A mai világban a napelem rendszereket arra használjuk, hogy elektromos áramot generáljanak a napsugarak energiájának felhasználásával, amivel aztán vizet pumpálhatunk a csőrendszerünkbe, világosságot teremthetünk vele az éjszaka közepén vagy éppen akkumulátorokat tölthetünk velük, de még akár közvetve fűthetünk is velük. A napelemek vagy más néven fotovoltatikus rendszerek története egészen 160 évvel ezelőttig nyúlik vissza. A napsugárzás által generált kémiai reakciót már 1839-ben felfedezték de innen nagyon hosszú út vezetett a mai, nagy hatékonyságú szolár cellák megalkotásához és a napelemes rendszerek elterjedéséhez. Tekintsük át röviden, hogyan alakult a napenergia felhasználása a történelem során.
Napenergia-történelem
A nap létfontosságú szerepét már az ókorban felismerték. Az ókor népei, az aztékok, a maják, a rómaiak, a görögök és az egyiptomiak istenségként tisztelték és imádták a napot. Habár a szolár rendszerekre egy viszonylag friss innovációként gondol a kor embere, az igazság az, hogy már több ezer évvel ezelőtt kutatták, vizsgálták a tudósok a napenergia felhasználhatóságát. 6000 évvel ezelőtt az ókori kínaiak már déli fekvésű házakat építettek, mert rájöttek arra, hogy így a téli, alacsony napsugarakkal is melegebb hőmérsékletet érhetnek el a házuk belsejében. Kétezer évvel később elkezdték tanulmányozni a nap mozgását a földhöz képest. A kutatásokból nyert információ birtokában a korai kínai várostervezők már tudatosan északról nyugatra haladó utcákat építettek, ezzel elősegítve hogy minden ház déli fekvésű legyen. Ezzel akár a téli napenergiát felhasználva segíthettek rá a hőmérsékletre és azóta is déli fekvésűre építik házaikat.
Napenergia az ókorban
Az ókori gondolkodók, mint például a görög Szokratész vagy Arisztotelész szintén hamar felismerték a napsugarakban rejlő energiát és tanítványaiknak arra biztatták, hogy házaikat tudatosan építsék fel, hogy azok tárolják a nap energiáját napközben, és éjszaka újra lehűljön a hőmérséklet. A rómaiak szintén hasonló technikával építkeztek, gondoljunk csak a római fürdőkre, ahol fontos volt a megfelelő hőmérséklet. Ők voltak az elsők, akik az ablakokat is átlátszó kövekkel fedték be, később felfedezték a tiszta üveg, ami egy mérföldkő mind az építkezés mind a napenergia felhasználásának területén. Ezek az átlátszó anyagok, mint a mica-kő vagy az üveg egyfajta hőcsapdaként funkcionálnak, átengedve a napfényt a kívánt lakrészre és bent tartják a felhalmozott hőenergiát. A rómaiak olyan elszántak voltak a napenergia felhasználással kapcsolatban, hogy még külön törvényt is alkottak erre. Tilos volt más háza elől bármilyen építménnyel eltakarni a napot.
az ókori a görögök napfegyvere
A legmeglepőbb napenergia-felhasználás mégis a görögök nevéhez fűződik. Archimedes feltaláló segítségével speciális, csiszolt fém pajzsokat készítettek. Amikor a római hajók megjelentek a tengeren a görög főváros határán, ezekkel a tükör-szerű pajzsokkal a napsugarakat a hajókra irányították, amik hamar lángra is kaptak ennek hatására. Ezt később háztartásokban is elkezdték felhasználni és a speciális tükör-szerű fém segítségével könnyebben tudták lángra lobbantani a főzéshez a fát. Az egész világ ámulva figyelte a tudósokat akik kísérleteket folytattak a napenergia felhasználásra és ennek segítségével meg olvasztották a különböző fémeket. A Római Birodalom bukása után megjelentek az úgy nevezett zöld házak vagy üvegházak, amiket a ház déli részéhez építettek hozzá, legtöbbször a nappalit kibővítve. Ezzel egy meleg, vibráló helységet kaptak, ahol a trópusi növények jobban fejlődtek és remek közösségi térként szolgáltak, valamint telén az ajtót kinyitva több hő áramolhatott be a házba.
Napenergia a középkorban
Saussure forró doboza
A tizenhetedik és tizennyolcadik században egyre csak nőtt az érdeklődés az úgy nevezett napcsapdák irányában. Horace B. de Saussure, a svájci polihisztor kísérletezett először ezzel, hogy megismerje milyen mértékű hőenergiát képes az üveg tárolni. Épített egy speciális, négyzet alakú dobozt fából, amit fekete parafaréteggel szigetelt és üveget tett az egyik oldalára. Ezen a dobozon belül elhelyezett egy ugyanilyen, de kisebb dobozt. Amikor a dobozt a nap felé döntötte, a kisebbik belső doboz hője a víz forráspontja fölé emelkedett. Mivel nagy mennyiségű hőenergiát volt képes tárolni ez a szerkezet, a forró doboz nevet kapta. Ez lett a prototípusa azoknak a napenergia termál gyűjtőknek, amikkel később a vizet és otthonukat is melegítették az emberek. Horace B. de Saussure eme kísérlete pedig azért történelmi jelentőségű, mert a forró doboz a globális felmelegedés fontos kérdését is boncolgatta. Az üveg ez esetben atmoszféraként funkcionált, ami a karbon-dioxid többletet elnyelve megakadályozta, hogy a szolár-energia visszasugározzon az ég felé.
