Napenergia

A napenergia a napban lejátszódó magfúziós folyamatok során felszabaduló energia. A napból a földfelszínre körülbelül 70 - 80 MW/m2 energia érkezik. Az energia sűrűség a föld atmoszférájának szélén átlagosan 1367 W/m2. Ez azt jelenti, hogy évenként megközelítőleg 219 milliárd GWh sugárzási energia éri el a földfelszínt, ami 2500-szorosa napjaink teljes energia szükségletének. Hozzávetőleg három óra napsugárzás képes fedezni földünk éves energia szükségletét.

A légkörben jelen lévő vízpára és jég kristályok elnyelésének eredményeképp a földfelszínt ténylegesen elérő sugárzási energia 1000 W/m2, sík felszínen, a nap legmagasabb állásában. A beeső sugárzási energia a légköri körülmények függvényében 50 W/m2 -től (erősen felhős idő) 1200 W/m2-ig (optimális felhőzet) változik. Európában a napi átlagos sugárzási energia 2.2 - 4.8 kWh/m2nap.

Ennek ellenére ezt az energiaforrást jelenleg alig használjuk ki, pedig kétségtelenül számos kedvező tényező szól alkalmazása mellett :

  • mindenki számára könnyen elérhető,
  • tiszta, környezetkímélő energiaforrás,
  • még sok millió évig rendelkezésre fog állni,
  • kíméli a nyersanyagkészletet,
  • kedvezően hat a helyi gazdaságra,
  • nem kell szállítani, hozzájutásához nem kell költséges közműhálózat,
  • átalakítási, felhasználási költségei minimálisak.

A napenergiát képesek számunkra hatékony módon hasznosítani a napkollektorok (termikus) és a napelemek (fotovoltaikus), ezek az aktív napenergia hasznosítást végző berendezések. Ezekkel a berendezésekkel a jelenlegi energiaszükségletünknek csupán 2%-át, míg a fejlett ipari országokban is csupán 7%-át fedezik. Ezen a téren saját érdekünkben jelentős fejlődést kell elérnünk!

Az EU 2050-re megcélozta, hogy energiaszükségletünk 60%-át kell biztosítani megújuló energiaforrásokból! Hazánk éghajlati viszonya lehetővé teszi, hogy gazdaságosan hasznosíthassuk a napenergiát napkollektorokkal, napelemekkel. Évente 2000 – 2200 a napsütéses órák száma, aminek köszönhetően évi 1200–1800 kWh/év/kollektor m2 energiával számolhatunk. Magyarország jelenleg energiahordozó-szükségletének 65-70%-át importból biztosítja!

A napkollektorok hatékonysága függ annak helyzetétől, a napkollektor felület dőlésszögétől és annak tájolásától. A napkollektorokat és a napelemeket optimálisan dél felé kell tájolni. Az azimut szög az eltérést definiálja a kollektor tájolása és pontos déli tájolás között (-90° keleti tájolás, +90° nyugati tájolás). 40°-os keleti vagy nyugati eltérés a déli tájolástól és 45°-60°-os dőlésszög 10% teljesítmény csökkenést jelent, ami az ábráról leolvasható. Ebből következik, hogy 90%-os teljesítmény még elég tág orientációs határokon belül elérhető.

Amennyiben a tető kelet-nyugati tájolású az egész napkollektor felületet a nyugati tetőre kell elhelyezni. Általában a nyugati tető felületet kevesebb eső, jégeső vihar éri, magasabb a külső napi átlag hőmérséklet, így a nyugati tájolású napkollektor és napelem felülettel magasabb teljesítmény érhető el, mint a keleti tájolásúval.

A napkollektor és napelem dőlésszögét úgy kell megválasztani, hogy a felhasználási időszakban optimális működést biztosítson. Fontos figyelembe venni, hogy az éves napsugárzási energia 2/3-a nyári időszakban éri a földfelszínt. Ha teljesen nyári üzemre tervezzük rendszerünket (medencefűtés, nyaraló használati meleg víz ellátása stb.), akkor az optimális napkollektor dőlésszög 15° és 25° között van, mivel nyáron a nap magasabban helyezkedik el az égen. Ha a napkollektoros vagy napelemes rendszert egész éves üzemre tervezzük (használati meleg víz ellátás, alacsony hőmérsékletű fűtés, áramtermelés), akkor 30° és 60° közötti dőlésszög szolgáltatja az optimális teljesítményt. A napkollektorok és napelemek elhelyezhetőek függőleges helyzetben az épület déli homlokzatán, ugyanis az átmeneti időszakokban és télen a nap alacsonyabban helyezkedik el az égen, így jó hozamot biztosítanak a függőleges déli tájolásnál is.  

[Vissza a tetejére]