Beérkező energia

Minden energiaforrás alkalmazhatóságát alapvetően meghatározzák a rendelkezésre álló készletetek. Ezért szükségszerűen a napenergia alföldi alkalmazhatóságának vizsgálatakor is a rendelkezésre álló készletek feltérképezése az első számú feladat. 

A jobb összehasonlíthatóság érdekében vegyük viszonyítási alapként Magyarország éves villamos energiafelhasználását, amely 2000-ben 37,5 TWh (www.GKM.hu), más források szerint 37,6 TWh volt (VajdaGy., 2001).

A Nap felszínéről 7000-8000 kWs/m2 energiamennyiség távozik. (Kacz K. –Neményi M., 1998) Ez azt jelenti, hogy veszteségmenetes energiatovábbítás estén 0,35-0,42 m2-nyi napfelületről fedezhető lenne Magyarország összes villamosenergia-szükséglete.

Egy a Naptól közepes Föld-Nap távolságra, 149,598 millió km-re (GábrisGy. –Marik M. –Szabó J., 1998) lévő légkör nélküli, a Nap sugaraira merőleges testre 1354 Ws/m2 energiamennyiség érkezik. (PéczelyGy.,1998) Ez azt jelenti, hogy például a világűrben 2000 m2-nyi 100% hatásfokú fotocellával fölfogott, majd onnan veszteségmentesen rövidhullámokkal a Földre sugárzott energiával (www.NationalGeographic.htm) fedezhető lenne Magyarország villamosenergia-szükséglete.

A Föld azonban ellipszis pályán kering a Nap körül, ebből következően a beérkezett energiamennyiség is változik:

I = I0/R2 

Vagyis a sugárzás intenzitása (I) a sugárzó testtől (I0) és a sugárforrástól mért távolság (R2) négyzetével fordítottan arányos. (Tar K., 1999) Ezekből következően pedig a Nap felől érkező energia mennyisége 1307 és 1398 Ws/m2 között változik.



Ahogyan az 1. ábráról is leolvasható, a Nap felől a Földre érkező energia mennyisége a légkör és a felhőzet jelenléte miatt tovább csökken. Ezen felül pedig a Földre érkező napsugarak hajlásszöge befolyásolja a beérkező energia mennyiségét. Magyarország a 47° szélességen található, így a napsugarak hajlásszöge is ennyi átlagosan (bár jelentős eltérések mutatkoznak az év folyamán), ami tovább csökkenti a beérkezett energiamennyiséget. Ezek a tényezők ugyanis növelik a visszaverődés, a szóródás és az elnyelődés lehetőségét és méretét. Ezek eredményeképpen a Magyarország területére átlagosan beérkezett energiamennyiség 138 Ws/m2 (www.Reak.hu/kk/023a.htm), ami Magyarország villamos energiatermelését egy 21 km2-nyi területről tudná fedezni energiaveszteséget nem feltételezve. (www.Reak.hu/kk/023a.htm, www.Iso-Solar.hu)


A Föld mozgásfolyamatai következtében erősen változik a Földre érkező Napsugarak hajlásszöge. Ebből következően a Földre érkező energia mennyisége is jelentős különbségeket mutat egy év folyamán egy adott területen.
Ezek alapján decemberben Debrecenben az átlagosan beérkezett energia 682,1 MJ/m2, júliusban több, mint ennek kilencszerese. 

Az egy év folyamán beérkezett energia-mennyiségek a lehetséges értékekhez képest is jelentős különbségeket mutatnak. 1988 és 2001 átlagában a lehetséges energia-mennyiség 42,1 %-a érkezett decemberben, míg 72,6 %-a augusztusban a debreceni mérőállomás adatai alapján.