokáig csak a tudományos élet képviselői figyelmét keltették fel. A nagy nyilvánosság akkor kezdett el érdeklődni a napelemes fejlesztések iránt, amikor az Egyesült Államok haditengerészete a Vanguard-1 műhold megépítéséhez felhasználta azokat. A napelemek magas ára azonban ebben az időben még gátja volt annak, hogy széles körben elterjedjenek.

Az 1970-es évek végén, nagyjából abban az időszakban, amikor az amerikai Nemzeti Tudományos Alapítvány létrehozta a napelemek kutatásával és fejlesztésével foglalkozó részlegét, már a nagy olajcégek is felfigyeltek a technológiára, így a szektorba egyre több befektetés érkezett.

Modern kori felhasználása

1839 óta nagyot fordult a világ. A napelemek mind az üzemi/ipari, mind a lakossági oldalon egyre elterjedtebbé válnak, felhasználásukra pedig már most olyan tervek vannak, amelyeket a 19. században, a jelenség leírásakor még biztosan el sem tudtak volna képzelni. Az intelligens ruházatok megjelenésével párhuzamosan például a kutatók már azt tanulmányozzák, miként lehet olyan szál formájú napelemet készíteni, amelyből textilszövet állítható elő.

Cikkünk korántsem öleli fel a napelem fejlesztésének teljes és részletes történetét, mégis betekintést ad abba, hogy mennyi lépésre, tudományos, kutató munkára és fejlesztésre volt szükség.

Ezek a kutatók olyan örökséget hagytak az őket követő generációknak, amely most akár a túlélés záloga is lehet.