Napelem, vagy napkollektor?

Annyit már mindannyian hallottunk, hogy mindkét féle szerkezet a napfénnyel kapcsolatos, azonban gyakran összekeverjük ezeket, így érdemes körüljárni a témát.

• Melyiket válasszuk?
• Hybrid megoldások

Elöljáróban annyit, hogy a napkollektor melegvizet állít elő, míg a napelem villamos energiát, azaz áramot. Mindkettő közös tulajdonsága, hogy többnyire a házak tetőszerkezetén elhelyezett tábla formájú szerkezetek, és a kettő közül a napkollektor a vastagabb, vaskosabb. Messziről, felületes szemléléssel össze is téveszthetők. A mérsékelt égövön a tetőszerkezetek 40‑60°-os dőlésszöge egyszerű és kézenfekvő lehetőséget ad a tetősíkban való felszerelésre. Lapostetőknél kiegészítő támasztó állványzatot alkalmaznak a megfelelő dőlési szög biztosítására.

Melyiket válasszuk?

Magyarországon a napsütéses órák száma viszonylag állandó (1900-2200 óra/év), így adottságaink elmaradnak a mediterrán államokétól, viszont az északabbra lévő Németországhoz képest például 20 százalékkal jobbak. A napenergia-hasznosító rendszerek hazai széleskörű elterjedésének - minden előnyük ellenére - nagyrészt anyagi okai vannak. Ugyanakkor jó hír, hogy az utóbbi néhány évben jelentősen csökkent ezeknek a technológiáknak az ára.

A napelemes rendszerek kiépítése egyszerűbb és olcsóbb, mint a napkollektoroké, de így is 2-5 millió forintos beruházást jelenthetnek. A megtérülési idő úgy 10-12 év, támogatás nélkül. A napelemeket nagyjából egy hét alatt fel lehet szereltetni, viszont használatukat engedélyeztetni kell az áramszolgáltatónál, ami akár hónapokat is igénybe vehet.

A napkollektoros rendszerek kiépítése drágább, de segítségükkel több energiát nyerhetünk. Mivel a napkollektoros beruházások a jóval drágábbak, ezért ezeket többnyire valamilyen pályázati támogatással ajánlott megvalósítani. A megtérülés támogatás nélkül legalább 15‑20 év.

Napelem

A napelemek a Nap fényenergiáját alakítják át egyenárammá. A fotovoltaikusnak is nevezett napelem számára az ideális, ha a külső hőmérséklet hűvös, viszont felhőtlen az ég, így semmi nem árnyékolja a napsütést. A túlmelegedett napelem cellák jelentősen veszítenek teljesítményükből, ez különösen igaz a leggyakoribb polikristályos és monokristályos napelemekre. Ennél jobb hatásfokúak a vékonyréteg napelemek, de akkor nagyobb felületet kell kiépíteni.
A napelemeket modern technológiának tekintjük pedig már az 1950-es években is gyártották. Az űrprogramok sem jöhettek volna létre napelemek nélkül. A lakossági célú napelem rendszerek, nagyon megbízhatók és üzembiztosak, minimális meghibásodási lehetőséggel. A csatlakozó vezetékeken keresztül az áram az inverterbe jut, ami a termelt egyenáramot hálózati váltóárammá alakítja, amit már a háztartásunkban használni tudunk.

Napkollektor

A napkollektor meleg vizet állít elő, a napelem pedig elektromos áramot. A meleg víz előállítással 30-70 százalék megtakarítást érhetünk el, ami több tényezőtől függ. A napkollektor esetében nem jelentkeznek járulékos költségek, a napelem felhasználásakor viszont igen. A napkollektornál a napsugárzás hőenergiája melegíti fel a benne lévő folyadékot, ami egy hőcserélő közvetítésével egy puffer tartályban tárolódik.
A tartály hőszigetelő fala hosszú ideig tárolni tudja a nap által felmelegített vizet. Ezt a tárolt meleg vizet használhatjuk fűtés rásegítésre, a padlófűtésünkben vagy akár radiátoros rendszerben is. Rengeteg energiát spórolhatunk meg, mert a gázkazánnak nem 20 fokos, hanem akár 60 fokos vizet kell tovább melegítenie, vagy szinten tartani.
Többfajta napkollektor létezik, a kiválasztást az dönti el, hogy pontosan mire szeretnénk használni. A két legelterjedtebb a vákuumcsöves napkollektor és a sík kollektor, de ezen belül is vannak technológiai eltérések.

A négy legfontosabb vákuumcsöves, a heatpipe (hőcsöves) napkollektor, az U- csöves (tükrös) napkollektor, és van még a direkt átfolyású napkollektor, mely utóbbi a hazai éghajlati körülmények között nem javasolt. 

A sík abszorber lemezes napkollektorok működése egyszerűbb, mint a vákuumcsöveseké. A sík kollektorban két, vékony, abszorber szőnyegnek nevezett sötét színű lemez van, amik között apró csatornákban áramlik a szolár folyadék, és átveszi a hőt.

Az ARISTON mint a világ egyik legnagyobb háztartási készülék és gépészeti rendszerek gyártója ugyancsak komoly fejlesztéseket végzett a napkollektorok előállítása területén. Az egyes kiváló minőségű panelek és tartozékok mellett komplett, kész beépíthető szetteket is kínálnak.

Hybrid megoldások

Hamarosan okafogyottá válik azon törni a fejünket, hogy melyik verziót válasszuk, hiszen a technológiai evolúció ismét új csábító lehetőséget kínál.
Az legfrissebb, legérdekesebb technológiai fejlesztés a napelemek és a napkollektorok házasítása, kombinálása. Az ötlet nem a helytakarékosságból és a beruházási költségek csökkentéséből adódott. Az ok a napelemek hatásfokának fokozásában rejlik.
A napelemek nyáron a külső hőmérséklet emelkedésével egyre rosszabb hatásfokúak. Erre a problémára kínál megoldást a napkollektor és a napelem kombinálása.
A napkollektorban meleg vizet állítunk elő, a napelemmel pedig villamosenergiát. A napkollektor felületi hőmérséklete jóval alacsonyabb nyáron, hiszen a beérkező hidegebb víz átfolyik a kollektoron és nem engedi a túlmelegedést, így nő a napelem hatásfoka. Ez lehet akár 40 százalékos növekedés is az áramtermelést tekintve.
Nyáron, ha a cella hőmérséklete a napsütésben 80 ˚C-ra nő, akkor ez az érték ugyanannál a táblánál akár 100 kWp is lehet. Ha sikerül 40-50 ˚C-ra visszahűteni a cellákat, akkor 130 – 140 kWp-et lesz képes megtermelni újra a panel, miközben a használati melegvíz termelésünk is megoldódik.

A kereskedelemben jelenleg kétféle típusú hybridkollektor érhető el. A hőteljesítmény ugyan elmarad egy átlag napkollektor hőteljesítményétől, mivel itt a fénygyűjtő felület maga a napelem, ami nincs úgy tökéletesítve a hőgyűjtésre mint egy napkollektornál. Ez azonban a gyakorlatban nem jelent problémát, mert egy átlagos családi házhoz kicsit nagyobbra kell a paneleket és a puffertárolót is méretezni. Ezzel akár az éves fűtési költség 20%-át is ki tudjuk váltani, viszont hátrányosan megnöveli a beruházási költséget, de a fejlesztéseknek szerencsére még nincs vége.

forrás: Ariston