Tudástár

Napkollektor – útmutató kezdőknek a napenergia hasznosításához

Napkollektor. Te is biztos sokat hallottad már ezt a szót, és talán érdekel, hogy mi is a napkollektor és mire használható?  Az alább olvasható összefoglalónk célja, hogy egy teljesen laikus olvasó számára bemutassuk a napkollektort, mint a napenergia hasznosítására alkalmas berendezést. És ami fontosabb olyan ismeretanyagot nyújtsunk át, amivel elkezdhetsz gondolkodni, azon, hogyan használd ki a nap energiáját rezsiköltségeid és környezetterhelésed csökkentésére. Mint láthatod elég terjedelmes az írás, de igyekszünk minden lényeges alapismerete átadni. Napkollektoros rendszert még nem fogsz tudni építeni, ha elolvasod, de az biztos, hogy kedvet kapsz a napenergia hasznosítására, és már azt is tudni fogod hogyan teheted mindezt. Kezdjük hát!

Rendben, akkor először is tisztázzuk az alapfogalmakat! Mi is az a napkollektor. Nos, a napkollektor egy olyan berendezés, amely a napsugárzást felhasználva hőenergiát állít elő. Az előállított hőt elsősorban melegvíz előállítására, illetve fűtés rásegítésre használhatjuk fel. Fontos megkülönböztetni a napelemtől, amely elektromos áramot állít elő. A napkollektor ellenben melegvizet!

Most már tudjuk nagyvonalakban, hogy mi a napkollektor, és azt is tudjuk, hogy mire lehet használni. Talán már fel is bukkant az első gondolat, hogy saját házunknál melyik hasznosítás lenne megoldható. Itt az ideje, hogy tovább lépjünk és megtudjuk, hogyan is működik a napkollektor.  Figyelem, itt már műszaki jellegű információk is lesznek!

Persze igyekszünk, mindent közérthetően megfogalmazni! A napkollektor lényege, hogy a napból érkező sugárzást hőenergiává alakítja. Azt már biztos te is tapasztaltad, hogy a bezárt kocsi nyáron jól fel tud melegedni, különösen, ha a kárpitozása fekete. Igen? Akkor nem is kell nagyon magyaráznom. A napkollektor működési elve teljesen hasonló. Van egy zárt dobozunk, nevezzük ezt kollektorháznak. Széles, magas, de igen keskeny. Az egyik oldala valamilyen átlátszó anyagból, üvegből, vagy műanyagból  készül el. A lényeg, hogy a nap sugárzása be tudjon hatolni a kollektorházba. A kollektorházban belül van egy sötét színűre festett felület, ami elnyeli a napsugárzást. Ezt nevezik abszorbernek ( a szó jelentés nem más, mint elnyelő! ). Ez a felület tehát elnyeli a napsugárzást és felmelegszik. Ehhez a felülethez csatlakozik egy csőhálózat, amelyben jellemzően víz vagy más folyadék kering. Ez átveszi a hőt és már elő is állt a melegvizünk!  De mi történik ezután? Ez a következő a napkollektoros rendszereket bemutató fejezetből tudható meg.

Az alábbiakban bemutatunk egy ideális tipikus napkollektoros rendszert, amely melegvíz előállítására alkalmas. Amennyiben más célra akarjuk használni a napkollektor által előállított melegvizet, természetesen, ez a rendszer módosulhat, de a logikája ugyanaz lesz, mint amit alább bemutatok.

Az előző fejezetben tehát eljutottunk odáig, hogy a napkollektorban  a napenergiát hővé, jellemzően vízzé és fagyálló keverékévé alakítottuk át. Ezt a melegvizet egy csővezeték segítségével juttatjuk el a vízmelegítő-tárolótartályba. Mi történik itt? Ebben a tartályban szintén víz van, de ez már használati víz, ami a csapból ki fog folyni. A csőhálózaton beérkező a napkollektorból származó melegvíz egy hőcserélő segítségével átadja a hőjét a használati melegvizünknek. A két folyadék nem keveredik! A hőcserélő ugyanis nem más, mint csőkígyó, amely a tartályban kering, benne a kollektor meleg vizével. Keringés közben pedig fokozatosan átadja hőjét a tartályban lévő használati melegvíznek. A tartály jó szigetelésű, tárolja is a melegvizet, így borús napokon is lesz elegendő melegvíz a család számára. A tartályba beépíthető egy elektromos betét is (amilyen a hagyományos villanybojlerekben is található), így tartósan borús időben is lesz melegvizünk. A hőcserélőben lehűlt kollektorvíz ezt követően visszaáramlik a kollektorba, ahol újra felmelegszik.

Ezt a fajta keringést egy keringetőszivattyú biztosítja. A rendszer része egy vezérlő is, két hőmérővel, amely csak akkor engedi a kollektor vizét a tartályba, ha az melegebb, min a tartályban lévő víz. Ezzel a rendszerünk működőképes, de még nem teljes. Szükség van egy tágulási tartályra és egy biztonsági szelepre is, ami a túlnyomás és a térfogatnövekedés kezelésére szolgál. A visszacsapó szelep azt gátolja meg, hogy a nyugalmi állapotban a hő visszaáramoljon a kollektor felé, végül egy légtelenítőszelep biztosítja, hogy a vezetékben lévő levegő el tudjon távozni.

Hát így működik egy napkollektoros rendszer. Érdemes ezt a részt akár kétszer is átfutni, hiszen, ha külső cég is építi ki napkollektoros rendszerünket, érdemes a működési elvvel tisztában lennünk. Most hogy már tisztában vagyunk a napkollektoros rendszerek működésével, ideje  megnézni milyen kollektorok léteznek és a különböző típusoknak mi az előnye-hátránya.

Ez a napkollektorok legegyszerűbb és legősibb típusa. És ez az, amivel alighanem mindenki találkozott, hiszen gyakori látvány a hazai hétvégi kertekben. Nem más ez, mint egy feketére festett hordó, amelyben víz van, és amit aztán zuhanyzásra használtak. Ennek modern fajtája a műanyag abszorberes kollektorok. Az abszorber jelentése: hőelnyelő. Ez végzi a napsugárzás elnyelését. Ebben az esetben ez műanyagból készül, és mivel ez kevéssé viseli el a hőingadozást, ezért közvetlenül melegvíz előállításra használják. Azaz a keletkező melegvíz közvetlenül felhasználásra kerül. Leggyakrabban medencefűtésre használják és csak a nyári időszakban használhatóak.

Ezek az első mai értelmemben vett napkollektorok. A napenergia hasznosításának első modern eszközei. Elsősorban használati melegvíz előállítására alkalmasak, de újabban fűtés rásegítésre is alkalmazzák őket. A síkkollektor négy részből áll. Egy  kollektorházból, egy hőelnyelő felületből, hőszigetelésből és egy átlátszó jellemzően üveg vagy műanyag lapból. A nap az átlátszó felületen áthatolva bejut a kollektorházba, ahol a napfényt a sötétre festett abszorber, elnyeli és hőenergiává alakítja. A szigetelés gondoskodik róla, hogy a hőenergia ne vesszen el. A síkkollektor házilag is elkészíthető némi műszaki tudás mellett.

A modern vákuumcsöve kollektorok kettős üvegfalú üvegcsőből állnak. A két üvegfal között vákuum található. A belső üvegcső az abszorber, itt történik a napsugárzás hővé alakítása.  A vákuum célja, hogy megakadályozza a hőveszteséget. A vákuumcsövek lényegesen hatékonyabbak, mint a síkkollektorok, éppen ezért borús időben, illetve a téli időszak alatt is használhatóak.

A vákuumcsöves kollektorok korai típusai számos hibával rendelkeztek. A víz-glykolkeverékkel ellátott rendszerek alacsony hatásfokúak voltak, illetve a vákuum gyakran hamar távozott a rendszerből.  Egy esetleges sérülés pedig a rendszer teljes leürülését eredményezte.

A Heatpipe, vagy hőcsöves kollektorok alkoholtartalmú folyadékot keringettek. ez a napsugárzás hatására elpárolgott  és a hőt pára formájában adta át egy glykolos folyadéknak. Ez a rendszer azonban a hőátadás hatásfokának csökkenése miatt hamar jelentős hatásfok csökkenést szenvedett el, ami meggátolta széleskörű elterjedését. A fenti hibák miatt a vákuumcsöves napkollektorok sokáig nem terjedtek el széleskörűen.

A mai modern U-csöves napkollektorok azonban a fenti hibákat kiküszöbölik, és hatékonyan alakítják át a napenergiát hőenergiává. Az U-alakú vákuumcsöves rendszer működésének lényege, hogy a vákuumcsőben termelt hőt egy U alakú acélcső átveszi. Ebben a rendszerben a sérülés nem eredményezi a rendszer leürülését, és nem kerül sor folyadék-fázis átalakításra sem, így a rendszer hatékonysága lényegesen magasabb. A vákuumcsöves rendszerekben még ma is gyakran fagyálló glykol folyadék kering, holott ma már a jobb tulajdonságú víz felhasználása is megoldott még a téli hónapokban is.

A koncentráló kollektorok esetében tükrökkel gyűjtik össze a napsugárzást és számítógéppel követik a nap mozgását. Így rendkívül magas hőfok érhető el. Így működnek a napkohók is. A rendszer hátránya, hogy csak a közvetlen napsugárzás hasznosítására alkalmasak, a szórt napsütést nem tudják hasznosítani. ezen kívül kivitelezésük és üzemeltetésük is igen bonyolult, ezért háztartási léptékben nem használják őket. Ennek némiképpen ellentmond a hasonló elven működő napkályha, amit Indiában meglehetősen széleskörűen használnak főzési célra. Ez valójában egy félgömb, ami koncentrálja napsugárzást, és a közében elhelyezett edényben főzni is lehet.

Nos, most már van némi alapismeretünk a napkollektorokról. A következő kérdés, hogy hogyan tudom én a nap energiáját hasznosítani saját otthonomban, a rezsiköltségek és a környezetterhelés csökkentése érdekében. Következő cikkünk ezt a témát járja majd körül.

Kattints a hozzászólásokhoz

Leave a Reply

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.

Fel

Powered by themekiller.com anime4online.com animextoon.com apk4phone.com tengag.com moviekillers.com