Napkollektor, vízmelegítés és fűtés napenergiával

Cikk mentése a konyvjelzők közé
Cikk nyomtatása
Cikk elküldése levélben
Napsütés
A napenergia korlátlanul rendelkezésünkre álló energiaforrás. A napkollektorok segítségével ezt az energiát hasznosíthatjuk az otthonunkban vízmelegítésre vagy fűtésre.

A napkollektorok olyan szerkezetek, amelyek a nap tiszta, kifogyhatatlan és ingyenes energiáját képesek az otthonainkban használt melegvíz előállításának céljára felhasználni.

Napkollektor működése, felépítése

Az angol nyelvből jól ismert collect szó magyar változata a kollektor, aminek a jelentése gyűjt, összegyűjt. Tehát ahogy a neve is mutatja, a napkollektoros rendszerek a nap energiáját gyűjtik össze és használják fel jellemzően vízmelegítésre.

Napkollektor rendszer ábra
Napkollektor rendszer általános felépítése - ábra

A folyamat az alábbi lépésekből áll:

  • A háztetőn elhelyezett kollektor panelek összegyűjtik, koncentrálják a napsugárzást, nagyjából hasonlóan ahhoz, ahogyan a nagyító képes egy pontba gyűjteni a nap sugarait;
  • A kollektor paneleiben áramló folyadék a koncentrált napsugárzás hatására gyorsan felmelegszik;
  • Az így felmelegített folyadék egy szivattyú segítségével keringtethető a rendszerben;
  • A felmelegített folyadék eljut a tartályig (bojler, kazán), ahol átadja hőenergiáját a tartályban tárolt hideg víznek, így az felmelegszik.

Mivel a napkollektorok belsejében áramló folyadék rendszerint speciális hőcserélő anyag, nem keverhető össze közvetlenül a fürdésre, mosogatásra szánt ivóvízzel. A kollektorok által felmelegített folyadék a víz tárolására alkalmas tartályban adja át hőenergiáját a háztartásban felhasználható víznek.
A tartály, amiben az előállított melegvizet tárolhatjuk hosszabb-rövidebb ideig, elengedhetetlenül szükséges része a rendszernek, mert a kollektor által felmelegített melegvíz csak napsütéses időben állítható elő, és ez nem mindig esik egybe szükségleteinkkel.

Mennyi melegvíz állítható elő? A napkollektor teljesítménye

A tetőre szerelt napkollektorok egész évben képesek kiszolgálni egy családi ház melegvíz szükségletének nagy részét. Arról, hogy éves szinten a melegvíz készítésére fordított villamos vagy egyéb energiát hány százalékban képes kiváltani egy napkollektoros rendszer, megoszlanak a vélemények, továbbá jelentősen függ a kialakított rendszer tulajdonságaitól és az egyedi igényektől is. Egy megfelelően méretezett és kialakított kollektor rendszer akár az éves melegvíz előállítás energiaigényének 60-70%-át is képes lehet fedezni.

A valóságban ez az érték számos tényezőtől függ, melyeket már a tervezés során érdemes átgondolnunk:

  • Tisztában kell lennünk vele, mire és hogyan használjuk a melegvizet. Energiát takaríthatunk meg és hatékonyságot növelhetünk, ha némiképp szokásainkat is a melegvíz keletkezéséhez tudjuk igazítani.
  • Érdemes átgondolni, hogy milyen melegvizet használó eszközeink vannak (mosógép, mosogatógép), és ezek üzemeltetésére esetleg felhasználható e a napkollektor által felfűtött víz.
  • Fontos a méretezés során eldönteni mennyi melegvízre van szükségünk. Egy felnőtt napi melegvíz fogyasztása 60-70liter körül mozoghat. Amennyiben a tárolásra szolgáló tartály a család egy napi ellátására elegendő kapacitással rendelkezik, borúsabb napok esetén biztosan csak elektromos energia segítségével leszünk képesek előállítani s szükséges melegvizet. A nagyobb tartály, vagy nagyobb kollektor kapacitás viszont plusz költséget jelenthet a telepítés során.
  • Fontos a rendszert működtető elektronika beállítása. Hagyjuk dolgozni a kollektorokat napközben - amikor nincs vagy csak kevesebb melegvízre van szükségünk - és lehetőleg ne fűtsük a tartályt más eszközökkel.

Napkollektor típusok

Különböző napkollektor típusok léteznek, melyek min árukban mind működésükben, szerkezeti kialakításukban igen különbözőek lehetnek. A felhasználás helyétől és körülményeitől függően más és más kollektor típus lehet megfelelő számunkra.
A legfontosabb szempont, ami szerint a napkollektorokat csoportosíthatjuk, az összegyűjtött hőt továbbító közeg fajtája. E szerint léteznek:

  • Folyadékos napkollektorok
    Vákuumcsöves és síkkollektor egymás mellett
    Vákuumcsöves (felül) és síkkollektor egymás mellett
    Ezek a legismertebb típusai a napkollektoroknak. Ezekben a a kollektorban keletkező hőt folyadék továbbítja az épület belsejébe. A folyadékos rendszerű napkollektorok között érdemes még különbséget tenni a napkollektor típusa szerint is. E szerint megkülönböztethetünk
    • vákuumcsöves napkollektort
      Jelenleg a vákuumcsöves napkollektorok jelentik a napkollektor technológia csúcsát. Ezek képesek a legnagyobb hatékonysággal működni, akár a legnagyobb téli hideg idején is.
    • síkkollektort.
      A síkkollektorok kevésbé hatékony szerkezetek, de olcsóbbak és kiválóan alkalmasak olyan esetekben, amikor a kollektornak nem kell nagy hidegben is folyamatosan helytállnia, pl. mediterrán övezetekben, medencefűtés esetén, vagy akkor ha a téli kisebb hatásfokot a nyári teljesítmény ellensúlyozni tudja.
    Passzív rendszerű napkollektor
    Passzív napkollektor - működéséhez nincs szükség szivattyúra és elektromos áramra
    A folyadékos napkollektorok esetében érdemes még említést tenni a passzív rendszerű napkollektorokról. Ezek egy tartállyal egybe épített kollektor rendszerből állnak. Előnyük az egyszerűségükben és olcsóságukban rejlik. A kollektorban felmelegedő folyadék a hőmérsékletkülönbség hatására magától, szivattyú segítsége nélkül áramlásba jön, ezt nevezik termoszifon hatásnak. Ennek köszönhetően a passzív rendszerek működtetéséhez nincs szükség elektromos áramra, ami az olcsósága mellett további rendkívül előnyös tulajdonsága az ilyen rendszereknek.
  • Levegős napkollektorok
    Légkollektor
    Légkollektor - olcsó, egyszerű szerkezet és működés | fotó:grammer-solar.com
    Levegős napkollektornak, avagy légkollektornak azokat a típusokat nevezzük, melyekben az összegyűjtött hőt nem víz, hanem levegő közvetíti az energiafelhasználás helyszínére. Ezek a típusok jellemzően légfűtésre használatosak, de egy levegő-víz hőcserélő beépítésével akár nyáron is használhatók vízmelegítésre, bár ennek hatásfoka kisebb, mint a folyadékos rendszerű napkollektoroké.
    Ezzel együtt a levegős napkollektorok rendkívül egyszerű szerkezetüknek köszönhetően nagyon kiváló alternatívát jelenthetnek a folyadékos rendszerek mellett, főleg ha egyébként is fejlett hővisszanyerős levegőkezelés működik egy épületben (pl. passzív házak).

Az én otthonomban is használható? - tájolás, telepítés

Napkollektor felszerelésével nem csak új ház építése esetén lehet számolni. Szerencsés esetben meglévő vízmelegítő rendszerre is felszerelhető. Ehhez az alábbi kérdéseket kell egyedileg megvizsgálni:

  • Van-e direkt napsütés a tervezett szerelési helyen?
    Ez a legfontosabb tényező, hiszen hiába süt a nap ha a kollektort valami beárnyékolja és nem éri a napfény. Szerencsés esetben a tető déli oldalán a megfelelő szögben elhelyezhetők a panelek, de lapos tető esetén is használható tartókeret, ami a megfelelő szögben tartja a szerkezetet. Ugyanilyen tartókerettel akár a földön is elhelyezhető a kollektor, de ebben az esetben kiemelten figyelni kell az árnyékolás elkerülésére.
  • A jelenleg használt melegvíz tároló tartály átalakítható? Esetleg van e elegendő hely az új eszközök kiépítésére?
    A napkollektoros rendszer lényegi eleme a tartály amiben a melegvizet fogjuk tárolni. Ennek kialakítása, technológiája, kapacitása jelentősen befolyásolhatja a várható megtakarítást és energiahatékonyságot.

Napkollektor térkép

Céunk a napkollektor térkép segítségével megmutatni, hogy a napkollektor nem kizárólag a jővő háztartásainak energiaforrása, hanem napjaink hatékony eszköze az alternatív energiaforrások kiaknázásában. Mi sem bionyítja ezt jobban, mint a már megvalósúlt beruházások folyamatosan növekvő száma. Ezeket a Magyarországon telepített napkollektoros rendszereket, és az általuk megtakarított, földgázhoz viszonyított CO2 kibocsájtás mennyiségét mutatja be az alábbi térkép, a teljesség igénye nélkül.

Napkollektor térkép

78db rendszer évente összesen

93.8t

tonna CO2 kibocsájtástól óvja meg szűkebb környezetünket.

Facebook megosztás

Napkollektor árak és megtérülés

Egy komplett rendszer telepítésének költsége számos tényezőtől függ. Egy felnőtt napi melegvíz igénye 60-70liter körül mozog. Ennek a stabil fedezéséhez személyenként 2,5-3m2 napkollektor felületre van szükség, továbbá személyenként 80-100 literes tartálykapacitásra.

Jelenleg egy korszerű gáztüzelésű kazán mellett a napkollektoros rendszer megtérülési ideje igen hosszú, 20 év körül mozog. A fosszilis energiahordozók jövőbeni várható drágulása viszont folyamatosan csökkenti ezt az időtartamot.

Sörkollektor készítése házilag
Sörkollektor - legolcsóbb házilag is elkészíthető napkollektor

Más a helyzet viszont ha olyan épületben kivánjuk kialakítani a rendszert, ahol nincs bevezetve a gáz, és a melegvíz ellátást hagyományosan elektromos árammal oldanánk meg. Ebben az esetben jóval rövidebb megtérülési idővel, 5-6 éves periódussal számolhatunk.

Ha nem szeretnénk mélyen a zsebünkbe nyúlni, akkor is létezik alternatíva a viszonylag drága gyári rendszerek. Némi műszaki vénával megáldva, a megfelelő szerszámok bitokában akár mi magunk is készíthetünk folyadékos napkollektort házilag, vagy fűtésre alkalmas levegős sörösdoboz napkollektort (sörkollektor).

Előnyök és hátrányok

A napkollektor használata mellett szóló érvek a következők:

  • A nakollektorok alkalmazásával jelentős megtakarítást érhetünk el, mert éves szinten a melegvíz előállításra forddított energia 60-70%-át is megtakaríthatjuk
  • Alacsony fenntarási költség

A napkollektor hátrányait pedig az alábbiakban foglalhatjuk össze:

  • Fontos a kollektorok megfelelő tájolása. Amennyiben ez nem megoldható, a hatékonyság jelentősen csökken
  • Működéséhez villamos áramra van szükség
  • Az energiaforrás időjárásfüggő, így a ha nem süt a nap kénytelenek vagyunk vagy hagyományosan gázzal vagy árammal fűteni a szükséges melegvizet.

Utoljára módosítva: 2011. március 31. @ 16:15
Kövesd az Aeco-t a Twitteren!
powered by Saurus FREE CMS