A napkollektorok felhasználási területei
A Nap energiáját kétféle technológiával is hasznosíthatjuk: napelemekkel, amikkel elektromos energia állítható elő, és napkollektorokkal, amik a meleg víz készítését teszik lehetővé.
A napkollektorok felépítése
A napkollektorok öt alapvető részből állnak, ezek a kollektorház, az üvegezés, a belső csövek, a hőszigetelés és az elnyelőlemez.
A kollektorház arra szolgál, hogy a kollektor többi elemét egyben tartsa, és a megfelelő szigetelést biztosítsa. A napkollektor lelke az elnyelőlemez, vagy más néven abszorber. Mint ahogy a nevéből is sejthető, ez az alkatrész nyeli el a nap sugarait, és alakítja hővé, majd átadja a melegített közegnek, ami lehet folyadék vagy levegő.
A napkollektor további fontos része az edzett üvegből készült borítás, ami átengedi a napsugárzást, és csökkenti a rendszer hőveszteségét is. A szigetelés feladata – ami a legtöbb esetben ásványgyapotból készül –, hogy nagyobb hatásfokkal működjön a napkollektor, és végül ott a csövezés, amiben a már említett munkaközeg kering.
A napkollektorok fajtái
A napkollektoroknak két alapvető fajtáját különböztetjük meg aszerint, hogy mi a bennük keringő melegített közeg. Ez lehet víz vagy levegő.
A levegőt keringető napkollektorok sokkal kevésbé elterjedtek. Esetükben a belső csövekben levegő áramlik, és ezt melegítik fel a napsugarak. A rendszer úgy működik, hogy a levegőt egy úgynevezett hőcsapdán fújják keresztül, a levegő felveszi a csapdában rekedt hőt, és ezt a meleg levegőt használják a víz felmelegítéséhez.
Sokkal elterjedtebb, amikor a napkollektor csőrendszerében folyadék kering. Ebben az esetben ezt a folyadékot melegíti fel a rendszer, amit azután a meleg víz előállítására használnak. A folyadékot keringető napkollektorokat további csoportokra bonthatjuk, mint az U- vagy a vákuumcsöves kollektorok, de még egyéb típusok is léteznek.
A napkollektor működése
A napkollektor működése során a nap hőjét először elnyeli az abszorber, ami azután felmelegíti csövekben lévő munkaközeget. A szigetelés gondoskodik arról, hogy az elnyelt hő ne jusson ki a kollektorból.
Az így felmelegített közeget egy szivattyú keringeti a csőrendszerben, és egészen a hőcserélőig szállítja el, ahol ezt a hőt leadja a felmelegítendő víznek. A meleg víz tárolásához – mivel nem használjuk fel egyszerre és azonnal – természetesen egy tartályra is szükség van, fontos azonban ennek helyesen válasszuk meg a térfogatát és a szigetelés vastagságát. Tervezni kell ezt is, mint sok minden mást.
Napkollektor télen és nyáron
A napkollektoros rendszerek hazánkban nyáron a legtöbb esetben a megfelelő hatásfokkal működnek, de még így is előfordulhat, hogy egy-egy borús napon kiegészítő fűtés kell a meleg víz előállításához. Ha pedig a téli időszakot nézzük, ott csak maga a napkollektor nem képes előállítani a szükséges mennyiségű és hőfokú meleg vizet, illetve akkora rendszert kellene kiépíteni, ami már nem gazdaságos.
Kiegészítő fűtésként alkalmazhatóak a különféle kazánok, de elektromos fűtőbetét is. A napkollektorok mellett szól, hogy a működtetésük még így is megéri, hiszen a már előmelegített víz továbbmelegítése jóval kevesebb energiát igényel.
Alapvetően úgy érdemes méretezni a rendszert, hogy nyáron termelje meg a rendszer szükséges melegvizet. Ez télen kevés lesz persze. Ha télre terveznénk, az sokkal nagyobb rendszert és bekerülési költséget hozna magával. Ráadásul nyáron többletet termelne, ami komoly problémákat is jelenthet. A lényeg, hogy a nyári igényre érdemes méretezni a rendszert.
Mikor érdemes napkollektor tervezni?
A hazai éghajlati viszonyok mellett a napkollektorok nyáron a meleg víz előállításban tesznek nagy szolgálatot. Leginkább olyan gépészet esetén célszerű rendszerbe rakni őket, amikor a melegebb hónapokban fokozottabb a meleg víz iránti igény – nyaralóknál, de a medence fűtésére is kitűnő ez a megoldás.
A napkollektorok egy további lehetséges alkalmazási területe a központi fűtésre és meleg víz előállítására használt kandalló, amibe nyáron nem szeretnénk begyújtani, mert így a lakást is fűtenénk – ekkor a meleg víz készülhet napkollektorokkal.
A kiegészítő fűtéssel ellátott napkollektorokkal egy család melegvíz-szükségletének előállítása során akár 70-75% energia is megspórolható, ami lényegi megtakarítást jelenthet. Ennek ellenére csak kevés helyen alkalmazzák ezt a megoldást, pedig Magyarországon a napsütéses órák száma szinte mindenhol eléri az évi 2000 órát, így igazán nagy pazarlás, hogy nem használjuk ki ezt a megújuló energiaforrást.