napsütéses órákA napenergia a tudomány mai állása szerint kimeríthetetlen és a legtisztább energiaforrások egyike. Használatakor nem keletkezik környezetkárosító gáz, radioaktív hulladék stb. A Nap a működtetője a Földünkön lezajló összes természeti folyamatnak. A napsugárzás több sugárzásból tevődik össze: hő-, fény-, egyéb sugárzás. A napsugárzás szűk félóra alatt több energiát ad a Föld felszínére, mint amennyit az emberiség egy teljes évben felhasznál, és mindezt teljesen ingyen. A hőenergia megfelelő építőanyagok és építészeti kivitelezés segítségével alkalmas épületek passzív fűtésére, vagy közvetlenül a háztartások által használt víz felmelegítésére. A napenergiával működő vízmelegítő rendszerek manapság már sok régióban jelentenek kiegészítő megoldást, vagy alternatívát a villany- és gázbojlerek mellett, illetve helyett.

A Napból nyert hőenergiát több célra lehet felhasználni, többek között vízmelegítésre, légtér fűtésére vagy éppen hűtésére, ha abszorpciós hűtési technológiát alkalmaznak hozzá

A világban egyre növekvő körben használnak olyan eljárásokat, melyek a napsugárzás erejét használják fel energia előállítására.

Magyarország elhelyezkedéséből adódóan évente 200-210 napsütéses napnak örülhetünk, ez nagyságrendileg 2000 napsütéses órát jelent. Ezeken, a napokon a napkollektorok négyzetméterenként kb. 50-60 liter 50oC-os melegvizet képesek szolgáltatni évszaktól függetlenül.
Ezek a berendezések csak kis mennyiségben érzékenyek a környezet hőmérsékletére, sokkal fontosabb számukra a nap besugárzásának erőssége.
Ennek köszönhető, hogy szikrázóan napos felhőzetmentes téli napon is képesek magas teljesítmény leadásra.

Hazánk területére az év további 80-100 napján csak a felhőkön keresztül szűrődik át a fény, ilyenkor a kollektorok a fenti vízmennyiséget 30-35 fokra képesek felmelegíteni ezzel úgymond előmelegítik a használati melegvizet.
Így egy háztartás éves melegvíz-igényének 65-70 százaléka állítható elő ilyen módon, illetve megfelelő méretű kollektor alkalmazása esetén fűtés rásegítésre vagy nyáron medence fűtésére is használható.

Teljesítmény


Egy napkollektor teljesítményét sok tényező befolyásolja, de a legfontosabb, hogy milyen a napfénybesugárzás az adott területen.
Nyugat-Európa területén (Németország, Dánia, Hollandia stb.) a napfénybesugárzás adatok sokkal rosszabbak, mint Kelet-Közép-Európa országaiban. Ennek ellenére a nyugati társadalom már évtizedek óta használja a napkollektorokat melegvíz előállítására.
Ugyanis egyre nyilvánvalóbbá válik ugyanis, hogy a  jövő környezetbarát energiaellátásában kiemelt szerep jut majd a megújuló energia felhasználásának. Nem beszélve el nem hanyagolható költség megtakarításról.
Kelet-Közép-Európa országaira jellemző, hogy évente 200-210 napsütéses napot kapunk ajándékba. Kár lenne elpazarolni. A kollektorok minden egyes négyzetmétere ezeken a napokon kb. 50 liter 50 °C-os melegvizet képes szolgáltatni, függetlenül attól, hogy milyen évszakot írunk. Gyakorlatilag ezek a berendezések csak a besugárzás erősségére érzékenyek, a környezeti hőmérséklet csak kis mértékben befolyásolja teljesítményüket. További 100 napon át a felhőzeten keresztül átszűrődő több-kevesebb fényből annyi energiát képesek hasznosítani, ami az előbbi vízmennyiség 30-35 °C előmelegítésére elegendő. Illetve megfelelő méretű kollektor felszerelése esetén fűtés rásegítésre vagy nyáron medence fűtésre is használható.

Egy napkollektor rendszer fő részei:



Síkkollektor:


A síkkollektor a Nap fényenergiáját alakítja át hőenergiává. Abszorbernek nevezzük azt a fémlemezt, ahol ez a folyamat végbemegy. Az abszorbert a jobb fényelnyelő képesség érdekében egy speciális bevonattal látják el. A modern, szelektív bevonatok többrétegűek, s megakadályozzák a visszaverődést. Az abszorber lemez hátoldalára vékony csőhálózatot forrasztanak. Ebben áramlik a hőtovábbító folyadék, mely elszállítja a kollektorban termelt hőt a víztartályba. A folyadékot a téli időszak miatt fagymentessé kell tenni, ezért fagyálló koncentrátumot kevernek össze a vízzel. A napjainkban használatos propilénglikol nem mérgező és jól ellenáll a magas hőmérsékleti ingadozásoknak is.

Vákuumcsöves napkollektor


Vákuumcsöves kollektor 20-30%-kal jobb hatásfokú a síkkollektorhoz képest. Téli időszakban ez a hatásfok még inkább megmutatkozik, akár háromszoros energiatermelés is elérhető. Téli, pl. -20 C-os hőmérsékletnél a szórt napsugárzás hatására is termel melegvizet és használható fűtésrásegítésként. Minden egyes vákuumos cső két darab üvegcsőből áll. A külső cső (1) rendkívül erős, átlátszó bórszilikát üvegből készül, amely zápor idején képes ellenállni a 25 mm átmérőjű jégdaraboknak is. A belső cső (2) szintén bórszilikát üvegből készül, de egy speciális szelektív bevonattal (3) (Al-N/Al) készül, ami kiváló fény- és hőelnyelő, illetve minimális fény- és hővisszaverő tulajdonságokkal bír. A csövek végét összeolvasztják, a közöttük lévő levegőt pedig kiszippantják, ezáltal vákuum keletkezik. Mire jó a vákuum? A külső és a belső cső közötti légteret kiürítik, ami azt jelenti, hogy ebben a térben alig marad levegő. Ha Ön már használt üveggel bélelt termoszt, tudhatja, hogy a vákuum kitűnő hőszigetelő. Ez azért fontos, mert ha egyszer a vákuumos cső elnyelte a napból érkező hőt, nem áll szándékunkban elveszíteni azt! A vákuum segítségünkre lesz ebben, hiszen olyan jól szigetel, hogy a cső belsejében lehet akár 150 °C, a külső cső akkor is hideg, ha megérintjük. Ez azt jelenti, hogy a vákuumcsöves kollektorok hideg időben is működnek, míg a síkkollektorok ilyenkor, a hőveszteség miatt, gyengében teljesíthetnek.

 

Szolár állomás:


  A szolár állomás nem más mint a hő hordozó közeg(glikol keringetését biztosító berendezés) Tartalmazza a keringető szivattyút (mely kimondottan speciális magas hőfokú folyadék szállítására alkalmas), nyomásmérő órát a biztonsági szeleppel. (6 bar, mely megakadályozza a túlnyomást a rendszerben), a folyadék hőmérsélet mérő órát, az átfolyás mérő szabályzót, valamint a töltő üritő csapot.

Szolár vezérlők:


 A szolár rendszerek működését a hőmérséklet különbségek változásának beállított értékei szabályozza. Ezeket az adatokat a szolár vezérlő elemzi, értékeli, és teszi meg a szükséges kapcsolásokat. A tartályban(okban) ill a kollektor felületén mért hőmérsékleti pontok, hatására indítja vagy állítja le a rendszert. A vezérlés lehet egyszerű (kis rendszereknél alap funkciókkal bíró) vagy lehet komplikáltabb, több feladat irányítását szabályzó drágább készülék is. (fűtesrásegítésnél, több tartály vezérlésénél, medencefűtésnél.

 

Szolár tárolók:


 A napból nyert hőenergiát, a rendszerbe ezeknek az eszközöknek a segítségével tudjuk átadni, letárolni. A tartály nagysága a melegvíz szükséglet, valamint a fűtési rendszer nagyságától függ.  Megkülönböztetünk használati melegvíztároló (HMV) tartályt, fűtési puffertartályt, valamint kombinált tárolótartályt. A HMV tartály lényeges különbsége a pufferrel szemben hogy a tartály belső felülete korrózió ellen kezelve(legtöbb esetben zománcozva) van, mely az ivóvíz minőségének megtartását teszi lehetővé. Az egy hőcserélővel szerelt tartályra akkor van szükség, ha a víz melegítését a napkollektorra bízza és kiegészítésként elektromos fűtőpatront szereltet a tartályba. A két hőcserélővel szerelt tartályra akkor van szükség, ha a víz melegítését szintén a napkollektorra bízza, de a kiegészítést egy külső hőforrásról, gázkazánnal vagy akár vegyestüzelésű kazánnal szeretné megoldani. A puffertartály fő jellemzője, hogy a fűtési rendszerhez szükséges, napkollektor által előmelegített (NEM HASZNÁLATI !!)vizet tárolja. Minél nagyobb a térfogata annál több fűtési melegvíz tartaléka lesz a fűtési rendszernek. A kombinál tartály jellemzője, hogy a 2 típust ötvözéséből született. A puffertartályban - leggyakrabban - beépítve van egy zárt HMV tartály, melynek a felmelegedését a puffertároló melegvíze biztosítja. Ezen az alap felálláson már változtattak különféle esetekben, ez alatt az átfolyós rendszerű belső HMV tartály nélküli kombinált tárolókat értjük.