A megújuló energiák iránti fokozott igény és a károsanyag-kibocsátás visszaszorítása egyidejűleg valósítható meg, ha két korszerű technológiát összekapcsolunk. Egyfelől a semmilyen égésterméket ki nem bocsátó infrapaneles fűtést alkalmazzuk, másfelől a fűtőelemek üzemeltetését abszolút zöld energiával, napelemek termelte villanyárammal oldjuk meg. Ebben az ésszerű társításban az egyetlen problémát az okozza, hogy mérsékelt égövünkön fűtési szezonban a hasznosítható napsütés szűkös órái nemhogy nem esnek egybe a meleg iránti igényünk óráival, hanem ezek a napszakok inkább ellenfázisban vannak. Az otthonunk épp akkor kezd lehűlni, amikor a nap lemegy, és a hajnali hidegben akkor veszíti lakásunk, házunk a legtöbb hőt, amikor a nap még fel sem kelt.
A megoldás egyfelől az elektromos energia tárolása, másfelől a ciklikus hőtárolás lehet.
Különleges helyet kap a napenergia hasznosítása például az energiafelhasználás tekintetében önellátó passzívházak tervezésében. Az elsődleges cél a napfény közvetlen melegítő hatásának hasznosítása. Annak érdekében, hogy a sugarak szabadon behatolhassanak a házba a hideg évszakban, az üvegezett terület akár a déli homlokzat 40-60 %-át is elérheti (keletre, nyugatra kevesebb ablak néz, az északi homlokzat zárt – és lehetőleg hőszigetelt). A naphő megőrzése érdekében az ablakokkal szemben elhelyezkedő belső falakat hőgyűjtő masszívumokká alakítják, a jelentős tömegű vastag falak nagy sűrűségű anyagokból készülnek: beton, tégla, kő, vályog. Ezek az anyagok magas fajhőjüknek – „termikus tehetetlenségüknek” – köszönhetően a nappal felvett hőenergiát az éjszaka folyamán lassan visszasugározzák az épület belterébe, csökkentve a hőmérsékleti ingadozást, vagyis a lehűlést.
Így a fűtési terhelés jelentős részét a házat közvetlenül érő napenergia hordozhatja, mindez lerövidíti a fűtési szezont – ám a hidegek beálltakor az így nyert hőenergia nem elégséges.
Itt kerülnek képbe a napkollektorok és a napelemek
A passzívházak energiahatékonyságának további növelésére számos mérnöki megoldást alkalmaznak, amelyek a külső energiafogyasztás megtakarítását célozzák: napkollektorok, hőszivattyúk, illetve az autonóm áramtermelést szolgálják: napelemek, szélmotorok.
A napkollektorok lehetővé teszik a napsugárzás felhasználását melegvíz-ellátásra és alacsony hőmérsékletű fűtési rendszert is fenntarthatnak vízszivattyús hőkeringtetéssel (például a padlófűtés csőrendszerében), míg a napelemek és szélgenerátorok, amelyek a napsugárzást és a szélenergiát elektromos árammá alakítják, lehetővé téve az infrapaneles fűtést.
Energiatárolásra ennél a megoldásnál akkumulátorok szolgálnak: a napközben termelt árammal feltöltik a telepeket. Az akkumulátorcellákból azonban csak alacsony feszültségű egyenáram nyerhető, az infrapaneleket ellenben 230 V-ra tervezték. Az egyenáram nem transzformálható magasabb feszültségre, így előbb az egyenáramot egy DC/AC átalakító segítségével váltóárammá változtatják, ezután a szükséges feszültség transzformátorral állítható elő. Mindezeket az átalakításokat jó hatásfokú kompakt inverter berendezés végzi a lehető legkisebb veszteséggel. A nappal eltárolt villamos energia több órai infra fűtést biztosíthat a házban.
A tapasztalat azt mutatja, hogy a magyarországi időjárási viszonyok közepette egy 90 m² alapterületű, jól hőszigetelt ház kifűtéséhez infra technológiával kb. 60 m²-nyi napelemre van szükség. Ennyi nagyjából telepíthető is egy 45-50 fokos dőlésszögű sátortető déli oldalán. Igaz, a teljes értékű fűtés csak akkor biztosítható, ha havi kb. 20 olyan nappal számolhatunk, amikor több órán át süt a nap. Az akkumulátorok napokon keresztül minimális veszteséggel tárolják az energiát, így egy napos hét alatt annyi tartalék halmozódhat fel, ami egy következő borúsabb hét folyamán is biztosíthatja a takarékos infra fűtést.
Az ideális megoldás persze az lenne, ha a nyári perzselő napsütés energiáját raktározhatnánk el télre. Ez azonban olyan technológiát és akkora akkumulátortelepet igényelne, amelynek beszerzési, telepítési és fenntartási költségei erősen veszteségessé tennék a vállalkozást. Több havi tárolásnál az energiaveszteség is nagyobb, a gyakorlatból tudjuk, hogy például töltés nélkül laptopunk akkumulátora akkor is lemerül egy hónap alatt, ha be sem kapcsoltuk a készüléket.
Tudni érdemes, hogy Magyarországon időről időre nagy összegű lakossági támogatásokat, napelem-pályázatokat írnak ki családi házak korszerűsítésére, fűtési rendszerük elektrifikálására. Ezek jelentősége magasra értékelhető fenntarthatósági szempontokból.
Ajánljuk még elolvasásra: Infrafűtés vélemények, tapasztalatok