A napenergia felhasználása korunk egyik legfontosabb energetikai lehetősége. Az évezredek óta alkalmazott passzív energiahasznosítás mellett az elmúlt évtizedekben rengeteget fejlődött az aktív felhasználásra szakosodott területek technológiája. A folyamatos technikai innováció mellett természetesen fontos szerepe van annak is, hogy a lakosság számára is kedvező lehetőséget biztosít a napsütésből származó hőenergia és a napenergiából átalakított elektromos áram.
Mi az a napenergia?
A Nap hő és fény formájában éri bolygónkat, ezt nevezzük napenergiának. A Nap úgy működik, mint egy távoli, nagyon hatékony reaktor. Hogy az arányokat érzékeltessük: ez a csillag tartalmazza a teljes Naprendszer anyagának 99,8%-át. A Nap legfontosabb összetevője a hidrogén (73,5%), a csillag belsejében a magfúzió hatására a hidrogén héliummá alakul, a folyamat során pedig hatalmas mennyiségű energia sugárzik a világűrbe. Ennek az energiának töredéke, kevesebb, mint tízmilliárdod része éri a bolygónkat.
Mennyi napenergia éri a Földet?
A másodpercenként 174 Petawattnyi energia 30%-a visszatükröződik az űrbe, a maradékot pedig a felhők, óceánok, földfelszín nyeli el, ennek az elnyelt energiának köszönhetjük a Föld 14 °C-os átlaghőmérsékletét. Akkor értjük meg igazán a napenergia felhasználás lehetőségét, ha felfogjuk, hogy óránként több napenergia éri a Földet, mint amennyi a bolygónk lakosságának éves energiaellátásához szükséges!
És hogy további adatokkal érzékeltessük: a napenergia révén négyzetméterenként átlagosan 1000 Joule energia éri a földfelszínt másodpercenként! Ez azt jelenti, hogy percenként 60 kW teljesítmény érkezik hozzánk ingyen és bérmentve. Ezt az energiát többféle képpen is lehet hasznosítani.
Milyen előnyei vannak a napenergiának?
Nézzük először a gazdasági előnyét. Ha megfelelő módon telepítünk egy napelemes rendszert a házunkra, akkor anyagilag függetlenedhetünk a szolgáltatótól. Vagyis egyszeri beruházással megtermeljük a háztartásunk számára szükséges elektromos áramot, megoldjuk a víz melegítését, sőt, akár az épület fűtéstechnikáját is korszerűsíthetjük a napenergia segítségével. Onnantól kezde csak a szükséges karbantartási munkákat kell elvégeznünk, a napenergia ingyen van és házhoz jön, nem függünk a szolgáltatótól, nem kell fizetnünk az elektromos áramért.
A napenergia alkalmazásának egyik nagyon lényeges környezeti előnye a hagyományos erőművekkel szemben, hogy nincs szén-dioxid-kibocsátása, vagyis ilyen módon nem járul hozzá a globális felmelegedéshez.
Ugyanez a szempont országos szinten is nagyon fontos: például ha egy ország következetesen és kormányzatokon átívelő szemléletmóddal támogatja a megújuló energiaforrásokat (szélenergia, napenergia, geotermikus energia, biomassza), egyre inkább a saját energiagazdálkodási rendszerére támaszkodhat. Ráadásul ha helyi energiát használunk, fellendül a megújuló energiaellátásra szakosodott hazai ipar is, cégek, munkahelyek és egy stabilabb gazdasági háttér alakulhat ki a lokális energiapiacon.
A napenergia felhasználása: milyen passzív módszereket ismerünk?
A Nap a földi élet egyik alapja, nem csoda, hogy a napenergia hasznosítása nagyjából egyidős az építészettel, a nap fény- és hőenergiáját igyekeztek kiaknázni már az ókori görögök vagy a kínaiak is. Amikor a napenergia felhasználása passzív módszerrel történik, mind a mai napig az üvegházhatás elvét alkalmazzuk, vagyis az épületet úgy tájoljuk, hogy a lehető legnagyobb felületen érje a napsütés, és a megfelelően kiválasztott építőanyag (pl. műanyag vagy üveg) segítségével a fóliasátorhoz hasonlóan csapdába ejtjük a hőenergiát.
Természetes világítás
Fontos, hogy megfelelő méretű és elhelyezésű ablakokat építsünk a házunkba, így a nap nagy részében természetes fény világítja meg a belső helyiségeket. Érdemes figyelni az arányokra, az OTÉK (Országos Településrendezési és Építési Követelmények) előírja, hogy azokban a terekben, ahol rendszeresen tartózkodunk, 1:8-hoz arányban kell világító felületet biztosítani. Vagyis ha van egy 24 négyzetméteres nappalink, akkor legalább 3 négyzetméternyi ablakot kell beépítenünk. Ez az arány a gyerekszobánál 1:6-hoz, vagyis ott 4 négyzetméter lesz a szükséges ablak mérete. Ma már rendkívül fejlett technológiával működtethető tolóajtókat, teraszajtókat tudunk beépíteni, így érdemes a kertkapcsolatban rejlő lehetőségeket minél jobban kiaknázni a déli, délnyugati tájolású nappali esetében. Sőt, teraszajtót építhetünk az étkezőbe, a konyhába és akár a hálószobába is. Arra figyeljünk azonban, hogy ezeken a hatalmas üvegfelületeken keresztül a nyári hónapokban rendkívül felmelegedhet a belső tér, vagyis meg kell oldani a megfelelő külső árnyékolást!
Épületek tájolása
Az ideális telek esetében az utcafront északra helyezkedik el, így a déli oldalra kerül a kert. A nagy üvegfelületeket ezen a déli oldalon érdemes helyezni, így az intimebb, bensőségesebb élettér lesz egyben a fényesebb, világosabb is. A nappalit déli-délnyugati irányban tájolhatjuk és a kert felé nyitjuk, az étkező mehet nyugatra, délnyugatra, a szobákat és a konyhát pedig igyekezzünk keleti oldalra helyezni. A kamra ideális pozíciója a minél hűvösebb oldal, lehetőleg az északi.
Ez több szempontból is fontos: a nap nyáron magasabban áll, vagyis nem éri olyan sok sugárzás ezeket a déli ablakokat, így nem szükséges árnyékolni. Azonban a keleti vagy nyugati tájolásnál a nyári reggeleken vagy a délutáni napsütésben hamar túlmelegedhetnek a belső helyiségek, vagyis megfelelő árnyékolás technikát kell alkalmaznunk. Általában úgy szoktak számolni ezzel, hogy a déli irányban elhelyezett ablakokhoz képest a keleti és nyugati ablakok 60 % -át, míg az északi ablakok 40 %-át fogadják a hasznos szoláris besugárzásnak. A passzivházaknál a déli iránytól max. 10° -os lehet az eltérés. Ehhez figyelembe kell venni a helyi napállásokat és a helyi adottságokat (például egy másik épület vagy egy fa árnyékolását.)
A napenergia felhaszálása: milyen aktív módjai vannak?
Jelenleg a napelem a legelterjedtebb, leginnovatívabb aktív módja a napenergia felhasználásának.
Napkollektor
A napkollektor átmenet a passzív és az aktív napenergia felhasználása között. Ez az eszköz összegyűjti a napenergiát, amit a háztartásunkban közvetlenül, hőenergia formájában tudunk hasznosítani. Ezt elsősorban a melegvíz-ellátásban és a tavaszi, őszi kiegészítő fűtéstechnológiákban tudjuk alkalmazni. Arról is olvashat nálunk, hogy ma miért számít elavultnak a napkollektor.
Napelem
A napelemet és a napkollektort a köznyelvben néha keverik egymással (mind a kettő a tetőn van és a napenergiát hasznosítja:)), pedig jelentős a különbség a működési elvben és ma már a hatékonyságban is. A napelem a napenergiát egyenárammá alakítja, amiből egy inverter segítségével váltóáramot kapunk, így biztosíthatjuk háztartásunk részleges vagy teljes áramellátását. Az elmúlt években rendkívül sokat fejlődött a napelemek és az inverterek technológiája, így ma már kifejezetten
Naperőművek
Tulajdonképpen a napelemfarmok is naperőművek, ezek nagyobb napelem-rendszerek, amelyek a közcélú hálózatba táplálják az általuk megtermelt elektromos áramot. Vannak olyan naphőerőművek, amelyek a napkollektor elve alapján gyűjtik össze a napenergiát, ami felmelegíti a rendszerben (csőrendszer vagy nagy térfogatú tároló) található folyadékot. Gőzt vagy gázt fejleszt, és turbinák segítségével áramot termel. Léteznek tányéros, kéményes, parabolavályús és tornyos elrendezésű naphőerőművek.
Lehet-e több felhasználási módot ötvözni?
Persze! A modern építészeti irányzatok egyszerre alkalmazzák a napenergia passzív és aktív hasznosítási lehetőségét. Vannak extrém példák. A világ egyik legimpozánsabb napenergia-alapú épülete Kínában, Dezhou városában található. A közel 75 000 négyzetméteres komplexum a környezettudatos dizájn jegyében épült.
Ahogy a fentiekből is kiderült a passzív felhasználási módot mindenki alkalmazza, aki házat épít. És ha telepítünk egy megfelelően működő napelemrendszert is az épületünkre, máris ötvöztük a két felhasználási módot. A kérdés csak az, hogy mennyire tudunk hatékonyak lenni. Ahhoz, hogy a lehető legtöbbet hozza ki a napelemes rendszeréből, kérjen tőlünk ajánlatot!
