Napenergia-hasznosítás

Az emberek évezredek óta használják a Nap hőenergiáját. A csapdába ejtett napfényt fel lehet használni levegő vagy víz felmelegítésére.

Ha a napsugarakat tükrök felhasználásával összegyűjtik, el tudják érni a víz felforralásához szükséges hőmérsékletet. A forrásban lévő víz gőze elektromos generátorok meghajtásához használható fel.

A napenergia legfőbb tulajdonságai:

1. A Nap óriási mennyiségű energiát termel minden nap.
2. A napfény százezerszer több energiát biztosít az egész világ energiatermelésénél.
3. A napenergia kimeríthetetlen.
4. Bárhol rendelkezésre áll.
5. Nem igényel üzemanyagot.
6. Nem jelent másoktól való függőséget.

A napenergia használata mellett szóló érvek:

1. A Nap végtelen és ingyenes energiaforrás.
2. Magyarország klimatikus viszonyai az év 300 napján lehetővé teszik a síkkollektorok gazdaságos alkalmazását.
3. Ez idő alatt az Ön háztetejét annyi napsütés éri, ami fedezi egy családi ház egész éves energiaszükségletét.
4. Már 4 négyzetméter napkollektor éves teljesítménye meghaladja a 3000 kWh-t, és ez fedezi egy 4 fős család melegvízigényének a 75-80%-át.
5. Már 16 négyzetméter tetőbe illesztett kollektor egy átlagos családi ház fűtésrendszerébe kapcsolva az energiaköltségeket a felére csökkenti.
6. Ugyanez a kollektor a fűtési idények közötti 6-7 hónap alatt az Ön kültéri medencéjét 28-30 Celsius fokos hőmérsékleten tartja.
7. Ezek a berendezések - az emelkedő energiaárak miatt - évről-évre nagyobb értékű energiát váltanak ki, és így befektetése egyre növekvő hozamot eredményez.
8. A kiváltott energiával nem csak kiadásoktól kíméli meg önmagát, hanem a környezetet is védi az évről-évre mind több káros üvegházi gáztól.
9. A szolárhő szén-dioxid- és mérgezőanyagmentes.
10. A napenergiával - változó mértékben - függetlenné válhat.
11. A napkollektorok két év alatt több energiát termelnek, mint amennyire az előállításukhoz szükség volt.
12. A napenergia hasznosítása csaknem minden háznál megoldható.
13. A napenergia hasznosítása felkelti környezete érdeklődését és elismerését, így közvetve elősegítheti, hogy embertársai környezettudatosabban gondolkozzanak.

Napkollektor:

"Aktív" napkollektorok:

Az "aktív" napkollektorok csapdába ejtik, és levegőben vagy vízben tárolják a Nap hőjét. A felmelegített levegőt vagy vizet pumpák vagy ventillátorok segítségével keringtetik az épületben. A lapos tányérkollektort alkalmazzák leggyakrabban aktív szerkezetként a napenergia befogására. A napkollektor egy fekete fém tányérból és szigetelt, üveg- vagy műanyagburkolatú dobozban elhelyezett rézből készült vízcsövekből áll. A szerkezetet az épület tetejére úgy helyezik fel, hogy a Nap felé nézzen. A fekete fém gyorsan elnyeli a napsugarak melegét. A hő a csövekben lévő vízbe áramlik, amely elvezeti azt az épületben lévő tárolóba. Az aktív napkollektorokat ott érdemes alkalmazni, ahol a tetőt éri a napfény. Ezeket könnyen fel lehet szerelni az épületek tetejére. Karbantartást nem igényelnek, élettartamuk hosszú (kb. 30 év), meghibásodás szinte kizárt.

Ha a kollektor teljesen ki tudja elégíteni az épület energiaszükségletét, akkor az energia szállításához és szétosztásához szükséges hálózat kiépítésének óriási költsége megtakarítható.

Magyarország földrajzi elhelyezkedéséből következően a szórt napsugárzás aránya igen magas. Ez azt is jelenti, hogy síkkollektorok alkalmazása esetén a szórt sugárzás idején is lényeges energiamennyiséget termel berendezésünk. Borult időben is termel, bár ez esetben kevesebbet.

"Passzív" kollektorok:

A középkori kastélyok építőihez hasonlóan, sok mai építkezésnél alkalmaznak jól szigetelt falakat, dél felé néző ablakokat, és kerámia- vagy kőpadlót a Nap hőjének elnyelésére és megőrzésére. Ez a hő melegíti a szobákat, és ezért kevesebb elektromos- vagy gázfűtést kell használni. A passzív rendszerekben maga az épület nyeli el és tárolja a napenergiát.

Naperőművek:

Kaliforniában több sikeres naperőmű működik. Ezekben az erőművekben a napenergiát víz felforralására használják. A víz forralásával keletkező gőz egy elektromosságot előállító turbinát forgat.

Többféle működési elv alapján működhetnek ezek:

1. A Nap energiáját tükrök segítségével összegyűjtik egy ún. naptoronyba.
2. Egy adott területen (kb. 10-20 ha) több száz vagy ezer különálló sűrítő-kollektor gyűjti össze a Nap energiáját.

Műszaki kísérletekkel kimutatták, hogy ezekkel az erőművekkel olcsóbban lehet elektromosságot termelni, mint olajjal, szénnel, vagy gázzal.

Használati melegvíz előállítás:

Magyarország éghajlati adottságai mellett a napenergia hasznosításának a legegyszerűbben megvalósítható módja a használati-melegvíz készítés.

A háztartásokban az év folyamán a melegvízigény viszonylag egyenletes.

Az átlagos vízfogyasztás: napi kb. 50 liter (45 C fokos) víz/fő.
Ennek előállításához 2 kWh energia szükséges.

1 négyzetméter napkollektorral éves átlagban kb.: 1,5-2 kWh /nap napenergia hasznosítható.
Tehát 1-1,5 négyzetméter napkollektorral elő lehet állítani egy személy melegvízszükségletét.

A nyári félévben 92-97%, a téli félévben 50-55% megtakarítás érhető el.

A napsütés és a melegvízfogyasztás nem esik egybe, ezért nagyméretű melegvíztárolóra van szükség, legalább akkorára, mint amekkora a napi vízfogyasztás mennyisége.

Ezt a melegvíztároló funkciót a már meglévő hagyományos tároló is elláthatja.

A hagyományos hőtermelő bekapcsolását akkor lehet elkerülni, ha a tárolt melegvíz elegendő legalább a következő napi napsütés kezdetéig.

Medencefűtés:

Mivel a napsütés nagyjából egybeesik a medencehasználattal (nyári félév), ezért erre a célra igen hatékonyan alkalmazható. Napenergiával a medence fűtésigényét teljes egészében ki lehet elégíteni.

A medencefűtést kombinálni szokták a házi melegvízelőállítással.

Épületfűtés:

Épületek fenntartási költségei között általában a legnagyobb tételt a fűtés jelenti. Felmerülhet a kérdés, érdemes-e napkollektort használni épületünk fűtésére?

Csak napkollektorral fűteni nem lehet, de jelentős mértékben rá lehet a hagyományos fűtési rendszerek üzemére segíteni.

Ok: a napsütés döntően, a nyári félévben, a fűtési hősszükséglet pedig a téli félévben jelentkezik.

1 négyzetméter napkollektorral: 4-5 négyzetméter épület fűtésére lehet rásegíteni.

Az ilyen rendszerek szeptember-október, illetve március-április hónapokban 100 %-ban tudják fedezni az épület hőveszteségét.
Novembertől-februárig is van hasznos teljesítményük (kb.20%), de a fűtési szükséglet döntően a hagyományos fűtési rendszerrel fedezhető.

Ezeknek a rendszereknek a jellemzője: viszonylag nagyméretű puffertároló. Családi házaknál: 1-3 köbméteres hőszigetelt tartály ez.

Használati melegvízkészítő, vagy igény esetén medencefűtő készülékkel is szokták ezt kombinálni.

Napelemek:

Az egyik legjelentősebb előretörés a napenergia felhasználásában 1954-ben következett be, amikor a napelemet vagy napcellát kifejlesztették. Ezek a cellák képesek arra, hogy a napenergiát közvetlenül elektromossággá alakítsák.

Működési elvük:

A napcellák az anyag fizikai tulajdonságait használják fel az elektromosság termeléséhez turbinák, generátorok vagy egyéb mechanikai eszközök használata nélkül. Amikor bizonyos fényérzékeny anyagokat napsugárzás ér, elektronáramlás, vagyis elektromos áram keletkezik. A napcellákban felhasznált szilícium egy bőségesen rendelkezésünkre álló, nemfémes elem, amely a természetben az oxigénnel kapcsolódva alkotja a homokot és a kvarcot. Két nagyon vékony szilícium réteget helyeznek el minden napcellában. A szilícium atomok egy részét mindkét rétegből eltávolítják, és az egyik rétegben bór atomokkal helyettesítik őket, a másikban pedig foszforral. Egy dróttal összekötik a rétegeket. Amikor a napcellát fény éri, az elektronok a dróton keresztül áramlanak az egyik szilícium rétegből a másikba.

A napcellákat elektromosan össze lehet kapcsolni, így napmodulok hozhatók létre, amelyek a napenergiát elektromos energiává alakító rendszerek legfőbb építőkockái.

Pl.: Negyven összekapcsolt napcella képes arra, hogy elegendő energiát termeljen egy 12V-os autó-akkumulátor feltöltéséhez.

A napelemeket sikeresen használják olyan kis szerkezetek energiaforrásaként, melyeknek kevés elektromosságra van szükségük.

További információért, tanácsadásért, kérjük, forduljon hozzánk bizalommal!