A napenergia korunk egyik legfőbb megújuló energiaforrása, a jövőnk egyik biztosítéka. Milyen előnyei és hátrányai vannak? Hogyan történik a hasznosítása? Cikkünkben részletesen bemutatjuk a zöld energiaforrás alkalmazási lehetőségeit és jövőbeli kilátásait.
A napenergia az ember által használt egyik legfontosabb erőforrás. A szélhez vagy a biomasszához hasonlóan a Napból származó energia is megújuló energiaforrásnak számít, hiszen hasznosítása és felhasználása semmiféle káros következménnyel nem jár sem Földünkre, sem pedig a Napra nézve, emellett pedig az emberi energiaszükségletet kimerülés nélkül képes biztosítani. Növekvő fontosságát mi sem szemlélteti jobban, mint az alábbi ábrán látható, az elmúlt években megfigyelhető robbanásszerű emelkedés a napelemekből származó villamosenergia-termelésben.
Forrás: ourworldindata.org
A Solar Energy Industries Association meghatározása szerint a napenergia fogalma a következő:
“A napenergia a napból származó energia, amely hő- vagy elektromos energiává alakul.”
Annak, hogy valóban megértsük, mennyi energiát bocsát ki magából Naprendszerünk középpontja, egy statisztikára van csupán szükségünk. A bolygónkat érő egyetlen óra napsugárzás több energiát képes adni, mint amennyit az egész emberiség egy egész év alatt el tud használni.
Ahhoz azonban, hogy az égitestből származó óriási energiának akár csak a töredékét is be tudjuk gyűjteni és fel tudjuk használni, igen fejlett technológiára van szükségünk.
Vajon miként történik a napenergia hasznosítása, melyek a napenergia előnyei és hátrányai, mit működtet a nap energiája, vagyis milyen napenergiával működő tárgyakat használunk mindennapjaink során és hogyan történik a napenergia felhasználása?
Mint minden energiaforrásnak, úgy a napenergiának is vannak előnyei és hátrányai. A szél például remek erőforrás, hiszen folyamatosan megújul, begyűjtésével és felhasználásával nem károsítjuk a Földet, ám mindehhez óriási, a látképet megzavaró szélerőművekre van szükség, arról nem is beszélve, hogy a szél sem fúj mindig. Következzenek a napenergia előnyei és hátrányai!
Jelenleg a világ energiatermelésének több mint 80%-a fosszilis forrásokból, például szénből, kőolajból és földgázból származik. Mivel ezek nemcsak végesek, hanem jelentős környezeti terhelést is okoznak, így egyre sürgetőbb a megújuló, fenntartható alternatívák felé fordulni. A napenergia az egyik leggyorsabban növekvő ilyen forrás. Következzenek a napenergia előnyei!
Az energiaszektor felelős az üvegházhatású gázkibocsátás több mint háromnegyedéért, ezért a karbonlábnyom csökkentéséhez elengedhetetlen a megújuló források arányának növelése. Ahogy a lenti ábra is mutatja, a napenergia jelentősen kevesebb szén-dioxid-kibocsátással jár, mint a fosszilis tüzelőanyagok. A napelemek az első években körülbelül 50 g CO₂-t bocsátanak ki kWh-onként, ami még körülbelül hússzor kevesebb, mint a szénalapú áramtermelés karbonkibocsátása.
Forrás: ourworldindata.org
Sokan nem gondolnák, de a megújuló energiaforrások nemcsak a környezetnek kedveznek, hanem gazdaságilag is egyre versenyképesebbek. A Lazard kutatása alapján a napenergia a második legolcsóbb energiaforrás, megelőzve a földgázt, a kőolajat és a szenet – egyedül a szélerőművek biztosítanak kedvezőbb árú energiát.
Forrás: wikipedia.org
Ráadásul a napelemek költsége folyamatosan csökken: az elmúlt tíz évben 90%-kal lett olcsóbb a napenergia.
Forrás: ourworldindata.org
A napenergiát még vonzóbbá teszi, hogy a technológia folyamatos fejlődésével egyre hatékonyabbá válnak a panelek. Egy 2015-ben publikált tanulmány szerint a napelemek hatékonysága évről évre növekszik és a szakértői becslések alapján 2050-re akár meg is duplázódhat a jelenlegi 20-22%-os hatékonysági szint.
Forrás: researchgate.net
A napelemek élettartama akár 30-40 év is lehet, igaz, idővel némileg csökken a teljesítményük. Legyen szó ipari, üzleti vagy lakossági felhasználásról, a kezdeti beruházás általában 10-12 éven belül megtérül. További előny, hogy a napelemek minimális karbantartást igényelnek, így az üzemeltetésük sem jelent komoly extra költséget vagy időráfordítást.
Bár a megújuló energiaforrások számos előnnyel járnak, nem szabad megfeledkezni a korlátaikról sem. Nézzük, milyen kihívásokkal kell számolni a napenergia kapcsán!
A Napból érkező energia csupán töredéke éri el Földünket, hiszen jókora része visszatükröződik az űrbe, más esetekben pedig a felhők akadályozzák meg, hogy elérje bolygónk felszínét.
Emellett az is komoly probléma, hogy míg a régebbi, kiépült infrastruktúrával rendelkező erőforrások — például az olyan fosszilis anyagok, mint a földgáz — könnyen tárolhatók és szállíthatók, addig az újabb erőforrásoknál ez még gondot okoz.
Egészen eddig ráadásul az emberiség technológiája sem volt azon a fejlettségi szinten, hogy olyan eszközöket használjon, amiket a nap energiája működtet. Bizakodásra ad okot azonban, hogy az előbb említett problémák egyre inkább a múlté, így az előrejelzések szerint néhány éven belül a napenergia válik bolygónk fő energiaforrásává.
A modern napelemek már nemcsak napsütésben, hanem felhős, árnyékos vagy akár havas időben is képesek áramot termelni. Sőt, teliholdas éjszakákon a holdfényt felhasználva elérik a csúcsteljesítményük 0,4-0,5%-át. Azonban az optimális működés kizárólag megfelelő időjárási körülmények között lehetséges. Megoldást jelenthet, ha a napenergiát más megújuló forrásokkal, például szél-, geotermikus vagy vízenergiával egészítik ki, így a termelés kiegyensúlyozottabbá válhat.
A napenergia kapcsán gyakran felmerül, hogy jelentős területet igényel egy naperőmű vagy akár csak egy lakossági napelemes rendszer telepítése. Ez valóban igaz, de a telepítésre kihasználatlan területek is alkalmasak lehetnek. Emellett a technológia fejlődésével egyre hatékonyabb panelek jelennek meg, így ugyanakkora területen egyre több energiát lehet termelni.
A napenergia termelése főként akkor történik, amikor adottak a megfelelő környezeti feltételek, viszont a fogyasztás nem mindig esik egybe ezzel. Emiatt az energiát tárolni kell, hogy később is rendelkezésre álljon. Jelenleg az energiatárolás, például akkumulátorok vagy hidrogénalapú megoldások segítségével, drága és korlátozott kapacitású, ezért nagyobb mennyiség esetén komoly kihívást jelenthet.
De vajon miként történik a napenergia hasznosítása, felhasználása?
Alapvetően két nagy csoportra érdemes bontani a napenergia begyűjtést és felhasználást:
A két technológiát sokan hajlamosak összetéveszteni, mert mindkettő esetében elmondható, hogy a napsugárzás energiáját használják fel, ám teljesen más módon történik az energia hasznosítása és felhasználása.
Míg a napelem olyan fotovoltaikus rendszer, amely a napból érkező elektromos sugárzást nyeli el (majd a töltött részecskék mozgásra kényszerítésével elektromos áramot hoz létre), a napkollektor ezzel szemben a nap energiáját — elektromos áram helyett — hő formájában hasznosítja. A kollektor belsejében található hőszigetelt tárolóban folyadék van, amelyet a napsugárzás felmelegít.
Ebből adódik, hogy a napkollektoros rendszert főleg azokhoz a rendszerekhez használják, amelyek meleg vízzel működnek (például: fűtés). Ezzel szemben a napelemek által begyűjtött energiát olyan megoldásokhoz is használhatjuk, amelyek működéséhez elektromos áramra van szükség.
De pontosan milyen berendezésekről, termékekről és eszközökről mondható el, hogy a nap energiája működteti őket, milyen napenergiával működő tárgyak léteznek, avagy pontosan mit működtet a nap energiája?
A jó hír az, hogy egyre több mindent. A legfontosabbak természetesen azok az eszközök és javak, amelyeket a leggyakrabban használunk: a lakóhelyeink, a közlekedési eszközeink és a legfontosabb háztartási gépeink.
Nemrég még elképzelhetetlen volt például, hogy elektromos autókkal járjunk, amelyeket a házunkra szerelt napelem panelek segítségével tölthetünk, amelyek ráadásul a ház és a benne található eszközök és berendezések nagy részét is működtetik (például: fűtés, beltéri és kültéri lámpák, konyhai eszközök, szórakoztató elektronika stb.)
Mára azonban valósággá vált. Mit működtet a nap energiája?
Íme a napenergiával működő eszközök hosszú (de nem teljes) listája:
Bár néhány eszköz napenergiával történő működtetése még várat magára (például repülőgép), ha követjük ezt az utat, amin az emberiség az utóbbi 1-2 évtizedben elindult, biztosak lehetünk benne, hogy előbb-utóbb erre is sor kerül. Ez pedig a lehető legjobb hír bolygónk szempontjából.
A napenergia hasznosítása két módon történhet. Ha elektromos áramot szeretnénk előállítani, akkor napelemeket használunk. Ha viszont a cél a hőtermelés, akkor napkollektorokra van szükség.
Az elmúlt években óriási ütemben növekedett a napenergia termelés Magyarországon. Míg 2010-ben a csúcsteljesítmény mindössze 1 MW volt, addig 2024-re ez az érték elérte a 6712 MW-ot. Ez azt jelenti, hogy az ország napenergia-kapacitása több mint hatezerszeresére nőtt!
A gyors kapacitásnövekedésben nagy szerepet játszottak a napelemparkok. Íme néhány jelentősebb hazai naperőmű az elmúlt évekből.
Napenergia Magyarországon:
A napenergia már most is az egyik legfontosabb energiaforrásunk, ez a trend pedig az idő előrehaladtával egyre hangsúlyosabbá válik.
A bolygónkat érő egyetlen óra napsugárzás több energiát ad, mint amennyit az egész emberiség egy egész év alatt el tud használni. A kulcs abban rejlik, hogy ennek az elképesztő mennyiségű energiának hogyan tudjuk minél nagyobb részét felhasználni.
Ma már rengeteg olyan eszköz létezik, amelyet a nap energiája működtet, ám ahhoz, hogy karbonsemlegessé váljunk, további fejlődésre van szükség. Az út és az irány tehát nagyszerű, a legnagyobb kérdést leginkább az idő jelenti.
Arról, hogy milyen feltételek befolyásolják mindezt, a MET fYOUture rovatában írunk.
