Az emberiség számára az egyik legfontosabb elem a napenergia, és ez már ősidők óta így van. A Nap nélkül az emberiség fejlődése semmiképp sem történhetett volna meg, hisz enélkül a gazdag, pótolhatatlan csillag nélkül az élet kialakulása bármilyen formája a Földön lehetetlenné vált volna.

A központi jelentőségű asztronómiai elemet ősidők óta nagy tisztelet övezi, és a modern korban ez a tisztelet egyfajta dependenciává alakult át, hisz valljuk be, egyre inkább nagyobb szükségünk van a Napra. Ennek fő oka, hogy a Nap olyan szintű energiát zúdít nap mint nap a Földre, melynek a nem kihasználása igazi pazarlásnak bizonyul. Egy kis kuriózumként érdemes megemlíteni, hogy a Földre 174 petawattnyi energia érkezik a napból az atmoszféra felső részeibe. Ennek körülbelül harminc százaléka visszatükröződik az űrbe, a maradékot a felhők illetve a földfelszín és az óceánok nyelik el. A napfény spektruma az infravöröstől a látható fényen keresztül az ultraibolyáig terjed. A földfelszín, az óceánok és az atmoszféra elnyeli a napsugárzást, növelve ezzel a hőmérsékletet. Az óceánokból elpárolgott vizet tartalmazó meleg levegő okozza a légáramlatokat. Amikor a levegő nagy magasságba ér, ahol a levegő hideg, a víz kicsapódik, ami felhőket formál és esőt okoz, megteremtve ezzel a víz körforgását. A víz kicsapódásának rejtett hője felerősíti a légáramlást, létrehozván olyan légköri jelenségeket mint a szél, a ciklon vagy az anticiklon] Az óceánok és a föld által elnyelt napenergia 14 Celsius-fokon tartja a Föld átlaghőmérsékletét.

A fotoszintézis segítségével a növények a napenergiát kémiai energiává alakítják, ami élelmet, fát, biomasszát és fosszilis tüzelőanyagokat hoz létre. A földfelszín, az atmoszféra és az óceánok által elnyelt napenergia 3,8 millió exajoule évente. Ez adat alapján 2002-ben a Földre jutó egy óra napsugárzás több energiát jelent, mint amennyit az emberiség egy év alatt felhasznál. Nem is csoda hát, hogy ezeket az adatokat tudva az emberiség egyre nagyobb figyelmet fordít a napenergiára, és egyre nagyobb hangsúlyt fektet ennek a kitermelésére. Ezért is terjedt el egyre jobban a napelem és napkollektor, amely e téren a legjobbnak bizonyul. Ám számtalan más módon is fel lehet használni e pótolhatatlan energiaforrást, és e cikkünkben erre szeretnénk fókuszálni.

A napenergia teljes kihasználása fontosnak bizonyul. A napenergiát a napsugárzásra használjuk; a geotermikus és árapály-energia kivételével minden megújuló energia, sőt a fosszilis tüzelőanyagok energiája is a Nap energiájából ered. A napenergia hasznosításának két formája a passzív, azaz az épületek tájolása, építőanyagok megválogatása, illetve az aktív, azaz a naperőművek, napkollektorok napelemek felhasználása. Az aktív, energiatermelő technológiákat szokás kínálati, a passzív, alternatív forrásokon spóroló technikákat keresleti oldali technológiáknak is nevezni. A hasznosítást tekintve három fő elemet érdemes kiemelni.

Az építészet és várostervezést tekintve is fontos szerepet játszik a napenergia. A napsugárzás az építészet kezdetei óta befolyásolja az épületek terveit. A görögök és a kínaiak által délre tájolt épületek voltak a napenergiát felhasználó építészet első példái, ami egyszerre adott világosságot és meleget. A Nap energiáját hasznosító építészet általános jellemzői közé tartozik a Nap iránti tájolás, a felszín kis aránya az épülethez képest, vagy a szelektív árnyékolás. Ezen elemek éghajlatnak megfelelő használata jól világított és komfortos hőmérsékletű tereket eredményez. Az újabb, napenergiát hasznosító dizájn számítógépes modellek segítségével teremt egyensúlyt a napenergia világító, fűtő és légmozgató hatásai között, melyeket gyakran az aktív napenergia – mint például napkollektor, napelem és állítható ablakok – tesz még hatékonyabbá.

A városi hőszigetek olyan nagyvárosi területek, melyek hőmérséklete meghaladja a környezetét, elsősorban a városokban használt építőanyagok, mint például az aszfalt és a beton, alacsony albedója és magas hő kapacitása eredményeként. Eme jelenség elleni legegyszerűbb megoldás az épületek és utak fehérre festése és fák telepítése lehet. Ezen megoldások használata egy esetleges Los Angeles-i program keretében mintegy 3 Celsius-fokos hőmérséklet-csökkenést eredményezne mintegy 1 milliárd dolláros költséggel, ami azonban évi 530 millió dollár megtakarításhoz vezethetne a légkondicionálók alacsonyabb felhasználása és csökkenő egészségügyi kiadások révén.

A mezőgazdaság, kertészet tekintetében is elengedhetetlen a napenergia. A mezőgazdaság és a kertészet igyekszik a Nap energiáját minél optimálisabban kihasználni a minél magasabb terméshozam érdekében. Erre olyan technikákat alkalmaz, mint a vetés tájolása, időzítése vagy a sorok közötti optimális távolság illetve a növények megfelelő keverése. Bár a napsugárzásról általában mint korlátlan erőforrást tartják számon, a kivételek, mint például a kis jégkorszak jelzik annak valódi fontosságát a mezőgazdaság számára. Fontos azt is megjegyezni, hogy a napenergiát a mezőgazdaság nem csupán növénytermesztésre használja, hanem olyan dolgokra is mint például vízpumpálás, szárítás vagy csirkekeltetés. Az üvegházak szintén a Nap energiájának minél erőteljesebb kihasználására jöttek létre, először a Római Birodalom történetében, melyek célja uborkatermesztés volt az egész év során Tiberius császár részére. A modern üvegházak a 16. századi gyarmatosító Európához köthetőek, melyek lehetővé tették a távolról érkező egzotikus növények hazai termesztését.

Értelemszerű, hogy a világítás is teljes mértékben kivitelezhető a napenergia segítségével. A természetes fény a történelem legnagyobb részében domináns szerepet játszott a világítás terén. A rómaiak már a 6. században elismerték a fényhez való jogot, melyet később, 1832-ben az angol parlament is megerősített. Bár a 20. századra a mesterséges fény lett a belső terek világításának leginkább elterjedt módja, a napfényt alkalmazó és hibrid technológiák alkalmasak az energiafogyasztás mérséklésére. A napfényt használó rendszerek összegyűjtik és szétosztják a beérkező napfényt, kiváltva ezzel a világításhoz és egyes esetekben a légkondicionáláshoz szükséges energiát, emellett pszichológiai szempontból is jobbak a mesterséges fényt használó rendszereknél. A technika alkalmazása során gondosan meg kell választani az ablakok típusát, tájolását és formáját, amihez gyakran árnyékolás, fénypolc vagy fénycsatorna használata is járul. Noha ezek a megoldások beépíthetőek meglévő épületek esetén is, a legjobb hatás a teljes mértékben naphoz alkalmazkodó dizájnnal érhető el, ami a világításhoz használt energia huszonöt százalékát is megtakaríthatja.

A napenergia hasznosítása már már kifogyhatatlannak bizonyul. épp ezért is érthető. hogy egyre nagyobb hangsúly esik ennek a teljes kiaknázására. Mindez azért fontos, hogy az emberiség mihamarabb rájöjjön, hogy egy olyan energiaforrás közvetlen közelében van, amelyet nem érdemes elpazarolni, semmibe venni.

 
Forrás: napelemek-napkollektorok.hu