Azt az energiát, amely az összes a Földön található és kitermelhető kőolajkészletekben rejlik, a Nap 1,5 nap alatt sugározza a Földre. Az emberiség jelenlegi, évi energiafogyasztását a Nap egy órányi energiakibocsátása teljes egészében fedezné.

Ugyanakkor a napelemek elterjedését nagymértékben hátráltató tényező az áruk, aminek két fő oka az előállításuk energia- és csúcstechnológia-igényessége, a kis széria, továbbá, hogy csak napsütésben képesek hatékonyan működni. Az utóbbi években azonban (főként a kínai napelemgyártás felfutása, és a tömegtermelés megjelenése miatt) folyamatosan csökken a napelemek ára. Korábbi szakmai előrejelzések 2010 utánra várták, hogy a napelemmel termelt áram ára megegyezzen a fosszilis energiatermelés költségével, de ez eddig még nemcsak nem következett be, hanem a 2014-ben bekövetkezett nagymértékű nyersolajár-csökkenés az ár egyenérték elérését, legalábbis ideiglenesen, jobban eltávolította.

Napenergia

Napelem

A napelem vagy fotovillamos elem, amit az idegen photo-voltaikus kifejezésből a magyar irodalom olykor PV elemnek is nevez, olyan szilárdtest eszköz, amely az elektromágneses sugárzást (fotonbefogást) közvetlenül villamos energiává alakítja. Az energiaátalakítás alapja, hogy a sugárzás elnyelődésekor mozgásképes töltött részecskéket generál, amiket az eszközben az elektrokémiai potenciálok, illetve az elektron kilépési munkák különbözőségéből adódó beépített elektromos tér rendezett mozgásra kényszerít, vagyis elektromos áram jön létre. Ez a jelenség bármilyen megfelelő fényspektrummal rendelkező fényforrás esetén is lezajlik, nem szükséges kizárólagosan napfény.

A napelemekre általában 20-25 év a garancia, jellemzően 20-40 év az élettartamuk. A napenergia hasznosításában hosszabb távon számottevő növekedés várható.

A napelemek eltérnek a ma létező nagy teljesítményű naperőművektől. Ezek jellemzően más technológiát alkalmaznak; a naphőerőművek esetén a Nap sugárzó hőenergiáját folyadéknak adja át sugárzó hőátadással ami túlhevítéssel gőzturbina meghajtásos villamos generátorral szolgáltat áramot. A napelemmel való áramelőállítás előnye, hogy működése nem jár semmiféle melléktermék kibocsájtásával, így környezetkímélően működik és a napsugárzás kifogyhatatlansága miatt megújuló energiaforrás, hátránya a magas telepítési költség, valamint a napsugárzástól függő rendkívül váltakozó teljesítmény és az egyenetlenül előállított energia nehéz tárolhatósága.

A napelem a Napból érkező sugárzást közvetlenül áramfejlesztésre hasznosítja. Az energiaátalakítás alapja, hogy a sugárzás elnyelődésekor mozgóképes töltött részecskéket generál, melyek irányított mozgása egyenáramot állít elő. A napelemeket kisebb méretben szokás hasznosítani. A sok egymás mellé telepített napelemeket fotovillamos erőműnek nevezzük.

Napkollektor

A napkollektor a napsugárzást közvetlenül hőenergiává alakítja át. A Nap segítségével előállított hőenergiát különböző közegek felmelegítésére, mint például vízmelegítésre lehet használni, melyet fűtési célokra lehet felhasználni.

A napkollektor megtérül.

Szemben az egyéb műszaki berendezéseiddel, amik sose térülnek meg. (A bojlered, a kazánod sose térül meg! A TV-d, a mobiltelefonod sose térül meg! Az autódról ne is beszéljünk…)

A napkollektorok viszont megtérülnek! A legrövidebb megtérülési idő a napkollektorok esetén 2-3 év. (főként villanybojler használók esetén)

A fűtésrásegítéses rendszernél már hosszabb időről beszélünk, jellemzően 8-10 éves időtartamról, ami sokkal kedvezőbb, mint a kazánod esetén.

A napkollektor azért térül meg, mert INGYENES a működtetése. Csak napsütésre van szüksége és dolgozik részedre.

Naphőerőmű

A naphőerőmű egy közvetítő közeg közbeiktatásával állít elő hő-, majd villamos energiát. A Nap sugárzását egy hőhordozó közegre (speciális olajok, olvasztott só, stb) fókuszálják (pl. tükrök, úgynevezett heliostatok, segítségével), és az abból keletkezett hőenergiát használják fel áramtermelésre. A működési elv a továbbiakban nem különbözik a közönséges hőerőművektől vagy atomerőművektől. A meleg közeg hőenergiája révén gőzt fejlesztenek, mely turbinákra vezetve mozgási energiává alakul, majd a mozgási energia meghajtja a generátorokat, amivel elektromos áramot lehet előállítani. A naphőerőművek a felmelegített közeg tárolása révén folyamatos villamosenergia-előállításra is képesek.

Mennyi a megtakarított villamos energia ára?

Az egyszerűsített megtérülési idő kiszámítása:

Az egyszerűsített megtérülési időt úgy tudjuk kiszámolni, ha az egységnyi teljesítményű napelemes rendszer beruházási költségét elosztjuk a rendszer által egy év alatt megtermelt villamos energia árával. Vagyis:

Megtérülés [év] = Beruházási költség [Ft] / (Megtakarított energia [kWh/év] x Energia ár [Ft/kWh])

A megtérülési idő 1 kW beépített teljesítményű napelemes rendszerre vonatkoztatva, átlagosnak tekinthető 550.000 Ft bruttó beruházási költség és 1100 kWh éves villamos energia megtakarítás esetén:

550.000 [Ft] / (1100 [kWh/év] x 37,56 [Ft/kWh]) = 13,31 év

Első közelítésben tehát azt kaptuk, hogy egy hálózatra tápláló napelemes rendszer a jelenlegi (sokadik rezsicsökkentés utáni) áramár mellett megközelítőleg 13 év alatt térül meg.

Az egyszerűsített számítás során nem vettünk figyelembe egy sor lényeges tényezőt. Nagyon fontos számolni az energia ár változásával, a karbantartás költségeivel és a napelemek bizonyos fokú teljesítménycsökkenésével is. Azt is érdemes megvizsgálni, hogy egy napelemes rendszer mennyivel jövedelmezőbb, mintha a beruházás költségét bankbetétben helyeznénk el. Lényeges, hogy a beruházáshoz igénybe vettünk-e állami támogatást. Mindezeket az ún. annuitás módszerével végzett számítás során vehetjük figyelembe.

Az itt nem részletezett számítás során a fenti értékek felhasználásával valamivel rövidebb 12 éves megtérülési idő adódik.

Szélenergia

A szélenergia a levegő mozgási energiáját jelenti. Ezen energiát az emberiség már régóta hasznosítja különböző energiaátviteli-módszerek segítségével. A vitorláshajók mellett a legöregebb ebbe a kategóriába tartozó technológia a szélmalom, amelyben a szélenergia csak mechanikus szerkezetet működtetett és fizikai munkát végzett, mint a gabonaőrlés, vagy a víz szivattyúzása. Ennél modernebb felhasználási formája a szélturbina lapátjainak forgási energiáját alakítja át elektromos árammá. A szélturbinákat ma már ipari méretekben, nagy csoportokban is felhasználják szélfarmjaikon a nagy áramtermelők, de nem ritkák a kis, egyedi turbinákat működtető telepek sem, amelyeknek különösen olyan környezetben veszik nagy hasznát, amelyek távol vannak a nagyfeszültségű elektromos hálózattól, ezért költséges lenne a felhasználás helyéig kiépíteni a vezetékeket.

A szélenergia felhasználásának előnye, hogy működése nem jár semmiféle melléktermék kibocsájtásával, így környezetkímélően működik és a szél kifogyhatatlansága miatt a megújuló energiaforrások közé sorolható, hátránya a magas telepítési költség, valamint az aktuális időjárástól rendkívül váltakozó teljesítmény és az egyenetlenül előállított energia nehéz tárolhatósága.

Geotermikus energia

A geotermikus energia a Föld belső hőjéből származó energia. A Föld belsejében lefelé haladva kilométerenként átlag 30 °C-kal emelkedik a hőmérséklet. A földkérgen tapasztalható geotermikus energia részben a bolygó eredeti létrejöttéhez (20%), részben a radioaktív bomláshoz (80%) kapcsolódik. Magyarországon a geotermikus energiafelhasználás 1992-es adat szerint 80-90 ezer tonna kőolaj energiájával volt egyenértékű. A geotermikus energia korlátlan és folytonos energia nyereséget jelent. Termálvíz formájában nem kiapadhatatlan forrás. Kitermelése viszonylag olcsó, a levegőt nem szennyezi.

A geotermikus energia egy megújuló energiaforrás, ami a legolcsóbb energiák közé tartozik. Mára Spanyolország a legnagyobb zöldenergia felhasználó. Magyarországon sok geotermikus energiát használnak fel, sok híres termálfürdő van. A geotermikus fűtés kb. 5 év alatt térül meg. Magyarországon a termálvíz 2 km-nél 120 fok is lehet.

A termálkútból feltörő vizet gáztalanítják, ülepítik, sótartalmát részben eltávolítják, a felhasználás helyére szivattyúzzák, a lehűlt vizet pedig valamilyen vízáramba, vízgyűjtőbe vezetik. Amennyiben nincs vízutánpótlás, a rétegenergia csökkenése következtében idővel kevesebb vizet adnak.

A csökkenő víznyomást kompresszorral, búvárszivattyúval lehet növelni, de nem gazdaságos ez az eljárás. A legjobb megoldást a kitermelt és már lehűlt víz visszasajtolása jelenti, ami mérsékli a mély rétegekben található vízszint csökkenését. A hőhasznosításon túljutott termálvizek ugyanazon vízadóba történő visszasajtolása hazánkban jogszabályi kötelezettség is (147/2010. (IV. 29.) Korm. rendelet), bár a Magyar Kormány technikai, illetőleg anyagi okokból 2025-ig felfüggesztette az energiahasznosítás céljából kitermelt termálvíz visszasajtolási kötelezettségét a mezőgazdasági termelők számára.

Hivatkozások:

http://naplopo.hu/miert-napenergia/gazdasagossag-megteruelesi-ido/napelemek-megteruelese

https://hu.wikipedia.org/wiki/Napelem

https://hu.wikipedia.org/wiki/Geotermikus_energia