A napenergia témája egyre felkapottabbá válik, ugyanis napjainkban ezen energia felhasználása segíthet megoldani az emberiség előtt álló problémákat, ami főként a fosszilis energiaforrások kimerítéséből fakad, valamint a környezet folyamatos szennyezéséből. A Nap energiája sugárzással éri el a Föld felszínét, hő és fény formájában. Már ősidők óta hasznosítják ezt, olyan technológiával, amelynek segítségével az emberiség a saját javára tudja fordítani a felszínre sugárzó energiát. A technológia folyamatos fejlődésének köszönhetően manapság már remek eredményeket lehet elérni a napelem rendszerek segítségével, ugyanis ezáltal érhető el a villamos energia. A napenergia hasznosítás terén kétféle megoldást lehet megemlíteni.
Napenergia hasznosítás indirekt módon: a napkollektor
Napkollektor rendszer a tetőn (és napelem).
Itt természetesen a napkollektort említhetjük meg, ami egy olyan épületgépészeti berendezésnek minősül, ami a napenergiát felhasználva meleg vizet állít elő. Ezt pedig fűtésre vagy vízmelegítésre lehet a továbbiakban alkalmazni. A napkollektorokat már régóta használják, de fontos tudni róluk, hogy igen nagy veszteséggel járnak, tehát nem nevezhető túlságosan hatékony hasznosítási formának. Ez sokkal inkább egy kezdetleges technológia, amit akár otthon is elkészíthetünk, miután megtettünk egy utat a közeli barkácsboltban. Nyilván alkalmas a víz felmelegítésére vagy a fűtés kiegészítésére, de érdemes azt is megfontolni, hogy mennyi nyereség származik ebből. Az eredmény ugyanis nem túl kecsegtető, főleg azért, mert inkább csak kiegészítésként érdemes használni.
Ez a berendezés még nem rendelkezik olyan kifinomult technológiai bázissal, amely segítségével megvalósítható az alkalmazásuk sikere és a remek teljesítmény. Arról nem is beszélve, hogy egy igazán profi napkollektor nagyon sok pénzbe kerül, amit kevesen engedhetnek meg maguknak. A megtérülési idő is igen hosszú, hiszen kevés hőenergiát tudunk kinyerni belőle.
Napenergia hasznosítás direkt módon: a napelem
Napelem panelok a tetőn.
Amikor a napenergia direkt felhasználása kerül szóba, a napelem, vagyis a fotovoltaikus rendszer felépítéséről beszélhetünk. Ezek a fény fotonjait felhasználva alakítják ezeket át villamos energiává. Ez tiszta energiának minősül és bármire felhasználható. A napelem a jövő technológiának minősül, ugyanis a folyamatos fejlesztésnek köszönhetően egyre jobb teljesítményt lehet elérni általa. Ez pedig azt eredményezi majd, hogy a környezetünket is megóvhatjuk, miközben az erőforrások felhasználásáról sem kell lemondani. Az emberiség számára a napenergia egy igen fontos energiaforrás. Sajnos egyre többször hallhatjuk, hogy a nem-megújuló energiaforrásokat rohamosan kimerítjük. Éppen ezért bizonyul egy igazi mentőövnek a napenergia felhasználása számos módon. A napelem rendszer ezen energiának a leghatékonyabb hasznosítási formáját képviseli, az emberi technológia csúcsát.
A napelemet fotovillamos elemnek is nevezik. Mint ahogy azt már biztosan sokan tudják, ez egy olyan eszköz, ami az elektromágneses sugárzást közvetlenül alakítja át villamos energiává. Ezen folyamat alapja az, hogy a sugárzás elnyelődése során mozgásképes és egyben töltött részecskék jönnek létre, amelyek az elektromos tér mozgásra késztet. Ez a folyamat az elektromos áram kialakulását képezi. A napelem rendszer élettartama minimum 30 év, ám a technológia rohamos fejlődése során a napenergia hasznosítása terén még további fejlődés várható.
Milyen teljesítmény nyerhető ki egy ilyen rendszerből?
Ez a téma számos vita tárgya, hiszen sok tényezőt kell figyelembe venni, amikor a teljesítményről esik szó. Tény, hogy a fény beesési szöge, valamint a napelemre csatolt terhelés, az árnyékolás és a tető típusa is egyaránt befolyásolja a kinyerhető teljesítményt.
Egy másik tényező, amivel szintén foglalkozni kell, az a hatásfok. Ez is eltérő a napelem rendszerek alapanyagának és a technológiájának függvényében. A hatásfok kifejezi azt, hogy a napelem mennyi napenergiát képes elektromos energiává alakítani, százalékban mérve. Egy képlet segítségével nagyon egyszerűen ki lehet ezt számolni. A hatásfok, vagyis az „eta” nem más, mint a Pm, vagyis a fényelem által leadott maximális teljesítmény elosztása az E, vagyis a napsugárzás felületi teljesítménysűrűségének és a napelem felületének (Ac) szorzatával. A hatásfokot a környezeti tényezők is nagyban befolyásolják, ezek közül is főként a hőmérsékletet lehet megnevezni. Viszont a cella felületének tisztasága is igen fontos. Szintén befolyásoló tényezőnek minősül a megvilágítás erőssége is, ezért érdemes odafigyelni arra, hogy a napelem telepítésekor a rendszer ne árnyékolja sem magasabb épület, sem fa vagy oszlop.
Tudta-e?
Minden, ami energia –tehát a szél, víz, geotermikus és a fosszilis energia is– a nap energiáját hasznosította. A fosszilis energia szintén napenergia akkumulátor. A szél- és vízenergia pedig ugyancsak a nap hőjének a földre gyakorol hőingadozása révén jön létre. Ezek nagyon fontos szempontok, hiszen mindegyik arra világít rá, hogy a napenergia központi szerepet tölt be az életünkben és mindent meg kell tennünk annak érdekében, hogy ezt felhasználhassuk.
Milyen mértékben áll a rendelkezésünkre a napenergia?
Nos, a napenergia végtelen mennyiségben áll a rendelkezésünkre, ráadásul teljesen ingyen! Természetesen, a felhasználását elősegítő berendezéseket meg kell fizetni, de ez egy rövid távú befektetés (kb. 7-8 év), hosszú távú hozammal (kb. 40-60 év), ami számos előnyt biztosít a tulajdonosnak. A napelem rendszer ugyanis sokkal több energiát termel az élettartama alatt, mint amennyit elhasznál például a gyártás során. Szintén pozitívumnak számít, hogy egy ilyen berendezés akár javíthatja a villamos hálózatok stabilitását is, arról nem is beszélve, hogy a működése során semmiféle káros folyamat nem megy végbe, ami szennyezné a környezetet. Végül, de nem utolsó sorban, az egyik legnagyobb előnye az, hogy a napenergia nem limitált, tehát szinte bárhol kitermelhető a villamos energia a segítségével.
Egy kis érdekesség
A napenergia hasznosítás folyamatosan központi szerepet tölt be a technológia terén és mindenki igyekszik a lehető legjobban fejleszteni azokat a berendezéseket, amelyekkel nagymértékű energiát lehet előállítani. Azonban vannak olyan, érdekes eredmények is, amelyek kifejezetten a kreativitást támasztják elő, valamint a napenergia felhasználás sokoldalúságát. A klasszikus napkollektor és napelem mellett egyéb alkalmazási területet is kifejlesztettek már néhány országban. Természetesen, ezek csak apróságoknak számítanak, de mégis nagyon hasznosak. Hallott már az úgynevezett intelligens ruházatról? Ezek olyan ruhaneműk, amelyeken keresztül az elektromos működtetésű készülékeket látják el árammal. Ilyen például az iPod vagy a GPS is.
Összegzésként tehát elmondhatjuk, hogy a napenergia hasznosítás számos téren megnyilvánul és a lehetőségek folyamatosan bővülnek a fejlődő technológiának köszönhetően. Akinek fontos, hogy a környezetét megóvja és a jövő generációinak is biztosítsa a jólétet, annak a napelem rendszer kiépítése igen megfontolandó befektetésnek minősül, főleg azért, mert csak egyszer kell megvásárolni a berendezés, mivel évtizedeken át a rendelkezésére áll.
