Előző cikkünkben bemutattuk, miért tekinthető a Nap a Föld legfontosabb energiaforrásának, hogyan keletkezik a napenergia, és miért vált a megújuló energiaforrások egyik legígéretesebb képviselőjévé. Most nézzük meg azt a kérdést, amely sokakat a leginkább foglalkoztat: hogyan tudjuk a napsugarakat valóban hasznosítani a mindennapokban? A válasz egyszerűnek tűnik: napelemekkel és napkollektorokkal. A valóság azonban ennél jóval érdekesebb.
Két út ugyanahhoz az energiaforráshoz
A Nap egyszerre ad fényt és hőt. Ezt a kétféle energiát két különböző technológia hasznosítja. A napelem a napfényt alakítja át villamos energiává. Ezzel működtethetjük a háztartási gépeket, a világítást, a számítógépeket vagy akár az elektromos autó töltését is. A napkollektor ezzel szemben nem áramot termel, hanem a Nap hőjét használja fel. Leggyakrabban használati melegvíz előállítására vagy fűtési rendszerek támogatására alkalmazzák. Bár a két technológiát gyakran összekeverik, valójában egészen más feladatot látnak el.
Mi történik egy napelemben?
Amikor a napsugárzás eléri a napelem felületét, láthatatlan folyamatok indulnak meg a panelekben található félvezető anyagokban. A fény hatására elektronok mozdulnak el, amelynek eredményeként elektromos áram keletkezik. Az így létrejövő egyenáramot azonban a háztartási berendezések még nem tudják közvetlenül használni. Ekkor lép működésbe a rendszer egyik legfontosabb eleme, az inverter, amely a megtermelt energiát a lakásokban használatos váltóárammá alakítja.
A folyamat néhány másodperc alatt lezajlik, és teljesen automatikusan működik. A tetőn elhelyezett panelek csendben dolgoznak, miközben energiát termelnek az otthon számára.
Egy napelemes rendszer nem csak panelekből áll
Sokan úgy gondolják, hogy a napelemes rendszer maga a panel. Valójában azonban több fontos elemből épül fel. A panelek gyűjtik be a napsugárzást. Az inverter alakítja át az energiát. A tartószerkezet biztosítja a megfelelő rögzítést és dőlésszöget. A kábelezés összeköti az egyes elemeket. Egyes rendszerekben pedig akkumulátor is található, amely a megtermelt energiát eltárolja későbbi felhasználásra. A rendszer hatékonyságát nemcsak a panelek minősége, hanem az egész rendszer összehangolt működése határozza meg.
Hálózatra kötve vagy teljesen önállóan?
A mai napelemes rendszerek két fő típusa terjedt el. A hálózatra kapcsolt rendszer kapcsolatban áll az elektromos hálózattal. Ha a háztartás több energiát termel, mint amennyit éppen felhasznál, a többlet bekerülhet a hálózatba. Ha pedig a termelés nem elegendő, a szükséges energia a hálózatból érkezik. Ez a megoldás viszonylag egyszerű és költséghatékony, ezért a legtöbb családi háznál ezt alkalmazzák.
A másik lehetőség az úgynevezett szigetüzemű rendszer. Ez teljesen önállóan működik, és általában akkumulátorokban tárolja a megtermelt energiát. Előnye, hogy áramszünet esetén is képes energiaellátást biztosítani, valamint nagyobb energiafüggetlenséget nyújt. Ugyanakkor a nagy kapacitású akkumulátorok jelentősen növelik a beruházási költségeket.
Nem elég termelni – jól kell termelni
A napelemes rendszerek tervezésének egyik legfontosabb feladata az egyensúly megteremtése az energiatermelés és az energiafogyasztás között. Egy családi ház energiaigénye nem állandó. Más a fogyasztás nyáron és télen, hétköznap és hétvégén, nappal és éjszaka.
A cél az, hogy a rendszer a lehető legnagyobb mértékben fedezni tudja a háztartás energiaigényét. Egy túl kicsi rendszer nem termel elegendő energiát, egy túl nagy rendszer pedig feleslegesen drága beruházást jelenthet. Ezért a szakemberek mindig megvizsgálják a korábbi villanyszámlákat, az épület adottságait és a család energiahasználati szokásait.
Mi fogyasztja az energiát otthonunkban?
A legtöbb háztartásban a hűtőszekrény szinte folyamatosan működik. Emellett jelentős fogyasztó lehet a mosógép, a mosogatógép, a klímaberendezés, az elektromos sütő, a számítógép vagy a televízió. Az elektromos autók terjedésével pedig egy új, rendkívül nagy energiaigényű fogyasztó is megjelent az otthonokban: az autótöltés.
Nem véletlen, hogy egyre több család gondolkodik napelemes rendszer telepítésében, hiszen a saját energiatermelés jelentősen csökkentheti az üzemeltetési költségeket.
Mi befolyásolja a termelést?
A Nap energiája ugyan ingyen érkezik, de a hasznosítás mértéke számos tényezőtől függ. A legfontosabb az évszak. Nyáron hosszabbak a nappalok, magasabban jár a Nap, ezért a termelés lényegesen nagyobb. Télen rövidebbek a nappalok, gyengébb a besugárzás, így a rendszer kevesebb energiát állít elő. Az időjárás szintén meghatározó. A felhős idő csökkenti a termelést, bár a panelek ilyenkor sem állnak le teljesen. Kiemelten fontos az árnyékolás is. Egy rossz helyen álló fa, kémény vagy antenna meglepően nagy veszteséget okozhat. Nem mindegy a tájolás sem. Magyarországon általában a déli irány számít a legkedvezőbbnek, mert így éri a legtöbb napsütés a paneleket. A megfelelő dőlésszög szintén jelentősen javíthatja az éves energiatermelést.
Az energiatudatos otthon titka
A szakemberek szerint a jövő nem csupán a több energiatermelésről szól, hanem az okos energiafelhasználásról is. Egy energiatudatos háztartás igyekszik a nagyobb fogyasztókat akkor működtetni, amikor a napelemek a legtöbb energiát termelik. A mosógép, a mosogatógép vagy akár az elektromos autó töltése is időzíthető a napsütéses órákra. Így kevesebb energiát kell a hálózatból vételezni, és nagyobb arányban használható fel a saját termelés.
A legolcsóbb energia
Bár a napelemes rendszerek látványos technológiát képviselnek, a szakértők egyetértenek abban, hogy a legolcsóbb energia még mindig az, amelyet nem használunk fel. A korszerű LED-világítás, a jól szigetelt épületek, az energiatakarékos háztartási gépek és a tudatos fogyasztás mind hozzájárulnak ahhoz, hogy kisebb rendszerrel is ugyanazt az életminőséget érjük el.
A napenergia tehát nem csodaszer, hanem egy kiváló lehetőség. Ha energiatakarékos életmóddal párosul, akkor valóban képes arra, hogy tisztábbá, fenntarthatóbbá és gazdaságosabbá tegye mindennapjainkat.
Az Energiahatékonyság a mindennapokban program támogatója a Nemzeti Energetikai Ügynökség Zártkörűen Működő Részvénytársaság
