Napenergia hasznosítása - a napelemes rendszerektől a naphőerőművekig

A megújuló energiaforrások, és ezen belül főként a legnagyobb potenciállal rendelkező napenergia minél nagyobb arányú hasznosítása napjaink fontos célkitűzései közé tartozik. A napsugárzás hő és villamos energia termelésére egyaránt felhasználható, melyek közül kutatásom során a villamos energia előállításának lehetőségeit vizsgáltam. Ennek legismertebb módja a napelemek alkalmazása, melyek segítségével a sugárzás közvetlenül villamos energiává alakítható. A napelemes rendszerek viszonylagos egyszerűsége és folyamatosan csökkenő bekerülési költsége egyre szélesebb körű elterjedéshez vezet a háztartási kiserőműtől egészen a nagyerőművi méretig.
A naphőerőművekben közvetett energiaátalakítás valósul meg, melynek során a sugárzás első lépésben hővé alakítják, majd a hagyományos hőerőművekhez hasonló módon ebből termelnek villamos energiát. A jó hatásfokú energiaátalakításhoz szükséges magas hőmérsékletet a sugárzás tükrök általi koncentrálásával érik el, leggyakrabban parabolavályús kollektorokat vagy naptornyot alkalmazva. A naphőerőművek drágábbak és összetettebbek a napelemes rendszerekhez képest, nagy előnyük azonban a hő formájában történő gazdaságos energiatárolás lehetősége, ami lehetőséget biztosít a kiadott teljesítmény szabályozására és a naplemente utáni energiatermelésre is, szemben a tároló nélküli napelemek sugárzástól függő teljesítményingadozásával.
A két technológia összehasonlításához és értékeléséhez fontos ismernünk az éves szinten megtermelhető villamos energia várható mennyiségét, melynek előrejelzésére modell alapú számítógépes szimulációval van lehetőség. A modell bemenetei az erőmű működését leginkább befolyásoló napsugárzás és környezeti hőmérséklet, melyeket több év mérési adataira épülő adatbázisok alapján vehetünk figyelembe. A megfelelő pontosságú modellek a várható energiatermelés becslésén túl az erőművek egyes részeinek optimalizálására is felhasználhatóak. Az egyes technológiák eltérő jellegzetességei alapján az is eldönthető, hogy adott földrajzi hely illetve a műszaki és gazdasági körülmények esetén melyik erőműtípust érdemes előnyben részesíteni.