A napenergia jellemzői, hasznosítható napsugárzás és viszonyai. Ismerkedjünk meg a földi élet elsődleges energiaforrásával a Nap égitest jellemzőivel. A Föld felszínén hasznosítható napenergia mérhető értékeit, a hazai sugárzási adatokat, a napenergia hasznosítás alap adatait vesszük sorra. A folytatásban a jellemző hasznosítási irányok az aktív és a passzív lehetőségek irányába léphetünk tovább.
A napenergia jellemzői
A Nap sugárzásából adódóan a földi élet számára elsősorban az elektromágneses sugárzás, a fény a legjelentősebb. A Nap sugárzó teljesítményének a Földet érő része mintegy 173*1012 kW, ami több ezerszeresen meghaladja a jelenlegi energiaigényünket. Az átlagos intenzitás mértékéül az ún. napállandót használjuk, amelynek értéke: I0 = 1353 W/m2, és a Föld légkörének határát elérő sugárzás nagyságát adja meg.
A sugárzás egy része közvetlen (direkt) módon jut el a Föld felszínére, míg másik része a légkör szennyezettsége (por, vízgőz, stb.) miatt megtörik, részben visszaverődik, amelyből végül is kialakul a szórt (diffúz) sugárzási komponens. A teljes (totális vagy globális) sugárzás: Itot=Idir+Idiff
A napsugárzásból nyerhető energia a sugárzás hullámhosszától jelentős mértékben függ. Az egyes légköri szennyeződésekben különböző hullámhosszakon különböző mértékű a sugárzás elnyelődése.
A ténylegesen kinyerhető, hasznosítható napsugárzás függ továbbá az alkalmazás földrajzi helyzetétől valamint annak idejétől, beleértve az évszakot és a napszakot is, ami lényegében a napmagassággal (a napsugár vízszintessel bezárt szögével) magyarázható. Továbbá befolyásolja a levegő relatív nedvességtartalma, a felhősödés mértéke és az ún. homályosság. A felhősödés jelentősen és azonnal ható befolyásoló tényező. A homályosságot az adott terület környezetszennyeződési viszonyai határozzák meg, az ipari tevékenység füst-, illetve gázkibocsátása okozza.
Jellemző értékei:
- tiszta idő, derült nap 2;
- hegyvidéki területek 2,8;
- falu 3,5;
- város 4;
- ipari területek 5.
Budapestre 3 - 4,5 között mozog. Azt jelenti, hogy a fényáteresztés ennyiszer nagyobb tiszta légkör áteresztési tulajdonságaival tekinthető azonosnak.
Földfelszínt érő átlagos napsugárzás
A napállandóval jelzett 1353 W/m2-es értékből kb. 250 W/m2 elnyelődik a légkörben. A légkör felső határáról a világűrbe történő visszasugárzás mértéke kb. 100 W/m2. Ezekből következik, hogy a Föld felszínén mérhető napsugárzás mértéke ideális esetben mintegy 1000 W/m2.
A felszínre jutó tényleges sugárzás nagyobbik részét (~58 %) a szárazföld, a növényzet, a tengerek elnyelik, míg a kisebb része (~42 %) visszaverődik a légkör felé. A visszaverődés mértékét kifejező számot albedónak nevezzük. Néhány tipikus felszíni lefedés esetén:
- friss hó 0,84;
- kavics, durva homok 0,15;
- erdő 0,05-0,18;
- földfelszín átlagos 0,42.
Jellemző napsugárzási adatok Magyarországon
Magyarországon a globál sugárzás értéke a déli órákban átlagos napsütés esetén a téli félévben (október-március) 250-600 W/m2, a nyári félévben (április-szeptember) 600-1000 W/m2 között változik. A szórt sugárzás aránya elérheti a 40-50 %-ot is.
Budapesten vízszintes felületen mért napsugárzás-intenzitás átlagos értéke egy évben 1164 kWh/m2, a tényleges napsütéses órák száma 2057 óra.
Most pedig ismerkedjünk meg a napenergia hasznosításának területeivel:
Napenergia aktív és passzív hasznosítása►►►