A napenergia az emberi élet, s általában az élet szempontjából a legfontosabb energiaforrás, hiszen minden energia forrása.
Bár sokan nem is gondolnák, az ember által használt minden energiahordozó tulajdonképpen napenergia, csak annak más és más formában való tárolt változata. Hiszen akár a fosszilis, akár a megújuló energiafajtákat tekintjük, mindegyikük valamilyen módon a napból származik: a nap által a Földre sugárzott energia valamiféle eltárolásával, felhasználásával keletkezik.
Napenergia fűtésre és vízmelegítésre
A napenergia szűkebb, és általánosan használt értelmezése szerint az ember alapvetően kétféle módon hasznosítja a nap által bolygónkra sugárzott energiát. Az egyszerűbb, s már nagyon régen ismert felhasználási mód, amikor a nap melegének segítségével vizet melegítünk, s azt használjuk fűtési célra vagy használati meleg vízként.
A napenergia hasznosítása ebben a formában mindenki által ismert: aki járt már mediterrán vidékeken, vagy hazai üdülő területeken, s látott a kertekben elhelyezett, vagy a tetőre erősített fekete tartályokat, amelyek a napsugárzás energiáját használják föl vízmelegítésre, az tudja, miként is néz ki az egyszerű napkollektor. Az ember nem is gondolná, hogy megfelelő napsugárzás esetén ezekben a tartályokban milyen gyorsan forrósodik föl a víz.
A napenergia házilagos hasznosításának ezt a formáját fejlesztették tovább a ma kapható professzionális módon kivitelezett napkollektorok, napkollektor-rendszerek is, amelyeknek több fajtája ismeretes.
Folyadékos rendszerek – a vákuumcsöves napkollektor
Vannak, amelyek különböző folyadékokat használnak az energia továbbítására, átadására, de akadnak levegővel működőek is. Az esetek egy részében szivattyúval, illetve ventillátorral mozgatják meg a fölmelegített folyadékot vagy levegőt, vannak azonban az anyagok fajsúlykülönbségén alapuló termoszifonok is, ahol nincs szükség keringtetésre. Bármelyik közvetítő anyagot is használja a rendszer, a napenergiát a napkollektor felszínén található fekete, fényelnyelő – általában matt fekete, nem fényvisszaverő festék – réteg gyűjti össze. Az így koncentrált meleget egy, a másik oldalán hőszigetelő anyaggal borított csőkígyón vezetik el, s hőátadó rendszeren keresztül melegítik föl vele a fűtési vagy használati meleg vizet.
A folyadékos rendszerekben a napenergiát a rendszer csöveiben áramló fagyálló folyadék közvetíti. A folyadék fölmelegedését automatika figyeli, amely meghatározott hőmérséklet elérése esetén elindítja a szivattyút. Így a fölmelegedett folyadék eljut a rendszer lényegét adó hőcserélőbe, ahol átadja a meleget a bojlerben tárolt víznek, illetve ebből a hőcserélőből lehet a fűtési meleg vizet is elvezetni. A rendszer lényeges elemét képezi a nyomásszabályzó, amely a túlnyomás kialakulását akadályozza meg.
A folyadékos napkollektorok között az egyik legkorszerűbb az úgynevezett vákuumcsöves technológiával gyártott. Ennek a megoldásnak a lényege, hogy üvegből készült vákuumcsövekben helyezik el a nap melegét összegyűjtő rézcsövet, amely így a légritka térnek köszönhetően alig-alig veszít az általa összegyűjtött hőből valamit. A kör keresztmetszetnek köszönhetően ez a forma adja a legnagyobb hatásfokot, hiszen a kelő és lenyugvó nap kisebb szögből érkező sugarait is jól tudja hasznosítani.
A levegővel működő napkollektor: a légkollektor
A levegő fölmelegítésével működő úgynevezett légkollektorok által termelt meleget az esetek döntő többségében légfűtésre használják. Ebből adódóan az ilyen fűtési, fűtéskiegészítő rendszerek a nap téli járásához igazodnak, s az alacsonyabb nappálya okán általában függőlegesen helyezik el őket.
A kollektor belsejében áramló levegő a napenergiájának átvételével fölmelegszik, majd ha elérte a fűtési célra alkalmas hőfokot, beáramlik a lakásba, illetve egyéb fűtési területre. A levegő mozgatását az esetek döntő többségében ventillátorok segítik. Fontos részét képezi a rendszernek az a szabályozó egység, amely a levegő megfelelő hőmérsékletének függvényében indítja el, illetve állítja le a ventillátorokat. Vagyis nem vész el energia, mert csak a fűtésre alkalmas hőmérsékletű levegőt használjuk föl.
Bár az esetek döntő többségében fűtési céllal alkalmazzák a légkollektorokat, léteznek csőhálózattal kombinált típusok is, amelyek meleg vizet állítanak elő.
A napenergia házilag is hasznosítható, leginkább légkollektorokkal. Miután ezek a rendszerek egyszerűbbek és olcsóbbak is a vizes rendszereknél, akár házilag is előállíthatók. Ennek jó példája az úgynevezett „sörkollektor”, amelyet üres konzervsör dobozokból alakítanak ki lelkes amatőrök. Az ilyen, hobbiszintű rendszerek számára időnként versenyeket is rendeznek.
