Eleanor Goldstein - Elaine Weingarten: Energy (Sirs Digest) Boca Raton, FL : SIRS Social Issues Resources Series, Inc., 1990 A 21. cikk fordítása Dr. Adorjánné Farkas Magdolna fordítása [ Rich Text formátumban, tömörítve letölthető] Napenergia Bőven rendelkezésünkre álló energia A Nap óriási mennyiségű energiát termel minden nap. A napfény százezerszer több energiát biztosít az egész világ elektromos energiatermelésénél. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának 1980-as évi beszámolója szerint: "a napenergia kimeríthetetlen, mindenütt rendelkezésre álló, nem igényel üzemanyagot, nem károsítja a környezetet és nem jelent más nemzetektől való függőséget." Egy ősi energiaforrás Az emberek évezredek óta használják a Nap hőenergiáját. Az emberek már ősidőktől fogva figyelembe vették a Nap melegítő képességét a házaik építésénél. Az amerikai indián őslakosok, akik délre néző házakat építettek a XI. és XII. században, ismerték a napenergiát hasznosító építési módokat, hasonlóan más, még korábbi észak-amerikai törzsekhez, akik sziklaképződményeket használtak a hő tárolására. Az ókori görög és római épületek a Nap felé néztek, hogy összegyűjtsék a meleget. Európában a középkori kővárak masszív falainak hasonló céljuk volt - nappal összegyűjtötték a Nap hőjét, hogy az melegen tartsa a várat éjszakára. A napenergia befogása ma A csapdába ejtett napfényt fel lehet használni levegő vagy víz felmelegítésére. Ha a napsugarakat tükrök felhasználásával összegyűjtik, el tudják érni a víz felforralásához szükséges hőmérsékletet. A forrásban lévő víz gőze elektromos generátorok meghajtásához használható fel. Aktív napkollektorok Az "aktív" napkollektorok csapdába ejtik és levegőben vagy vízben tárolják a Nap hőjét. A felmelegített levegőt vagy vizet pumpák vagy ventillátorok segítségével keringtetik az épületben. A lapos tányérkollektor a leggyakrabban használt aktív szerkezet a napenergia befogására. A napkollektor egy fekete fém tányérból és szigetelt, üveg- vagy műanyagburkolatú dobozban elhelyezett rézből készült vízcsövekből áll. A szerkezetet az épület tetejére úgy helyezik fel, hogy a Nap felé nézzen. A fekete fém gyorsan elnyeli a napsugarak melegét. A hő a csövekben lévő vízbe áramlik, amely elvezeti azt az épületben lévő tárolóba. A XX. század elején az Egyesült Államok melegebb részein többféle napkollektort használtak. Egy nyitott medencébe vizet engedtek. A Nap által felmelegített vizet mosásra vagy fürdésre használták. A napenergiát hasznosító vízmelegítők ezreit használták Miamiban egészen az ötvenes évek elejéig, amikor az emberek többsége áttért az elektromos vízmelegítőkre. Az elektromosság akkor olcsó volt, és az emberek örültek annak, hogy a meleg víz állandóan a rendelkezésükre állt. A napenergiát felhasználó hagyományos vízmelegítők ugyanis esős napokon nem működtek. Amikor az elektromosság ára megemelkedett a hetvenes évek elején, a magas olajáraknak köszönhetően, néhány amerikai újra érdeklődni kezdett a napenergia iránt. A mai napkollektorok hatékonyabbak a régieknél. Elektromos vízmelegítővel kombinálva megbízható melegvíz források és használatuk csökkenti a villanyszámlát. Ma sokféle méretű, típusú és árú napkollektor van. Az aktív napkollektorokat ott érdemes alkalmazni, ahol a tetőt éri a napfény. Ezeket könnyen fel lehet szerelni a legtöbb épület tetejére. Ha egy kollektor teljesen ki tudja elégíteni az épület energiaszükségletét, akkor az energia szállításához és szétosztásához szükséges hálózat kiépítésének óriási költsége megtakarítható. Az 1980-as években az amerikai otthonok és irodák elektromos energia költségének 70%-át adták ezek a költségek. Passzív kollektorok A középkori kastélyok építőihez hasonlóan, sok mai építkezésnél alkalmaznak jól szigetelt falakat, dél felé néző ablakokat és kerámia- vagy kőpadlót a Nap hőjének elnyelésére és megőrzésére. Ez a hő melegíti a szobákat és ezért kevesebb elektromos- vagy gázfűtést kell használni. A passzív rendszerekben maga az épület nyeli el és tárolja a napenergiát. Naperőművek Kaliforniában két sikeres naperőmű működik. Mindkét erőműben a napenergiát víz felforralására használják. A víz forralásával keletkező gőz egy elektromosságot előállító turbinát forgat. Az Első Számú naperőműben, amely egy tíz megawattos erőmű, a Nap energiáját tükrök segítségével összegyűjtik egy un. naptoronyba. A másik erőműben egy 0,12 négyzetkilométernyi területen elhelyezett 700 különálló sűrítő-kollektor gyűjti össze a Nap energiáját. Ez az erőmű öt megawatt elektromosságot termel. Műszaki kísérletekkel kimutatták, hogy ezzel az erőművel olcsóbban lehet elektromosságot termelni, mint olajjal, szénnel vagy gázzal. Néhány hátrány A Nap energiája ingyen elérhető mindenki számára, azonban egyenetlenül és időszakosan éri a Földet. Az eltérő éghajlat és földrajzi elhelyezkedés miatt néhány terület kevesebb napfényt kap, mint a többi. A napenergia nehezen szállítható hosszú távolságra. A napkollektorok építési költsége és a szükséges berendezések ára is magas lehet. A napelemek Az egyik legjelentősebb előretörés a napenergia felhasználásában 1954-ben következett be, amikor a napelemet vagy napcellát kifejlesztették. Ezek a cellák képesek arra, hogy a napenergiát közvetlenül elektromossággá alakítsák. A napcellák átalakítják az energiát A napcellák az anyag fizikai tulajdonságait használják fel az elektromosság termeléséhez turbinák, generátorok vagy egyéb mechanikai eszközök használata nélkül. Amikor bizonyos fényérzékeny anyagokat napsugárzás ér, elektronáramlás vagyis elektromos áram keletkezik. A napcellákban felhasznált szilícium egy bőségesen rendelkezésünkre álló, nemfémes elem, amely a természetben az oxigénnel kapcsolódva alkotja a homokot és a kvarcot. Két nagyon vékony szilícium réteget helyeznek el minden napcellában. A szilícium atomok egy részét mindkét rétegből eltávolítják és az egyik rétegben bór atomokkal helyettesítik őket, a másikban pedig foszforral. Egy dróttal kötik össze a rétegeket. Amikor a napcellát fény éri, az elektronok a dróton keresztül átáramlanak az egyik szilícium rétegből a másikba. A napcellákat elektromosan össze lehet kapcsolni, így napmodulok hozhatók létre, amelyek a napenergiát elektromos energiává alakító rendszerek legfőbb építőkockái. Az Amerikai Energiaügyi Minisztérium szakértői szerint elméletileg "egy szilícium cella képes lehetne a Nap energiájának körülbelül 25%-át elektromossággá alakítani. Gyakorlatban eddig 16%-os eredményt értek el." Negyven összekapcsolt napcella képes arra, hogy elegendő energiát termeljen egy 12 voltos autó-akkumulátor feltöltéséhez. A napcellák gyártásának magas költségei korlátozták a használatukat az elektromos energia iparban, habár a gyártás költségei gyorsan csökkentek 1954 óta. Ma már a napelemek és az olaj által termelt elektromos energia költségei összemérhetők. A napelemeket sikeresen használják olyan kis szerkezetek energiaforrásaként, amelyeknek nagyon kevés elektromosságra van szükségük, ilyenek például a számológépek, egyes játékok vagy a fényképezőgépek. Napelemek segítségével látják el energiával a lakatlan területeken elhelyezett meteorológiai berendezéseket, és csaknem az űrkorszak kezdete óta a legtöbb űrhajó elektromos energiaigényét is napenergiával elégítik ki.

Ismertetés

Katalógus