Hazánk éghajlati adottsági mellett egy család éves használati-melegvíz fogyasztásának körülbelül 70 %-a állítható elő ingyen, napkollektoros rendszer segítségével.
Használati melegvíz készítő
napkollektoros rendszer
1-
napkollektor mező
2-
elektronikus szabályozó
3-
keringető egység
4-
tágulási tartály
5-
csővezeték
6-
használati melegvíz tároló
Forrás: Naplopó Kft.
A személyenkénti napi 50-60 liter melegvíz előállításához 2-3 kWh hőenergia szükséges, így pl. egy 4-5 tagú család melegvíz-szükségletét 4-6 m2 sík kollektor (vagy ennek megfelelő vákuumcsöves kollektor) és egy 200-300 literes hőszigetelt melegvíztároló biztosítani tudja. Megfelelő méretezés esetén ezek a tárolók az esti és a reggeli vízfogyasztások melegvíz igényét is képesek fedezni. A tárolók két-csőkígyós (a felsőt a kazán fűtheti), illetve elektromos pótfűtésű kivitelben is léteznek, tehát semmiképpen sem fordulhat elő melegvíz-ellátási hiány.
A napkollektoros rendszerek szinte minden meglévő rendszerhez illeszthetőek, így meglévő elektromos bojlerekhez, kombi- és tartályos gázkazánhoz stb. Az Ön optimális használati-melegvíz készítő rendszerének kialakításához kérje ingyenes szakvéleményünket. Tervezési munkánkat a gyakorlati tapasztalatokon túl számítógépes tervező szoftver is segíti. Különösen nagy megtakarítás érhető el nagyobb létesítmények (társasházak, ipari létesítmények, szociális helyiségek) használati-melegvíz ellátó rendszereinek napkollektoros megoldásával.
Komfortosan - még nyáron is - csak a fűtött vizű medencék használhatók. De horribilis költség nem-megújuló energiával (pl. villamos energiával vagy gázzal) fűteni egy akár csak 10-20 mj térfogatú medencét. A medencevíz melegítéséhez szükséges napkollektor felület nagyságát sok tényező befolyásolja (medence felszín, térfogat, kültéri vagy beltéri kialakítás, fekvés, szigeteltség, éjszakai lefedettség stb.), de ezek - és a kívánt hőfokemelkedés - ismeretében pontosan méretezhető a rendszer. Mindenképpen érdemes elkészíttetni a használati-melegvizet is a medence fűtése céljából telepített napkollektorokkal.
A szabadtéri, csak szezonálisan használt medencék napenergiás fűtési rendszere kisebb költséggel is kivitelezhető lefedés nélküli műanyag kollektorokkal. Ezekben közvetlenül a medence vize keringethető, és nyáron nagyon jó hatásfokkal „dolgoznak", ez esetben nincs tehát okvetlenül szükég a drágább, üvegfedésű kollektorokra. A medencék vízhőfoka a napkollektoros rendszer segítségével akár 10 C"-kal is növelhető (nyáron általában elégséges a 4-6 C°-os hőmérséklet emelés is).
A napkollektorok önállóan képtelenek ellátni egy épület fűtését, hiszen éjszaka, illetve a borús napokon is fűteni kell. Fűtésrásegítésre viszont alkalmasak, elsősorban ősszel és tavasszal tudnak számottevő hőt juttatni az épület meleg vizes fűtési rendszerébe. Nem költséghatékony megoldás azonban kizárólag a fűtésrásegítés miatt viszonylag nagy kollektor felületeket felszereltetni, mert a nyári, lényegesen több (kb. két és félszeres) hasznosítható napenergia otthonunkba hozása az igazi nyereség.
A fűtésrásegítés kialakítása mellett tehát mindenképpen érdemes a használati-melegvíz ellátó rendszert is kiépíteni. Sokkal hamarabb megtérül azonban a beruházás, ha a használati-melegvíz mellett nyáron a szabadtéri medence vizét is a napkollektoros rendszerrel futjuk. Optimális méretű, nagyon gazdaságos, és szinte 100%-os kihasználtságú rendszer építhető fel úgy, ha a szabadtéri medence vízmelegítésére, és a használati-melegvíz elkészítésére méretezzük a napkollektor felületet, mely a fúrdőszezon végétől a következő kezdetéig a fűtési rendszerre segít rá, illetve továbbra is fűti a használati-melegvíz tárolót.
A napkollektor működése
A sugárzási energia két részből tevődik össze. Az egyik a közvetlen sugárzás, melynek a napból egyenes úton a kollektor felületre érkező fotonokat tekintjük (a kollektort „süti a nap”), a másik pedig a szórt (diffúz) sugárzás, melynél a fotonok a kollektort csak a légkört alkotó elemeken (O2, N2, H2O és egyéb gázok, víz és porrészecskék) való többszöri visszaverődés után érik el.
A felületre vetített fajlagos sugárzási értékek a lenti ábrán láthatók éves eloszlásban. A legnagyobb napi energiaérték a Magyarországra érvényes klímazónát véve figyelembe júniusban 5kWh/m2/nap, melynek 3/5 része szórt, 2/5 része pedig közvetlen sugárzás. A napkollektornak mindegy, hogy melyik sugárzásfajtát kapja, mindkettőt tudja hasznosítani (borús időben is működik).
A kollektorok maximális teljesítményüket nyáron, a déli órákban érik el. Ha a napsütés ferdén érkezik (ősz , tél, tavasz, délelőtt, délután), azaz a fotonoknak hosszabb utat kell megtenni a légkörön át, sok foton energiája elvész, és a napkollektort érő sugárzási teljesítmény csökkenni fog. Az ábra diagrammja szerint naponta és négyzetméterenként elméletileg maximálisan 5 kW energia hasznosítható. Hogy ebből mennyi hasznosul, az a napkollektorok hatásfokától függ.
Napi napsugárzási energiaértékek
Sík napkollektor
1-
4 mmvastag edzett szolárüveg
2-
elnyelő (abszorber) felület
3-
réz csővezeték
4-
szigetelés
5-
rozsdamentes kollektorház
6-
kollektormerevítés
7-
szigetelt csőátvezetők
8-
hő és UV álló szolárüveg rögzítés
M-
hőérzékelő csatlakozás
R-
bevezető csonk
V-
kivezető csonk
A sík napkollektor fő szerkezeti egységei a kollektorház (szigeteléssel), abszorber (elnyelőfelület és csővezeték) és edzett szolárüveg. A kollektorház feladata a szolárüveg és az abszorber rögzítése és szigetelése, továbbá védi a kollektort az esetleges mechanikai sérülésektől . A kollektorházon kialakított rögzítési pontok teszik lehetővé a kollektor felszerelését. A szigetelés megakadályozza a hőveszteségeket, nem engedi a begyűjtött energiát vissza a környezetbe. Legtöbb esetben réz abszorber gyűjti be a napból érkező elektromágneses sugárzást és a felületére galvanizált vagy szórt sszelektív bevonat növeli tovább a kollektor hatásfokát. A legtöbbször 1-2 mikrométer vastag, porózus TiNoX vagy Alox szelektív bevonat sugárzási vesztesége alig 5% a matt fekete bevonat 45%-os veszetségével szemben. A kollektor üvegfedésének feladata, hogy átengedje a napsugárzást, csökkentse az abszorber veszteségeit valamint ellenálljon az erősebb jégverésnek is.
Vákuumcsöves napkollektor
A ma legelterjedtebb Heat-Pipe rendszerű vákuumcsöves napkollektorok fő szerkezeti részei a szerelőkeret a csövek részére kialakított foglalatokkal, fejegység, vákuumcsövek, reflektor(ok). A szerelőkeret a fejegység és a vákuumcsövek rögzítését és tetőre szerelését szolgálja, valamint lehetővé teszi a teljesítménynövelő reflektorok felszerelését. A fejegység feladata, hogy a heat pipe-ok által összegyűjtött hőt hőcserélőn keresztül átadja a szolárfolyadéknak és szigetelése révén lecsökkentse a hőveszteséget. A vákuumcsövek gyűjtik össze a napsugárzást. Duplafalú vákuumcső szigeteli (termoszhoz hasonlóan) az összegyűjtött hőt a környezetbe való hőleadástól . A csövek nagyszilárdságú edzett üvegből készülnek, hogy ellenáljanak a jégverésnek és tökéletesen zárt vákuumteret alkossanak, ezzel évtizedekig biztosítva a zavartalan energiagyűjtést. A vákuumcsövek közötti téren átlépő fényenergiát az opcionálisan felszerelhető reflektorok irányítjuk vissza a vákuumcsövekre, ezzel növelve a kollektor teljesítményét.
Forrás: Stiebel Eltron Kft.
Napkollektoros rendszerek
Érdekes megközelítés, de tény, hogy már hosszú évek óta – és egyre inkább – megéri a pénzünket napkollektoros rendszerekbe fektetni, hiszen jóval nagyobb nyereséget érhetünk el a rezsiköltségek megtakarításával, mintha ugyanazt az összeget bankbetétben helyeztük volna el.
Minél több melegvíz fogy valahol, annál több fosszilis energiát lehet kiváltani a napenergiával, ezzel rövidül a megtérülési idő is. Társasházakban, intézményekben, hotelekben, és mindenütt, ahol nagy mennyiségű melegvízre van szükség, megfelelő méretezés esetén a mai árak mellett már akár 4-5 éves megtérülési idő is elérhető. "Ne felejtsük el a Nap ingyen dolgozik." Ez kitűnő eredmény, különösen, ha a síkkollektorok várhatóan legalább 30-40 év körüli élettartamát vesszük figyelembe.
A napkollektorok minden meglévő HMV és fűtési megoldáshoz hatékonyan illeszthetőek. Mérnökeink többéves tapasztalata és korszerű méretező programok segítik munkánkat, hogy a meglévő berendezésekkel leghatékonyabban együttműködő napkollektoros rendszerek kerüljenek kialakításra.
Fűtésrásegítés esetén a hatékonyságot nagyban befolyásolja az épület műszaki állapota. Régi, rossz nyílászárók, a magas üzemi hőmérsékletű radiátoros fűtés és az épület szigeteletlensége mind csökkentik az energia kiváltás mértékét. Egy megfelelő műszaki állapotban lévő épületben azonban akár 20-25 %-os fűtésmegtakarítás is elérhető. A napkollektoros rendszerek vezérléstechnikája lehetővé teszi, hogy bármilyen meglévő kazánnal együttműködjenek.
Ha a napkollektoros rendszerek megtervezénél a leggyosrabb megtérülést tartjuk elsődlegesnek, akkor nem szabad egy-egy felhasználási hely legmagasabb szoláris részarányára koncentrálni. Akkor a leggyorsabb a megtérülés, ha a napkollektorok által termelt hőt minden esetben fel lehet használni, azaz nem, vagy csak elvétve fordul elő a kollektormező "üresjárata".
