Lapszámok

A megújuló energiaforrások között a nap sugárzó energiájának a potenciálja messze a legnagyobb, de a legkisebb mértékben van kihasználva. Ezen a téren nagy előrelépést jelentene a szezonális hőtárolást alkalmazó rendszerek elterjedése. A szezonális hőtárolás hatékonysága lényegesen növelhető a hőmérsékleti rétegződés ésszerű kihasználásával. Ennek lehetőségeit a matematikai modellezés eredményeinek felhasználásával célszerű vizsgálni, mivel a fizikai modellezés túlságosan idő- és költségigényes lenne. A cikk a hőmérsékleti rétegeződés egyszerűsített matematikai leírásának problémáira összpontosít.

Az energetikai szakembereket már hosszú ideje foglalkoztatja az a probléma, hogy milyen alternatív energiaforrásokkal lehetne kiváltani a fosszilis energiahordozókat, amelyek készletei a nem túl távoli jövőben teljesen kimerülnek. Bár végleges megoldásnak nem tekinthető, jelenleg a megújuló energiaforrások intenzívebb kihasználása került az érdeklődés középpontjába. Ismert tény, hogy a napsugárzástól a Föld egy óra alatt több energiát nyer, mint a teljes évi energiaszükséglete, és ez a folyamat a tudósok szerint még több mint 4 milliárd évig fog tartani. Ezért érthető, hogy mint a legfontosabb elsődleges megújuló, sőt ellentétben a geotermikus energiával, lényegében kimeríthetetlen energiaforrás jön számításba.

A fizikai lényegének megfelelően a Nap sugárzási energiáját leginkább a hőellátásnál lehet hasznosítani. Ennek legnagyobb buktatója, hogy a napsugárzásból termelhető hasznos hő mennyisége és minősége is erősen függ a napszakok és évszakok, valamint az időjárási és éghajlati viszonyok váltakozásától. A szoláris hőtermelés általában olyankor a legintenzívebb, amikor arra legkevésbé van szükség és fordítva. Ezért a szoláris hőellátás szempontjából kulcsfontosságú a hőtárolási problémák megoldása.

A Nap sugárzó energiájának hosszú idejű tárolását a természet ésszerűen megoldotta a fotoszintézis révén, amely a biomassza keletkezésében nyilvánul meg. A biomassza mint könnyen tárolható, szállítható és sokoldalúan felhasználható, vegyileg kötött napenergia-forma a jelenleg legfontosabbnak tartott megújuló energiaforrásunk. Ennek ellenére az energiatermelésre való felhasználása erősen korlátozott, mert elsősorban az élelmezési igényeket hivatott kielégíteni. Ezen felül nem elhanyagolható az a tény sem, hogy egyenlő nagyságú területen napkollektorokkal 30 – 40-szer annyi hőt lehet termelni, mint amennyi a megtermelt biomasszából nyerhető. Nem véletlen, hogy a hőigények kielégítésénél egyre nagyobb szerep jut a szoláris hőtermelésnek, amely a környezetet jóval kevésbé terheli, mint a biomassza ilyen célú felhasználása. Viszont a szoláris hő tárolása és szállítása sokkal igényesebb.