Napenergia
Napenergia, napkollektor, napelem, naptűzhely
Az épületek, családi házak legmagasabb költségeit az energiaszámlák jelentik. Lassan azonban nemcsak a magas költségek, időnként az akadozó energiaellátás, hanem a környezetre gyakorolt negatív hatás is komoly gondokat okoz. Érdemes ma már odafigyelni, milyen alternatív energiaforrások állnak a rendelkezésünkre.A legtisztább és az egyik legígéretesebb megújuló energiaforrás a napenergia. Ebből hőenergiát napkollektorokkal, míg elektromos energiát napelemekkel lehet előállítani.
A Napból érkező energia felhasználásának két módja létezik: a passzív és az aktív energiatermelés.
A napenergia passzív módon történő hasznosításakor az épület tájolása, az árnyékolási megoldások és a felhasznált építőanyagok a meghatározóak. Cseppet sem újszerű ötletekről van szó. Már a népi építészetben is megfigyelhető, hogy a tornácos házak tetőszerkezete olyan kialakítást kapott, mely a laposan érkező téli napsugárzást beengedi az ablakon, de a meredeken tűző forró nyári nap elől leárnyékolja az ablakot. Alapjában véve passzív napenergia-hasznosító a legtöbb épület. Tudatos tervezéssel, a környezeti adottságok kihasználásával, megfelelő tájolással, anyaghasználattal és építészeti kialakítással a Nap melegítő hatását és a napenergiában rejlő lehetőségeket fokozott módon ki lehet aknázni.
Az aktív energiatermelésnek alapvetően két módja van:
- A hőenergia gyűjtése és tárolása főképp napkollektorokkal történik. Ez az a berendezés, ami elnyeli a napsugárzás energiáját, átalakítja hőenergiává, majd ezt átadja valamilyen hőhordozó közegnek.
- A másik módszer során az úgynevezett fotovoltaikus eszköz (PV), vagyis napelem a napsugárzás energiáját elektromos energiává alakítja.
A napkollektor
A napkollektoros rendszereket az ingyenesen elérhető napenergiából használati melegvíz (a szakzsargonban szokás a HMV rövidítést is használni) előállítására és a fűtővíz melegítésére használhatjuk. A napkollektor elnyeli a napsugárzásból származó hőt és azt átadja valamilyen hőhordozó közegnek.
A napkollektor egy olyan eszköz, amely a napsugárzásból közvetlenül hőenergiát állít elő. A működési elv egyszerű: a napsugárzás hatására a napkollektor üvegborítása alatt elhelyezett energiaelnyelő (abszorber) felmelegszik, a hátsó felületére hegesztett csőkígyóban a hőátadó folyadék átveszi a meleget és a szolár vezetéken keresztül egy hőtárolóban vagy közvetlenül a medencében - megfelelően méretezett hőcserélőn keresztül - leadja a hőenergiát.
Használati melegvíz (HMV) előállítására szolgáló napkollektoros rendszerek
A használati melegvizet előállító napkollektoros rendszerek felépítésük szerint lehetnek egykörösek vagy kétkörösek.
Az egykörös rendszerekben a kollektor belsejében a felfűtendő közeg (a használati melegvíz) kering, ezért a rendszer csak a nyári időszakban használható. Fagypont alatti külső hőmérséklet esetén a kollektorokban a víz megfagy, amit ezért időben le kell üríteni. A megoldás előnye az egyszerűség, hátránya a korlátozott alkalmazhatóság és a vízkövesedési hajlam.
A kétkörös rendszer esetében a kollektor köre és a használati melegvíz köre elkülönül egymástól. Ezáltal lehetővé válik, hogy a kollektor csöveiben fagyállót keringtessünk. Ebből kifolyólag a rendszer az egész év során kihasználható. A használati melegvíz felfűtése egy hőcserélőn keresztül történik. Előnye a 12 hónapos kihasználhatóság, a fagymentes üzem, a vízkö képződés kizárása, a hátránya a megnövekedett beruházási költség.
Fűtési célt szolgáló napkollektoros rendszerek
A téli időszakban a fűtés emészti fel a legnagyobb költségeket. A napsugárzás viszont a téli fűtési szezonban is nagyon jól hasznosítható kiegészítő fűtési célra. Az átmeneti időszakban a napenergia szerepe különös jelentőséggel bírhat.
Napkollektorokkal kiválóan lehet meleg vizet termelni, medencét és épületet fűteni. Egy megfelelően méretezett napkollektoros rendszer, a használati meleg víz 70-80 százalékát, a fűtési energiaigény 30-40 százalékát, míg egy medence hőigényének akár 90 százalékát is biztosíthatja évente.
A napelem
A napelemes rendszerek a napsugárzásban rejlő energiát elektromos áram termelésére hasznosítják. Az ilyen rendszerek vagy az elektromos hálózatba töltenek fel energiát, vagy akkumulátorban tárolják azt.
Az elektromos hálózatba tápláló rendszer
A napelemek közvetlenül szolgáltatják az elektromos áramot, amelyet egy inverter alkalmazásával hálózati feszültséggé (230 VAC) alakít a rendszer. Az így előállított elektromos áramot a szolgáltató visszavásárolja. Ilyen esetben egy speciális mérőóra felszerelése szükséges, mely mindkét irányban képes mérni. Rögzíti az elfogyasztott és a termelt áramot is és a szolgáltató ez alapján a különbözetet számolja el. Az ilyen mérőórákat szokás "ad-vesz", vagy "oda-vissza" mérőórának is nevezni.
Akkumulátoros rendszer
Lényegében egy szigetüzemű energiatermelő egység. elsősorban ott tud teret neyerni, ahol az elektromos hálózat még nem került kiépítésre. Az ilyen rendszerek esetében a napelemek által előállított elektromos energiát a célnak megfelelő akkumulátorokban tárolja a rendszer. Itt is egy inverter alakítja át 230 VAC feszültségű hálózati váltóárammá, amit már a hagyományos fogyasztók táplálására lehet felhasználni.