Miért éppen napkollektor?

Időnként fellángol a vita, hogy az amúgy is új keletű két energiamegtakarító, illetve energianyerő rendszerből, mint a napkollektor vagy napelem közül melyik az előnyösebb. A jelenlegi technikai fejlettségi állapotot, a beruházási költségeket, és az energia nyereséget tekintve a napkollektor áll nyerőre, mely technikai evolúcióban is megelőzi vetélytársát.

• A napkollektorok hatásfoka
• Elhelyezés, földrajzi tényezők
• Egyszerű gravitációs rendszer előnyei
• Kényszerkeringetéses (szivattyús) rendszer előnyei
• Korszerű rendszerek

Mindkettőben közös, hogy a nap fényét, sugárzó energiáját alkalmazza energianyerésre, a napkollektor alapvetően melegvizet állít elő, a napelem ugyanakkor közvetlenül elektromos áramot. A melegvíz előállítással 30‑70 százalékos megtakarítást érhetünk el, ami több tényezőtől függ, fontos megjegyezni, hogy a napkollektor használatával nem jelentkeznek jelentős járulékos költségek, míg a napelem felhasználásakor igen, így az utóbbi csak 5‑15 százalékos megtakarítást eredményez. Azonban egyik esetben sem szabad elfeledkeznünk, hogy mindkét rendszer csak rásegítéses, tehát nem tudják (egyelőre) lefedni egy ház, lakás, intézmény teljes energia szükségletét. Ha nem is a győztes jogán, a következőkben a napkollektorok rejtelmeibe tekintünk bele.

A napkollektor esetében a Nap hője többnyire a tetőkön elhelyezett kollektorokban folyadékot melegít fel. A keringő folyadékközeg hőjét egy hőcserélőn keresztül adja át egy másik folyadékközegnek, amely révén a hőenergiát hasznosítani tudjuk.
A keletkezett hőenergiát el kell vezetni a napkollektorokból többnyire egy tárolóba. Ehhez különféle működtető, biztonsági, és egyéb szerelvényekkel ellátott csővezeték rendszert kell kiépíteni a napkollektorok és a tároló tartály között. A meleg‑víz tároló biztosítja a termelés és a felhasználás közötti időszak áthidalását. A megtermelt hőenergia felhasználható használati melegvíz előállítására, medence fűtésére, fűtésrásegítésre és ipari mértékű hőtermelő folyamatokhoz is. A különböző rendszerek kialakításokhoz szükséges tartozékok eltérők lehetnek, hiszen minden esetben az adott házra, épületre, annak energia tényezőire, adottságaira kell méretezni és kiépíteni.

A napkollektorok hatásfoka

Annál nagyobb a hatásfok, minél nagyobb a napsugárzás szintje. Azonos napsugárzási szint esetén a kollektor hatásfoka csökken, ha növekszik az energiafelvevő környezetbe kibocsátott hővesztesége. A hőveszteség akkor is nő, ha a levegő hőmérséklete alacsony (télen), vagy az energiaelnyelő egység hőmérséklete magas (magas hőmérsékletű hővezető folyadékkal működő ipari eljárások).
A használati melegvíz nagyon jó százalékban kiváltható napkollektorral, hiszen egész évben szükség van rá, és sok helyen elektromos áram fogyasztás váltható ki vele. Mint mindent ezt is, egyedi igényekre kell méretezni, de kijelenthető, hogy 3‑4 főre, kb. 4 m² síkkollektorral és egy 200 literes rétegtárolóval megoldható a melegvíz készítés. Ha a kollektor felületet túlméretezzük, akkor keletkezik tartalékhő, amit lehet fűtésrásegítésre fordítani, vagy növelni a melegvíz készítés biztonságát tartalék hő képzésével, de ekkor a tároló űrtartalmát meg kell növelni, és a fűtési rendszerbe való integrálást meg kell oldani.

Elhelyezés, földrajzi tényezők

A napkollektorokat nálunk célszerű a DK‑DNY közötti irányba tájolni, tehát olyan tetőfelületre feltenni, amit nem árnyékol be fa, saját tetőfelépítmény, vagy szomszéd épület, tehát nem csak szórt sugárzást, hanem direkt sugárzást is kap a teljes időtartamban a kollektor. A tetőbe integrálva szebb elhelyezni, de az utólagos felszerelés is megoldható.

Egy napkollektoros hőtermelő alapberendezés a következő egységekből áll:

• napkollektor, ami összegyűjti a napsugárzás energiáját
• melegvíz tároló, ami felhalmozza és tárolja a kollektortól kapott meleget
• hidraulikai és vezérlőegységek, melyek a kollektor és a tároló közötti kapcsolatot biztosítják.

A napkollektor és a melegvíz tároló között a hőátadás egy közvetítő közegen keresztül történik. A napkollektorban keringő energiafelvevő, magyarul felmelegedő közvetítő közeg fagyálló folyadék‑víz keverék, hogy fagyos hidegben se menjen tönkre a csőrendszer a fagyveszélyes helyeken.

A napkollektorok két fő típusa:

• A természetes keringésű, gravitációs rendszerek.
• Kényszer‑keringetéses, szivattyús berendezések.

A keringő folyadékközeg egy szabályozott üzemű szivattyú által kering, tehát árammal működik, ezért is aktív a rendszer.

Egyszerű gravitációs rendszer előnyei

Nem igényli szivattyú és vezérlés beépítését, a keringetést a gravitáció biztosítja. A működése ingyenes, nem igényel elektromos áramot. A szivattyús rendszerekkel szemben a megtakarítás legalább 25 százaléka lehet. Alig igényel karbantartást, olyan egyszerű, hogy alig tud elromlani. Elsősorban használati melegvíz készítésére ajánljuk a rendszert.
Hátránya: Csak kis méretű, korlátozott rendszerek kiépítésére alkalmas. A hőcserélő tárolót a kollektor szintje felett kell elhelyezni, és a csővezetéknek viszonylag rövidnek kell lennie (maximum 6 m). Efölött már szivattyú szükséges.

Kényszerkeringetéses (szivattyús) rendszer előnyei

Jól működik alacsony emelőmagasságú és állandó fordulatszámú szivattyúval is. Csendes és hatékony elektromos rendszer, egyszerű és gazdaságos, semmilyen különösebb korlátozás nincs a berendezés magasságára vonatkozóan, nagyobb rendszer kiépítése esetén sem. A tároló tartály bárhol elhelyezhető.
Hátrányai: Fagyálló folyadék, tágulási tartály és biztonsági egységek kellenek hozzá és a szivattyú működtetéséhez villamos betáplálás.

Korszerű rendszerek

Az egyszerűen kiépíthető, mondhatni kompakt napkollektor rendszerek közül figyelemre méltók az ARISTON napkollektor egységei, tartozékai, alkatrészei. Az átlag felhasználókat segítik a komplett, egyszerűbb kiépítésre alkalmas szettek mint a KAIROS MACC.
A készletek motoros keverőszeleppel szerelve, Sensys vezérlővel, kettős magnéziumanód-védelemmel, ARISTON és más gyártmányú kazánokhoz egyaránt alkalmazhatók. Egyszerű a telepítése a kevés alkotóelemnek köszönhetően. A magas hőelnyelő képességű kollektorok 4 mm vastag biztonsági üvege védelmet nyújt jégeső esetén is. A nagyfokú energiahatékonyság hozzájárul a károsanyag kibocsájtás csökkentéséhez is.
Természetesen egyedi tervezéshez, szereléshez és kiépítéshez a különféle részegységek, a szükséges alkatrészek külön is rendelkezésre állnak.

Forrás: Ariston