A napsugárzáson alapuló megújuló energiaforrások (biomassza, víz, szél és napenergia) a világ gyakorlatilag minden országában képesek fedezni minden típusú energiafogyasztást.
A nap az egyetlen energiaforrás, amelyre az emberiség teljes mértékben támaszkodhat. A napenergia mindent meg tud adni számunkra, amit az energiától elvárunk, gyakran nagyon egyszerűen, tisztán és kockázat nélkül. Ez nemcsak áram, hő és fény otthonaink számára, hanem üzemanyag a környezetbarát autók üzemeltetéséhez is. A Földre eső napfény mennyisége egy év alatt akár 20 000-szer nagyobb, mint a világ energiafogyasztása. A napsugárzásban szegény területeken (pl. Észak-Európa) még a családi ház tetejére hulló energia is tízszerese, mint az elektromos készülékek fűtésére és üzemeltetésére fordított fogyasztása. A megújuló energiaforrásokból történő villamos energia előállításának számos módja van.
Egy másik potenciális forrás, amelyet gyakran megújulónak minősítenek, a geotermikus energia. Noha nem közvetlenül a napenergiából származik, mert a Föld forró magjából származik, de a föld felszíne alatti hatalmas tartalékai miatt a geotermikus energia kimeríthetetlen forrásnak tekinthető.
Napenergia
A napforrás pillanatnyi teljesítménye a légkörben 1,7,0101 W vagy 1,5,018 kWh/év. Földrajzi viszonyaink szerint az 1 m2 területre hulló energia eléri a 2450-5400 kJ energiaértéket, amely elegendő 30 liter víz 20–43 fokos melegítésére. Alapos megfontolás után a háztartási szükségletekhez szükséges meleg víz 60-70% -át napkollektorok fedezhetik. A napsugárzás homogénebben oszlik el, mint bármely más üzemanyag tartalék a Földön.
A napenergiával történő villamosenergia-termelés manapság gyorsan növekszik a világban, és itt a legfontosabb technológia az ún fotovoltaikus cellák. Kisebb mértékben a napsugárzásnak az abszorberben lévő parabolikus tükrök által történő koncentrálását és a generátor meghajtására használt gőz későbbi előállítását is alkalmazzák. A parabola tükrökkel ellentétben, amelyek gyakorlati alkalmazása a napsugárzásban nagyon gazdag területekre korlátozódik, a fotovoltaikus cellák használata a mi körülményeink között is lehetséges. A napsugárzás passzív használata azt jelenti, hogy az épület megfelelő felépítésével és elhelyezésével jelentősen csökkenthetjük az energiafogyasztást.
A következő elvek érvényesek:
A ház építési helyének naposnak kell lennie, és fákkal vagy természetes sáncokkal védve kell lennie a széltől. A déli fekvésű ablakoknak nagynak kell lenniük - a beeső sugárzás elnyeléséhez, az északra néző ablakok kicsiek a hőveszteség megakadályozása érdekében. A nappali fény használata ugyanakkor csökkenti a mesterséges megvilágítás és a légkondicionálás szükségességét. Az ablakoknak vakokkal kell rendelkezniük, hogy megakadályozzák a helyiség túlmelegedését nyáron és az energiaveszteséget télen. Különösen előnyös a falak hőszigetelése, hogy a hő ne hatoljon kifelé, hanem visszaverődjön a helyiségbe. Minden módosítás nélkül egy kelet-nyugati fekvésű háznak 5% -kal kevesebb energiára van szüksége a fűtéshez, mint egy észak-déli fekvésű házhoz. Az északi fekvésű konyha csökkentheti a hűtőszekrény energiafogyasztását. A hálószobát kelet felé kell orientálni, hogy a ház lakói felébredhessenek a reggeli napsütésben. Nappali déli irányban, így az esti pihenés alatt is élvezheti a napsütést. A télikertek (az épületen kívüli üvegezett területek) további üvegházhatást eredményeznek, és megakadályozzák a hőveszteséget az épület falain keresztül. Ilyen üvegezett terek használatával a házak energiafogyasztásának csökkenése akár 20% -ot is elérhet.
NAPGYŰJTŐK
A helyiségekben levő meleg mellett szükségünkre általában meleg vízre van szükségünk, általában 40–60 Celsius fokos melegre. Jelentősen meghaladja a szobahőmérsékletet, amelyet részben a napsugárzás passzív felhasználásával biztosíthatunk. A megoldások az ún napkollektorok. Ha nyáron véletlenül megég egy autó kerekén, önkéntelenül is megismerkedett a napkollektor tevékenységével a gyakorlatban. Az üvegen áthaladó napsugárzás elnyelődik az anyagban, és hővé alakul át benne. A napkollektorban ez a hő elnyelődik pl. a kollektorcsövekben folyó vízben, amelyek továbbítják az energiát a melegvíz-tartályba. Az abszorber alulról hőszigetelt, és fagyálló keveréket gyakran kevernek a vízbe, amely lehetővé teszi a víz melegítését télen is. Hőcserélőre van szükség ebben az esetben (nem akarunk fagyállót meleg vízben). Körülbelül 6-8 m2 napkollektorra van szükség egy 4 tagú háztartás melegvíz előkészítéséhez. Gyakorlatilag áprilistól októberig tudunk ilyen módon forró vizet biztosítani. A téli melegvízkészítéshez szükséges kazán szükséges, de az energia- és pénzmegtakarítás akár 40% -ot is elérhet, nem beszélve a napenergia „üzemanyagának” ökológiai előnyeiről.
FOTOVOLTIKUS CIKKEK
A fotovoltaikus cellák lehetővé teszik a napsugárzás közvetlen átalakítását elektromos energiává. Ez a folyamat az ún fotovoltaikus hatást 1839-ben fedezte fel Edmund Bequerel. Ezt a jelenséget az jellemzi, hogy egy elektront közvetlenül a napsugárzás fotonja dob ki pályájáról. 10% -os hatékonyságú 100 cm2-es fotovoltaikus cella tiszta watton 1 watt villamos energiát képes előállítani. Jelenleg az ún amorf szilícium sejtek, amelyek egy ezred milliméter vastagságú vékony film formájában rakódnak le egy hordozóra. Ilyen kevés aktív anyag igényével egy gramm szilícium képes élettartama alatt hasonló mennyiségű villamos energiát termelni, mint egy gramm urán egy atomerőműben. Ezenkívül a szilícium 5000-szer gyakoribb a földkéregben, mint az urán, és nem termel radioaktív hulladékot. A talajon több mint elegendő szilícium van - a homok tömegének legfeljebb a fele szilícium.