Amerika jól áll a napsütéses órák számában, de Magyarország sem panaszkodhat

Vajon hol süt a legtöbbet a nap, a mi környékünkön vagy a bolygó másik féltekéjén? Napelemes nyelvre ezt úgy is fordíthatnánk, hova érdemes rendszert telepíteni?

A Föld, bár a Nap gyermeke, nem kap egyenletesen „táplálékot”, azaz napsugárzást. Ennek csillagászati okai vannak. A Földi koordináta rendszerében két jellegzetes határvonal van, a Ráktérítő és a Baktérítő, mely behatárolja a legjobban besugárzott területet, ez a „sun belt”, vagyis a NAP-öv. A keringési viszonyok miatt, ezt a területet minden évszakban sok napsütés éri. Amerikában nagyobb területek esnek ide, mint:

• Kalifornia
• Nevada
• Arizona
• Új-Mexikó
• Utah
• Texas

De itt vannak a nedves szubtrópusi területek is:

• Florida
• Georgia
• Dél-Kalifornia
• Észak-Kalifornia
• Texas
• Louisiana
• Mississippi
• Alabama
• Arkansas
• Tennessee

Hol van a világ legnaposabb területe? A világ legnaposabb területe Kaliforniában, a Nevada sivatagban található. Ez a föld “forró pontja”. Az alábbi térkép jól mutatja a világ legjobban besugárzott területeit.

Mikor süt a Nap meteorológiai pontossággal? Ezt a kérdést a meteorológusok régóta vizsgálják, a nemzetközi megállapodás szerint azonban akkor „süt a Nap”, ha a besugárzás mértéke eléri a 200 W/m2 értéket. Ehhez kötődik az “ezerrel süt a nap” szállóige is. Amikor pedig valóban 1000 W/m2 besugárzási teljesítmény mérhető, akkor az egy óra alatt beérkező energiával egy óráig tudnánk működtetni egy 1000 W-os vasalót vagy hajszárítót és mintegy 1,25 óráig használhatnánk 800 W-os barkácsgépünket. Ám sajnos ez az érték hazánkban ritkán mérhető. Magyarországon ugyanis csak a melegebb napokon találkozhatunk 900-1000 W/m2 értékkel. Nézzük, mi a helyzet Európában A szélességi fokokat tekintve Európa határai igen tágak, hiszen Norvégia és Ciprus is a kontinenshez tartoznak. A két ország között viszont óriási különbség van az időjárás tekintetében. Így, ha a józan eszünkre hallgatunk, akkor a “Cipruson tízszer annyi a napenergia mint Norvégiában?” kérdésre egyértelmű igennel válaszolunk. Csakhogy ez a válasz rossz. Az energiamérések szerint Európa legmelegebb és leghidegebb részei között a napenergiát illetően mintegy 2,7-3-szoros átfogás van. Vagyis a két szélsőérték közötti eltérés nem több, mint 477 óra (napi 1,3 óra). A 10 legnaposabb város Európában:

• Valletta, Málta (2,957 óra)  
• Marseille, Franciaország (2,858 óra)
• Lisszabon, Portugália (2,799 óra)
• Madrid, Spanyolország (2,769 óra)
• Athén, Görögország (2,771 óra)
• Nizza, Franciaország (2,724 óra)
• Monaco, Monacói Hercegség (2,724 óra)
• Tirana, Albánia (2,544 óra)
• Barcelona, Spanyolország (2,524 óra)
• Podgorica, Montenegró (2,480 óra)

Ha pedig nem lenne a Föld forgástengelyének kibillentettsége, akkor valahogy így nézne ki a besugárzottság. Ez sokkal kedvezőtlenebb, mint a jelenlegi „évszakváltó” helyzet.

Hova nem érdemes napelemet telepíteni? Nincs ilyen hely a Földön. Persze a sarkkörön túl jelentős változás van az időjárásban, előfordul, hogy több napig nem megy le a Nap, és az is, hogy több tartós sötétség van. Így a sarki éjszaka ideje alatt természetesen nem lehet napenergiát hasznosítani, viszont a többi időszakban már igen. Magyar viszonyok Hazánk igen jó helyzetben van a napenergia hasznosítást illetően. Kellő erősségű a besugárzás és sok napos óra jellemzi az országot. A fő kérdés már csak az, hogy profi szakértelemmel vannak-e telepítve a napelemes rendszerek. A fizika törvényei szerint, ha sugárzó energiaforrásból akarunk energiát kinyerni, akkor a legoptimálisabb helyzet, ha a felfogó felület merőleges a sugárnyalábra. A földgömb alakját figyelembe véve a legkedvezőbb helyzetet akkor kapjuk, ha a napelemet a vízszintes síkból a helyi szélességi foknak megfelelő szögben emeljük fel. A téli időszakban ezt emeljük meg 15 fokkal, a nyári időszakban pedig csökkentsük 15 fokkal. Sajnos a magyarországi telepítők között elterjedt megoldás (felületesen szerzett internetes információk alapján), hogy 30-35 fokra emelve telepítenek rendszereket, ami egyáltalán nem optimális. Ha nem a kellő szögemelést alkalmazzuk, a veszteség akár 8-10% is lehet. Magyarország 3 legnaposabb városa:

• Pécs (2061 óra)
• Szeged (2025 óra)
• Debrecen (1982 óra)

Mennyi energiát tudnánk kinyerni a Napból? A besugárzási energiát nem nehéz 100%-osan kinyerni, viszont az energia kinyerési folyamat több részből áll és minden részfolyamatban vannak veszteségek. A legelső lépés az energia felfogása, ami a napelem felületével történik. A napelem félvezető cellái felfogják a besugárzást és egy szétválasztási folyamat során villamos árammá alakítják. Ez a foto-elektromos átalakítás, melyet 1839-ben fedezett fel Becquerel. Hogy iparszerűen használhassuk ezt az energiát sok egyéb kiegészítő rendszerelemet kell alkalmaznunk (kábelek, inverter, stb.), melyek mind veszteséget okoznak. De a folyamatban nem csak a besugárzás, a napelemek tulajdonságai, a telepítési körülmények fontosak, a hőmérséklet is. Pontosabban: minél magasabb a hőmérséklet, a napelemek annál kevesebb energiát képesek átalakítani. Ezért a hideg napos idő a legjobb. Nem gyakran előfordulhat, hogy egy hidegebb téli napon több energiát kapunk mint a nagy nyári melegben. A magyarországi átlaghőmérsékletek alakulását mutatja a következő térkép (OMSZ honlap).  

Végeredményben, a napelem tökéletes megoldás, ha szeretnénk függetlenedni az áramszolgáltatóktól és a Nap erejével termelni annyi áramot, amennyit családunk felhasznál.