Passzív szolárházak, nullenergiás és pluszenergiás épületek: mindegyikük alapja a napenergia két úton (passzív, illetve aktív) történő hasznosítása, a megújuló energiaforrások alkalmazása, valamint a hazai hőszigetelési szabványokat messze felülmúló szigetelés. Az ilyen épületek 20-60 százalékkal többe kerülnek ugyan, mint a hagyományosak, ám a többletberuházás a melegvízellátás és a fűtés elképesztően alacsony, sőt nullszaldós rezsijével 10-15 év alatt megtérül. v
Attól függően, hogy a napenergia milyen mértékben vesz részt a ház energiafelhasználásának fedezésében, beszélhetünk kis (másként alacsony) energiájú, nullaenergiájú és pluszenergiájú házakról.
Alacsony energiájú háznak az nevezhető, melynek fűtési energiafogyasztása az érvényes szabványhoz képest 30 százalékos energiamegtakarítással, egy négyzetméter alapterületre vetítve évente kb. 70 kilowattóra fogyasztással képes üzemelni. Ezt korszerű építőanyagokkal, fokozottabb hőszigeteléssel érik el.
A passzív napházak olyan épületek, amelyek a nap energiáját gépészeti eszközök nélkül igyekeznek minél nagyobb mértékben hasznosítani, és azt minél tovább megőrizni. A legszerényebb új építésű passzív szolárházzal, jó tervezéssel és mindössze 5-10 százalékos többletköltséggel az évi fűtésszükséglet akár 50 százalékát is megtakaríthatjuk. Meglévő épületeknél a körülményektől függően 30-40 százalékot spórolhatunk, miközben egy új, időszakos használatú élettérrel gazdagodhat az épület.
A komolyabb passzív napházakban a szabványokhoz képest túlméretezett hőszigeteléssel (aljzatban, külső falakon 10-12 centiméter, födémben 20-25 centiméter) a belső nyereségekkel (azaz a háztartási gépek, bent tartózkodók hőveszteségével), valamint a napenergia – csapdás – hasznosításával a fűtés döntő hányadban biztosítható. Ezek az épületek már 80?85 százalékos megtakarítással, évi 15 kWh/m2 hőigénnyel működnek.
A napenergia passzív hasznosítása nem teljesen új keletű találmány. Ennek legegyszerűbb példája a hagyományos parasztház, amely egyszerű, kompakt téglalap formájával minimalizálta a hőveszteséget. A falazatként használt vályog jól szigetelt, tömegénél fogva pedig jó volt a hőtároló képessége.
Alapjában véve passzív napenergia-hasznosító minden olyan épület, amely környezeti adottságai, építészeti kialakítása következtében képes kiaknázni a nap sugárzását mint energiaforrást. A ház kitárulkozik a nap felé, külső átlátszó (üveg, polikarbonát) felületei beengedik a napfényt, mely vagy közvetlenül átadja hőjét a belső térnek, vagy elnyelődik a helyiség felületein (padlózat, beton, vályog hőtároló fal, kavics hőpuffer) és onnan késleltetve – amikor éppen szükség van rá – érkezik ismét a helyiségbe.
A passzív napenergia-hasznosítás a napsugárzás hőenergiájának elnyeletésén, a hőenergia tárolásán, végül leadásán nyugszik. Tárolásra a napsugárzás és a fűtés iránti igény közötti időeltolódás miatt van szükség (nappal, éjszaka, derült, borult idő). Jellegzetes az építészeti megformálás, a keleti, déli, nyugati oldalakon nagyméretű, nagyon jó hőszigetelő képességű üvegfelületek helyezkednek el, míg az északi oldalon nincsenek, vagy csak kis nyílások vannak.
A direkt passzív hasznosító rendszerek esetén az előbbi három feladatot ugyanaz a tér látja el. Indirekt hasznosításnál a feladatok térben tagozódnak, az elnyelt hőenergia csillapítva, késleltetve jut a belső térbe, a falak nyári árnyékolásáról gondoskodni kell. Szükségesek a napterek, mint a fűtés nélküli, épülethez csatolt télikertek, üvegházak, valamint a szoláris légtechnikai rendszerek az energia meleg levegős szállítására.
A passzív hasznosítás főként az átmeneti időszakban működik, amikor a külső hőmérséklet miatt az épületben már/még hőveszteség keletkezik, de a napsugárzás még/már jelentős.
Érdekes technikai trükk az úgynevezett átlátszó hőszigetelés, amikor a déli oldali falakra vékony keretben üveg-, vagy átlátszó műanyaglemezeket szerelnek. Napsütéskor az itt megrekedt levegő felmelegszik, ezt ventillátorokkal beszívatják a lakásba, de a fűtésre rásegítő előmelegített víz is készülhet ezen a módon.
A napenergia hasznosításának passzív módjai főleg az építészen múlnak, de a társtervezők (gépész, villamosmérnök, kertész, belsőépítész) közreműködésére is szükség van. A munka az épület tervezésével, tájolásával kezdődik, és a funkciók térkapcsolásán, az építőanyagok kiválasztásán át az épületszerkezetek megtervezéséig tart.
Az aktív napházban melegvízfejlesztő napkollektorok adják a használati melegvizet, és a padló- vagy falfűtést is ellátják a napos órákban. Borús időben hőszivattyú fűt gazdaságosan. A nagy teljesítményű kollektorok nyáron kavicságyas, vízmedencés vagy talajvizes hőtárolóba továbbítják a felesleges hőmennyiséget, ahonnan télen a hőszivattyú visszaszerzi az energiát a fűtéshez, melegvízkészítéshez.
Ha az aktív napházat elektromos áramot termelő napelemekkel, kisebb szélgenerátorral és faelgázosító kazánnal is kiegészítik, a ház teljesen önellátó lehet energetikailag, sőt több energiát termel, mint amennyit felhasznál. A felesleges áramot az áramszolgáltató speciális mérőórán keresztül visszavételezi. Az ilyen létesítményt nullenergiás, illetve pluszenergiás vagy autonóm háznak is nevezik, mivel egyfajta mini erőműként több energiát állít elő, mint amennyi a teljes üzemeltetéséhez elfogyaszt. Az önfenntartó ház különféle környezetkímélő berendezésekkel (komposzt toalett, szürkevíz-hasznosító rendszer, gyökértéri szennyvíztisztító, esővízgyűjtő) bővítve nem csupán a külső kommunális energiaellátástól válik függetlenné, hanem az épület szennyvíz- és hulladéktermelését is a lehető legkisebbre csökkenti.
Ismeretes olyan technikai megoldás is, amikor a házba bejövő levegő egy föld alatti csőregiszteren keresztül érkezik. Télen a kinti mínusz 10-25 fokkal szemben a beérkező levegő +12 fokos, ez egy kis rásegítéssel könnyen felmelegíthető, nyáron pedig az épület hűtésére alkalmas. A nullenergiás és pluszos házakban a szellőztetés nem az ablakok nyitogatásával, hanem hőcserélős elszívóberendezéssel történik: az elhasznált levegőből kivonják a hőt.
Tények, gondolatok a napenergiáról
A Nap sugárzó teljesítményének a Földet érő része hozzávetőlegesen 173×10 a tizenkettediken kW, amely több ezerszerese az emberiség jelenlegi energiaigényének. Évente olyan mennyiségű energia érkezik a Napból a Földre, amennyit 60 milliárd tonna kőolaj elégetésével nyerhetnénk. Ha ennek az energiatengernek csak egy százalékát hasznosítanánk csupán öt százalékos hatékonysággal, akkor a világon minden ember annyi energiát fogyaszthatna, mint ma egy amerikai állampolgár.
A Nap húsz perc alatt annyi energiát sugároz a földre, amenynyi fedezné az emberiség éves energiaszükségletét. Ráadásul szemben a szénnel, olajjal, földgázzal, amely korlátozottan áll rendelkezésre, sőt fogytán van, a napenergia kimeríthetetlen, és nem szennyezi a környezetet. Ha a szaharai sivatagot elektromosságot termelő napelemekkel raknák ki, egész Európát bőségesen elláthatnánk árammal. Ez a beruházás az iraki háborúra eddig elköltött kiadásnak mindössze egynegyedébe kerülne.
A technika jelenlegi szintjén egy 17×17 kilométeres (kb. 290 km2) fotovoltatikus napkollektor hazánk teljes villamosenergia-szükségletét (38 Mrd kWh) fedezné, s ez a haszontalan felületek betelepítésével (zajvédő falak, tetőszerkezetek) kivitelezhető lenne.
Az EU elvárása alapján 2010-ig a teljes energiafelhasználáson belül a jelenlegi többszörösére kell emelni a megújuló energiaforrások használatát Magyarországnak is. A megkívánt aránytól, még akkor is, ha engedményt kapunk, igen messze tartunk. A napenergia hasznosítására állami támogatást pályázati úton lehet csak elnyerni egy elég szűk keretből, nehézkesen.
Nem véletlen, hogy amíg nálunk alig 50 ezer négyzetméternyi melegvizes kollektor működik az országban, addig Ausztriában 2,5 millió négyzetméter. Szomszédunknál, ha valaki napenergia-hasznosító berendezést vásárol, a számla felmutatása ellenében a helyi önkormányzatnál automatikusan jelentős visszatérítésben részesül.
Az energiatudatos építés külföldi példái és hazai kutatási eredményei azt a megdöbbentő következtetést támasztják alá, hogy lehetséges a szennyező, dráguló fosszilis tüzelőanyagoktól független, az ország természeti erőforrásaira alapuló, fenntartható építési, energiagazdálkodási alternatíva.
Hozzászólások