A napenergia hasznosítási lehetőségei, aktív és passzív módon. A lehetőség a napenergia hasznosításában alapvetően két irányt mutat. Az egyik módszert már az ókorban is használták, míg a másik a legújabb kor eszközeinek, technológiájának köszönhető. Az aktív hasznosítás elvi lehetőségeivel bezáróan a folytatásban azok konkrét berendezéseit is megismerhetjük.
A napenergia-felhasználás csoportosítása
A napenergia közvetlen hasznosításának legelterjedtebb módjait két fő csoportba szokás sorolni. Ezek egyike az ún. aktív hasznosítás, amikor valamilyen külön erre a célra készített eszköz (kollektor, napelem) segítségével alakítjuk át a napsugárzási energiát hővé vagy villamos energiává. A napenergia aktív hasznosítása alapvetően fototermikus vagy fotovillamos módon mehet végbe.
A másik megoldás a passzív hasznosítás, amikor külön kiegészítő eszköz, berendezés nélkül tudjuk a napenergiát hasznosítani. Ez lényegében az épületek kialakításával, tájolásával kapcsolatos.
Termikus hasznosítás
A napenergiát folyadék vagy levegő közeget áramoltató átalakító eszköz (napkollektor) révén közvetlenül hővé alakítjuk. Ebben az esetben a közeg áramoltatása külön energiát igényel. A felmelegített folyadékot leggyakrabban meleg víz előállítására használjuk fel, egyéb technológiai célok is szóba jöhetnek, úgymint épületek, uszodák növényházak fűtése, gyümölcsök, növények szárítása aszalása.
A begyűjtött hőenergiát legtöbbször tárolni kell. Ennek oka az, hogy az energiát akkor szeretnénk felhasználni, amikor a napenergia nem áll rendelkezésre, vagy fordítva, akkor van energiahozam, amikor nincs felhasználási igény. A hőenergiát a munkaközegtől függően tárolhatjuk. Folyadék esetén a leggyakoribb megoldás egy megfelelő méretű szigetelt tartály, levegő esetén kőtároló alkalmazása.
Fotovillamos hasznosítás
Napelem segítségével alakítjuk át a napenergiát közvetlenül villamos energiává. Az ily módon kapott alacsony egyenfeszültséggel lehet fogyasztókat (pl. világítás, szellőztetés, stb.) működtetni. Szükség esetén 230V-os váltóáramú fogyasztók is működtethetők egy inverteres egység közbeiktatásával. Az összegyűjtött energiát kémiai úton akkumulátorokban vagy más módon, pl. víz helyzeti energiájaként tárolják, majd azt igény esetén használják fel.
Számos esetben olyan helyen kell energiaellátást biztosítani, ahol nem áll rendelkezésre kiépített energiaszolgáltató hálózat, például tanyák esetében. Az energiaellátó hálózat kiépítésére viszont a magas bekerülési költség miatt általában nincs lehetőség. Ebben az esetben lehetséges megoldásként kínálkozik a fotovillamos rendszerek önálló vagy más, pl. szélgenerátoros vagy dízelmotoros áramfejlesztővel kombinált, ún. hibrid rendszer alkalmazása.
Fontosabb alkalmazási területek:
- hálózattól távoli telepek, farmok, épületek, istállók, raktárak villamosenergia-ellátása (világítás, szellőztetés, vagyonvédelem stb.)
- öntözés, vízszivattyúzás (belvíz), állattartó telepek vízellátása,
- hírközlő berendezések villamosenergia-ellátása
- közszükségleti berendezések energiaforrása.
Passzív hasznosítás
A napenergia passzív alkalmazása elsősorban az épületekben való hasznosítást jelenti. Az épületek hőháztartásának – napenergia-hasznosítással történő – optimalizálására számos eszköz jöhet szóba. Ezek közül is kiemelhetjük a tájolást, a határoló felületek energiatudatos formálását valamint réteges falszerkezetek kialakítását. Az így kivitelezett épület jelentős fűtési energiamegtakarítást tesz lehetővé a hagyományos épülethez képest.
Alapvető tervezési szempont, hogy a lakóépületekben a legnagyobb fűtési igényű szobákat a napsugárzásból nyerhető energia és fény miatt D-DK-K-i irányba tájoljuk. Ugyanakkor a kisebb fűtési igényű helyiségekkel szigetelni, védeni célszerű a nagy fűtési igényűeket.
A határoló felületek energiatudatos kialakításánál a szoláris szemlélettel tervezett épület esetében télen a szoláris hőnyereség, nyáron pedig a hőveszteség – természetes szellőztetés révén – való növelését kívánja elérni. Ily módon jelentős szerepe van a tájolásnak, benapozásnak, azaz nagy üvegezési arány és nagy hőtároló tömegek a jellemzői.
A réteges falszerkezetek alkalmazásával mind a hőszigetelési, mind pedig a hőtárolási követelmények is megoldhatók. A külső és a közbenső szigetelésű falazatok is eszközei ennek a megoldásnak.
A passzív napenergia-hasznosítás lényege, hogy a felsorolt eszközöket nem külön-külön, hanem lehetőleg integrált módon használjuk fel.
A következőkben megismerhetjük a napenergia használati módjainak részletes változatait:
Termikus hasznosítás módjai és eszközei: 1.Használati melegvíz készítés►►►
2. Egyéb termikus hasznosítás►►►
Villamos hasznosítás: 1. fotovoltaikus napelemek►►►
2. Egyéb villamos hasznosítás és eszközeik►►►
Passzív solar technikák, alkalmazások: ►►►
17.09.2009