Napelem és/vagy napkollektor?

Vajon mikor melyiket célszerű használni, illetve használható‑e mindkettő egy háztartási háztartási rendszerben? Az átlagember számára a kettő szinte ugyanaz, pedig működési elvüket és a kimeneti energia formát tekintve jelentősen különbözőek, bár a betáplált energiát valóban a napsugárzás biztosítja mindkét esetben.

•   Napelem
• Sziget üzemű napelem
• Hálózatra tápláló napelem
• Napkollektor
• Új fejlesztésű napkollektorok
• Melyiket mikor, hol?

A napelem és a napkollektor tábla egyes típusai formailag eléggé hasonlítanak egymásra, de nézzük az alapvető különbségeket.

 
Napelem

A napelemmel nyert energia, azon túl, hogy a legtisztább, közvetlenül a Nap fényéből nyerhető, és elektromos áram formájában szinte azonnal felhasználható, mozgó alkatrészt egyáltalán nem tartalmaz. A napelemek előállítása még mindig eléggé drága, de tekintve, hogy egyre energia‑hatékonyabb változatokat fejlesztenek, így mégis relatíve olcsóbbá válnak.

Itt is alapvetően két változat van, a sziget üzemű, és a hálózatra is tápláló rendszerek. 

Sziget üzemű napelem

• Viszonylag ritkább, csak ott érdemes kialakítani távol az infrastruktúrától, ahol nincs kiépített elektromos hálózat, mondjuk egy nyaralóban, menedékházban, lakóhajón, stb.
• Ez esetben akkumulátor tárolja a keletkező többlet energiát, ami a zárt rendszeren belül, az adott lakóegységben kerül felhasználásra.

Hálózatra tápláló napelem

• Az ilyen rendszer, az úgymond pillanatnyilag felesleges fel nem használt energiát, tehát a keletkezett áramot egy megfelelő átalakító és számláló közbeiktatásával a közösségi elektromos hálózatra vezeti.
• Ilyenkor a kétirányú mérő biztosítja a kimenő és bemenő energia mennyiségi adatainak rögzítését.

A ki és betáplálás ciklikusan és egyben rugalmasan változik, leginkább a fényviszonyoknak megfelelően, hiszen a nappal termelt fölös betáplált áramot váltja az éjszakai, vagy borús időben nem termelő időszak, amikor a hálózatról kell azt felvenni. Ilyenkor a hálózatra táplált energia mennyiség jóváírásra kerül, mely jó esetben abszolút kiegyenlítődik. Még jobb esetben pénzt is kereshetünk a betáplált áram többlettel.

Napkollektor

Tömören szólva: a napkollektorok közvetlenül melegvízet állítanak elő, változatos formában, méretben és többféle anyagból is készülhetnek. A működési elvük azonban ugyanaz, felül áttlátszó fény és hőáteresztő üveglap vagy plasztik fólia, alatta vagy alul hővisszaverő fényés, esetleg fekete hőelnyelő réteget tartalmaz, a kettő között zárt lapban vagy csövekben a hőenergiát felvevő víz áramlik. A napkollektorokkal a hagyományos energiaigénynek úgy a 60%-át lehet fedezni, ezért fontos, hogy más szokásos energiatermelő berendezések is rendelkezésre álljanak.

A napkollektoros rendszereket leginkább lakóházak melegvízellátásának részleges biztosítására, télen pedig fűtésére is használják, a készenléti melegvíz mennyiség hőszigetelt tartályban tárolható. A kollektorok a víztartálynál alacsonyabban vannak elhelyezve és a bennük felmelegedett víz fölfelé áramlik, helyére hidegebb (nagyobb fajsúlyú) víz jut a tartályból. Ez a kicserélődés mindaddig folyik, amíg a tartályban és a kollektorokban levő víz homérséklete ki nem egyenlítődik.

Vízkivétel után a folyamat újra kezdődik. Szivattyúk beiktatásával más kombinált rendszerek is kialakíthatók

Új fejlesztésű napkollektorok

Az utóbbi években robbanásszerűen nőtt a vákuumcsöves napkollektorok termelése, ami óriási árcsökkenést eredményezett, és nagyobb hatékonyságuk miatt a vákuumcsöves kollektorok képezhetik a szoláris vízmelegítő rendszerek alapját.

A vákumcsöves kollektorok párhuzamosan egymás mellé helyezett, önmagukban két koncentrikus üvegcsövekből képzett egységekből állnak, amelyek egyik végükön össze vannak forrasztva. A belső cső külső felülete hőelnyelő réteggel bevont, hogy ne sugározza vissza a bejövő hőt. A levegőt a két cső közül kiszívják, ezáltal ott vákuum keletkezik, amely kiválóan szigetel. Ezek a kollektor csövek nagyon jól teljesítenek felhős vagy hideg napokon is. A csövekben vizet és levegőt is áramoltathatnak. Éves teljesítményük elérheti az 500 kWh/m²-t is. A légáramoltatásos napkollektorok több energiát szolgáltatnak, mint a vizesek, de utóbbiak jobb hatásfokúak.

A cső és hólyagalakú fóliakollektorok vízszintes helyzetük miatt reggeltől estig, sőt gyenge napsütésben is energiát termelnek és olcsóbbak, mint mint más szögben elhelyezett lapkollektorok, épületekre is szerelhetők. Az időjárás változásait, a nagy hőingadozást rosszul bírják.

Melyiket mikor, hol?

Mivel a kétféle rendszer kimeneti energiája, iletve hordozója jelentősen különbözik, közvetlenül egymást nem befolyásolják, bár rendszerben kölcsönösen kpcsolódhatnak, így  külön‑külön is, de szükség szerint mindkettő egyaránt használható egy háztartásban. Az áram közvetlenül világításra, elektromos eszközök működtetésére, és az energiarendszer szabályozására is használható. A melegvíz pedig közvetlenül fürdésre, főzésre, de megfelelő szabályozással akár fűtésre is alkalmas.