A napenergia népszerű téma, ha a fenntartható energiaforrásokról, vagy épp az energiaköltségek csökkentéséről van szó. Ez egyik esetben sem véletlen! Bár sokan tartanak attól, hogy egy eltúlzott trendről van szó, a nap által termelt energia hasznosítása már hosszú évtizedek óta bizonyít – és egyre nagyobb, jól megérdemelt teret hódít magának a lakossági és ipari energiaforrások között. Cikkünk nem kevesebbre vállalkozott, mint hogy összegyűjtse mindazt az információt, amit mindig is tudni akartál a napenergiáról – tarts velünk és olvass tovább!
Napenergia: íme, a pontos definíció
A Nap ereje nélkül finoman szólva nehéz lenne elképzelni a földi létet: ez az óriási égitest biztosítja az éltető fényt és a megfelelő életkörülményeket biztosító hőmérsékletet. Naprendszerünk központi csillagának magjában folyamatos nukleáris reakciók mennek végbe: gyakorlatilag egy folyamatosan működő, távoli reaktorról beszélünk. A Nap belsejében történő magfúzió során a csillag legfőbb összetevője, a hidrogén, héliummá alakul, amely az űrbe sugárzik. Ennek igen kicsi (kevesebb mint tízmilliomod) része éri el a Földet: csaknem egyharmada visszatükröződik az űrbe, a többit pedig elnyelik a felhők, a földfelszín és az óceán – ez a folyamat magyarázza bolygónk 17 Celsius fokos átlaghőmérsékletét.
A napenergia hasznosítása
Napenergia felhasználása alatt most azt a folyamatot értjük, amely során átalakítjuk, és villamos energiát, hőt vagy meleg vizet állítunk elő a segítségével. Ennek lehetőségeit két fő csoportba sorolhatjuk: aktív és passzív.
Aktív felhasználás
Aktív felhasználás alatt azt értjük, amikor a napenergiát egyfajta berendezés segítségével fogjuk fel és dolgozzuk fel, annak érdekében, hogy kielégítsük energiaigényeinket. Részletesebben most a napenergia aktív felhasználásának leginkább elterjedt eszközeit mutatjuk be: a napkollektort, a napelemet és a naphőerőművet.
Napkollektor
A napkollektor a napenergia hőjét hasznosítja, azaz hőenergiát állít elő. Ennek megfelelően fűtési célokra és melegvíz előállítására használják. Ehhez a folyamathoz az szükséges, hogy az adott eszköz képes legyen elnyelni az energiát, a napsugárzás hőjét: a napkollektorokat ezért pontosan így alakították ki. Ezért az úgynevezett abszorber felel.
Napelem
A napelemet és a napkollektort sokszor hallottuk már szinonimaként emlegetni. Pedig a kettő között fontos különbség áll fenn: míg a napkollektor a napenergiát hőenergiává alakítja, addig egy napelem segítségével a napenergia elektromos árammá alakul, mely során a napenergia fényét használja fel a napelem panel. A nap fotonokkal teli sugarait a szolár panel egyenárammá alakítja: ez önmagában még nem lenne elég a háztartási felhasználásra. Ezért a napelemes rendszer részét képezi egy úgynevezett inverter is, amelynek feladata nem más, mint hogy a napelem termelte egyenáramot váltakozóárammá alakítsa.
Hogy kicsit pontosabbak legyünk, a folyamat a következőképpen zajlik le:
- A napelem szilíciumrétegei elnyelik a napsugárzást.
- A fotonok sugárzással eljutnak a szilícium cellákig.
- A cellákban található elektronok átveszik a fotonok energiáját, és áramlásukkal további mozgásra kényszerítik őket.
- Mindez feszültséget generál, amelyből a panel egyenáramot termel: ezt az inverter 230 V feszültségű, 50 Hz frekvenciájú váltakozóárammá alakítja. Az így megtermelt áramot általában visszatáplálják a hálózatba. Ahol erre nincs lehetőség, ott jó szolgálatot tesznek a hibrid vagy sziget-üzemre is képes inverterek, amelyek akkumulátorban tárolják az energiát, egészen a felhasználásig.
Naphőerőmű
A naphőerőmű használatával – nevéhez hűen – a napenergia hőenergiává alakítható. Az erőmű forró gőzt (vagy forró gázt) állít elő, amely a turbinák lapátjait megmozgatva elektromos áramot termel. Általában olyan területeken telepítik, ahol az átlagosnál több és erőteljesebb a napsugárzás. Megkülönböztetünk parabolavályús, tornyos, tányéros és kéményes naphőerőműveket.
Passzív felhasználás
Már az ókori görögök is… hányszor, de hányszor hallottunk iskolás éveink során hasonlóan kezdődő mondatokat! Ez pontosan így igaz a napenergia passzív felhasználására is: elmondható, hogy ez az irányzat gyakorlatilag az építészettel egyidős. Az ókori kultúrák közül nemcsak a görögök, hanem a kínaiak is azon voltak, hogy kiaknázzák a nap hő-és fényenergiáját. Ennek legfőbb elmélete pofonegyszerű: úgy tájolják az épületeket, hogy a napsütés a lehető leginkább kiterjedt felületen érje őket és úgy választják ki az építőanyagot, hogy a lehető legtöbb napból származó hőt képes legyen átadni és tárolni. Ez gyakorlatilag az üvegházhatás elve – a gyakorlatban. Természetesen a napenergia passzív felhasználása csak papíron tűnik egyszerűnek: valójában egy nagy szaktudást igénylő, komplex folyamat és feladat. Az épületek tájolása és az anyagok megválasztása mellett olyan faktorokat foglal magában, mint például a homlokzat optimális megtervezése és a nyílászárók elhelyezése.
Megéri Magyarországon napenergiába fektetni?
Az egyre több hazai épület tetején látható napelem panelekből és az úton-útfélen felbukkanó céges napelem parkokból kiindulva talán nem okozunk nagy meglepetést, ha azt mondjuk: a válasz egyértelműen igen! Lehet, hogy a nyári meleg jóval rövidebb ideig tart nálunk, mint az üdülési úticélként népszerű mediterrán országokban, de Európa napsugárzási térképe alapján a kifejezetten kedvező adottságú országok közé tartozunk. Magyarországon átlagosan 2100-ra tehető a napsütéses órák száma éves szinten, a napsugárzás teljesítménye pedig körülbelül 1000 W/m2 vagy több (derült idő esetén). Az éves hőmennyiség vízszintes felületen nagyjából 1280 kWh/m2 – ám déli tájolású, 45 fokos dőlésszögű felületeken ez az érték az 1400 kWh/m2. Egy év alatt hazánk éves energiaszükségletének hozzávetőlegesen 380-szorosa éri az ország területét a Napból. Az ország egyes részei között ráadásul napenergia szempontjából nincs számottevő különbség – bárhol is élünk az országban, a napenergia felhasználása egyértelműen a hasznunkra válik.
Melyek a nap energia előnyei?
A napenergia felhasználása számtalan előnnyel jár – nézzük, melyek a legfontosabbak!
Végtelen, soha nem fogy el: a Földet óránként (!) több napenergia éri, mint amennyi szükséges a teljes emberiség éves energiaellátásához. Fölösleges tovább keresnünk a tökéletes, kimeríthetetlen energiaforrást, hiszen az idők kezdete óta szolgálja a Föld lakóit egy óriási, folyamatosan működő atomreaktor (a Napot bátran nevezhetjük annak, hiszen ahogy korábban említettük, energiája a benne lezajló magfúzió során termelődik). Mindannyian megtanultuk, hogy a kozmoszban létező csillagok élettartamuk végén lehűlnek és úgynevezett fekete törpévé alakulnak: ám ez a mi Napunk esetében még legalább 5 milliárd évig nem fog megtörténni, hiszen élete első ciklusában jár.
Nem szennyezi a környezetet: a napenergia felhasználása nem jár számottevő mennyiségű káros anyag kibocsátásával. Nem kell attól tartanunk, hogy a nap energia felhasználása bármilyen negatív egészségi vagy környezeti hatással járna.
Ingyenesen rendelkezésre áll: aláírjuk, a napenergia felhasználásához szükséges eszközök beszerzése és fenntartása költségekkel jár. Ezen azonban egyrészt jelentősen csökkenthetünk a széles körben elérhető pályázatok segítségével, másrészt pedig a 8-10 év alatt (vagy modern hőszivattyús házban akár 6-7 év alatt!) megtérül.
Izgalmas, fenntartható lehetőségeket tartogat: a napenergia hasznosítása ma már rendkívül fejlett, így a ma megvásárolt napelemes rendszerek évtizedekig tökéletesen megállják a helyüket. Ám a fejlődés nem áll meg: a napenergia tárolása szempontjából számos ígéretes példát láthatunk. Könnyen elképzelhető, hogy hamarosan hazánkban is elérhetőek lesznek a sziget-üzemű inverterek óriás verziójaként illusztrálható, nagy kapacitású energiatároló akkumulátorok.
Felkeltette érdeklődésedet a napenergia? Szívesen hasznosítanád otthonodban? Vedd fel a kapcsolatot a Soler profi, tapasztalt csapatával: megtaláljuk a számodra legjobb megoldást!
