A napenergia felhasználása aktív és passzív módon

A napsugárzás révén hatalmas mennyiségű energia érkezik a Földre minden pillanatban: a földfelszín minden egyes négyzetméterét kb. 1000 Joule napenergia éri minden másodpercben! Mondanom sem kell, hogy ezt a rengeteg energiát hasznosítani kell valahogy, ezért ebben a bejegyzésben a napenergia felhasználása és hasznosítása lesz bemutatva. Hiszen nem véletlenül vált a napenergia a leggyakrabban használt megújuló energiaforrássá. Hogy mit jelent a napenergia aktív és passzív felhasználása? Olvass tovább, és kiderül! 🙂

A napenergia előnyei

A napenergia felhasználási módjainak bemutatása előtt tekintsük át, hogy milyen előnyei vannak a napsugárzás hasznosításának. Ahogy egyre nő a Föld lakossága, úgy növekszik az emberiség energiaigénye és egyre inkább kimerülnek a bolygó energiahordozó készletei.

Ezzel együtt károsul a természet is, ahogy a fosszilis energiaforrásokat egyre nagyobb megterhelés éri, a felhasználásuk pedig magával hozza a károsanyag-kibocsátás negatív hatásait is. Ezen okokból szükséges és előnyös a megújuló energiaforrások használata, amelyek között a napenergia felhasználása a legnépszerűbb:

• Gyakorlatilag kimeríthetetlen készletünk van a napfényből;
• Szinte bárhol elérhető a Földön és hatékonyan hasznosítható;
• Kíméli a környezetet, nem hagy maga után semmilyen káros anyagot;
• Teljesen ingyenesen áll a rendelkezésünkre;
• Lakott területen is könnyedén felhasználható;
• Egy életre megoldja az energiaellátásunkat;
• Függetlenné tudunk válni az energiaszolgáltatótól.

Nem véletlen tehát, hogy a napenergia felhasználása Magyarországon is rendkívül népszerű, általában napelemek telepítése révén.

A napenergia felhasználási módjai

Többféle módon történhet a napenergia felhasználása. Már csak az is a napenergia felhasználás egyik közvetetten kapcsolódó résztevékenysége, ha szigeteljük a lakóépületünket vagy nyílászárókat cserélünk.

A napenergia felhasználása azonban a legegyértelműbben azon berendezéseken át figyelhető meg, amelyek a Nap energiáját átalakítják villamos energiává (napelem inverter) vagy melegvíz / fűtés formájában hasznosítják (hőszivattyúk).

Ezen eszközöket két csoportba tudjuk sorolni a napfény felhasználásának módja szerint:

• Aktív napenergia felhasználás;
• Passzív napenergia felhasználás.

A napenergia működtet például olyan berendezéseket, mint a napelemek, a napkollektor, vagy a naphőerőművek. Viszont ide sorolhatunk szinte minden olyan elektromos berendezést, ami a napelemek vagy a naphőerőművek által termelt villamos energia révén üzemelnek.

Aktív napenergia felhasználás

A napenergia aktív felhasználása úgy történik, hogy a Napból érkező energiát egy berendezés segítségével gyűjtünk össze és használunk fel. Például a napelemek használata is aktív napenergia felhasználásnak minősül. A napenergia tárolás előnyeiről már írtunk korábban.

Napelem

Egy napelemes rendszer telepítése révén tudunk elektromos áramot termelni a napfényt átalakítva. Másnéven fotovoltaikus rendszernek is nevezzük. A napelem működése abból áll, hogy a napfényt egyenárammá alakítja, amit a napelem inverter segítségével átalakít váltakozó árammá, amit már az elektromos berendezések is hasznosítani tudnak.

Mindezek mellett a napelemes rendszereket összekapcsolhatjuk hűtő-fűtő berendezésekkel, ezáltal az elektromos energián túl az ingatlan fűtését és hűtését is meg tudjuk oldani megújuló energiaforrások felhasználásával.

A három legelterjedtebb napelem típus a következő: monokristályos, polikristályos és vékonyrétegű napelemek. Újabb és újabb innovációk azonban folyamatosan megjelennek a piacon, mivel a napenergia felhasználása a fenntartható jövő egyik alapja.

Napkollektor

A napkollektor az elektromos áram helyett hőenergiát állít elő, amit elsősorban melegvíz-előállításra és a fűtési rendszer üzemeltetésére használnak. Tehát a víz felmelegítésére használják. Ennél fogva a napkollektor felhasználása korlátozott, de magas a hatásfoka.

Naphőerőmű

A naperőművek közé tartozik a naphőerőmű, ami a Nap közvetett hőenergiáját használja fel ahhoz, hogy forró gőzt vagy gázt állítson elő. Ez hozza majd mozgásba a turbinák lapátjait, aminek eredményeként elektromos áram termelődik. Olyan területeken telepítenek naphőerőművet, ahol mindig forró a levegő, ezáltal biztosítva van a maximalizált hőenergia-ellátottság.

Négy nagy típusát különböztetjük meg a naphőerőműveknek:

1) Tornyos naphőerőmű – a felfűtendő folyadék egy toronyban tárolódik, amit mozgatható napkövető síktükrök vesznek körbe. Így a napfény mindig a fűtendő közegre vetül (amiben lehet víz vagy sóolvadék).

2) Parabolavályús naphőerőmű – egy parabola keresztmetszetű és egyben tükrös felületű vályú vonalában egy csőben keringetik a folyadékot, ami felforrósodik és energiát termel.

3) Kéményes naphőerőmű – részét képezi egy kémény és az azt körülvevő napkollektorok, ami felmelegíti a kéménybe áramló levegőt, ami felemelkedik és meghajtja az ott található turbinákat, ezáltal áramot termelve.

4) Tányéros naphőerőmű – itt egy tányérhoz hasonlító rádióteleszkóp-szerű berendezésről és a rajta elhelyezett tükrökről van szó, ami szintén napkövető és a folyadék fűtését végzi folyamatosan.

Passzív napenergia felhasználás

A passzív napenergia felhasználás komoly tervezést és magas szintű szakismereteket követel meg, amit már az épület tervezésénél is figyelembe kell venni:

• Az épület tájolása – Magyarországon a déli tájolás a legoptimálisabb.
• Nyílászárók elhelyezése – a bejutó napfény mennyiségének maximalizálása.
• Homlokzat jellege – nagy felületeken történjen a napfény befogadása.
• Hőszigetelés – a meleg benntartása leginkább a szigetelés minőségétől függ.

Ha ezek a tényezők adottak, akkor az ingatlan passzív napenergia felhasználása is jól fog működni.

Összefoglaló

A napenergia a legelterjedtebb megújuló energiaforrás, aminek felhasználása révén nem történik károsanyag-kibocsátás és egyaránt alkalmas elektromos áram előállítására, valamint a hozzá kapcsolódó fűtő-hűtő berendezések működtetésére.

Szót ejtettünk a napenergia aktív felhasználási módjáról, amihez a napelemek, a napkollektorok és a naphőerőművek berendezései tartoznak. A napenergia passzív hasznosítása pedig az ingatlan hőszigetelésével, tájolásával, a homlokzat és a nyílászárók megfelelő elhelyezésével történik.