Napkollektoros rendszerek alapfokon

Tetőre telepített napkollektorok.

A napkollektorok működése és alkalmazása

Napkollektor vagy napelem? Van köztük különbség, és ha igen mi? Sokan beleesnek abba a hibába, hogy a napkollektorokat és a napelemes rendszereket egy kalap alá veszik. A napkollektor és a napelemes rendszer két teljesen külön célra használható, és máshogy működő rendszer. Egy azonosságuk van csupán, mind a két rendszer a Nap energiáját használja fel. A napelemes rendszereket áramtermelés céljából szokták alkalmazni, még a napkollektoros rendszerek meleg vizet képesek előállítani. A napkollektorok által előállított meleg vizet medencék, fóliaházak, üvegházak fűtésére, épületek fűtésére vagy fűtésrásegítésre és szimplán meleg vízként szokták alkalmazni.

A napkollektor működése

A jövőben számos cikket fogunk publikálni a napkollektorokról, mivel a napkollektoros rendszereknek is több fajtája van és ezek egymástól részben eltérő módon funkcionálnak. Mostani cikkünkben egy sík kollektornak fogjuk bemutatni a működését és alkotórészeit. A szerkezeti részeket egyesével részletesen be fogjuk mutatni. Maga a sík kollektor abszorberből (elnyelő), hőszigetelésből, vörösréz csőkígyóból és egy átlátszó szolár üvegből épül fel.

A napkollektor elnyelő lemeze

A napkollektor panel elnyelő lemezének szerkezeti rajza.

Napkollektor elnyelő lemeze.

Egy átlátszó szolár üvegen áthalad a beeső napsugárzás majd útja során ráesik az elnyelőre. A sík kollektor a napsugárzás energiáját az abszorpció (elnyelés) révén tudja hővé átalakítani. Ennek a folyamatnak a hatására maga az abszorber hőmérséklete megnövekszik. Ez a folyamat kicsit összetettebb, mint azt az ember első hallásra gondolná. Az abszorberek fekete színűek, mivel minden ilyen színű test a napsugárzást elnyeli. Azonban amikor a napkollektor abszorberének a hőmérséklete a környezetének a hőmérséklete fölé emelkedik, a folyamat megfordul, az abszorber sugárzóvá válik. Ez azért jelenthetne problémát, mert a napkollektorok üresjárati hőmérséklete (az a hőmérséklet ahol még a hőhordozó közeg nem kering) igen magas, 180-200 ˚C fok. A napkollektor abszorberét ezért szelektív bevonattal szokták ellátni, ez általában galvanizálással a felületre felvitt króm-oxidokkal vagy nikkel bevonattal látják el, esetenként szelektív tulajdonságú, úgynevezett szolár lakkot szoktak alkalmazni.

A napkollektor kollektor háza

A kollektor ház alapanyaga minden esetben az alumínium. A kollektor házban adja át a napkollektor abszorbere a Nap sugárzásából összegyűjtött hőt a hő szállító anyagnak. Igen fontos hogy ez a speciális anyag tulajdonságainak megtartásának az érdekében ne keveredjen más fajta folyadékkal, mint például esővízzel. Ezen okból a napkollektorok kollektor háza és a napelem napkollektor közé igen jó minőségű tömítőanyagokat szoktak beépíteni. Ezek a napkollektorokban felhasznált tömítőanyagok kiválóan állnak ellen a környezeti viszontagságoknak. Minőségük kulcsfontosságú a napkollektorok élettartama és esetlegesen lehetséges szervizigényében.

A napkollektoroknál alkalmazott szolár üveg

Napkollektorokhoz alkalmazott szolár üveg.

Szolár üvegezés.

Nézzük meg jobban, mi is az a szolár üveg és mi a feladata egy napkollektoros rendszeren belül. Mint már említettük, feladata hogy a lehető legtöbb napsugárzást engedje át magán az alatta a napkollektorokban elhelyezkedő abszorberekre. A napkollektoros rendszer ideális működéséhez az is elengedhetetlen hogy a szolár üvegek visszafele a környezet felé minimális hőt engedjenek távozni a napkollektorokból. Anti-reflexiós szolár üvegeket is szoktak használni a napkollektorok lefedésére. Ebben az esetben a napkollektorokat lefedő szolár üveg felületén apró barázdákat figyelhetünk meg. Az apró barázdák előnye, hogy kevésbé verik vissza a napsugárzást, tehát több napsugárzást nyel el a napkollektoros rendszer. Hátrányuk hogy barázdáikon könnyebben megtapadnak a különböző szennyeződések, ezért maga a napkollektorok hatásfoka gyengülhet. Az ilyen szolár üveggel felszerelt napkollektorok telepítésénél nagy gondot kell fordítani a megfelelő elhelyezésre és a könnyű hozzáférhetőségre. Ezzel a lépéssel minimalizálhatjuk a napkollektor felületére eljutó szennyeződések mennyiségét és fajtáját, egyben megkönnyíthetjük a napkollektorok tisztán tartásának rendszeres feladatát is.

A napkollektorok szigetelése

Ejtsünk pár szót bővebben a szigetelésről is. Mint azt már tudjuk, a szigetelés minősége nagyban befolyásolja a napkollektor rendszerek hatásfokát és élettartamát, akár szervizigényét. Fontos hogy a szigetelő anyag hosszú élettartamú legyen, jól bírja a napkollektoros rendszerekben jelentkező nagy hőmérséklet okozta igénybevételt és egyben ne öregedjen. Ezek a szigetelések a napkollektorok esetében nagy részben ásványgyapotból készülnek.

Napkollektorok csövezése

A napkollektorok csövezését és az abszorbert jól egymáshoz kell rögzíteni a napkollektorban, így minimalizálható a napkollektorokon belül a hőátadási tényező, és maximalizálható a hatásfok. A napkollektorok csövezésében hő átadó folyadékot találhatunk, mindig a klímához viszonyítottan meghatározott fagyálló folyadékkal szokták a napkollektorok csövezését feltölteni, így egy esetleges fagy bekövetkezésekkor a napkollektorok belső szerkezete nem sérül. A napkollektorok csövezése minden esetben vörösrézből készül, mivel a vörösréz jó hővezető képességű anyag. Ez szintén a napkollektoros rendszer hatásfokának a maximalizálásában játszik fontos szerepet. A napkollektorokban két különböző csövezési eljárást szoktak alkalmazni, a csőkígyós és az osztott-gyűjtős megoldást.

A napkollektorok hőcserélő tartálya

A napkollektoros rendszerekbe hőcserélő tartályokat is beépítenek, feladatuk a nappal megtermelt energia eltárolása, mivel a nappal betermelt energiát az este folyamán is felhasználható állapotban kell tartani. A napkollektor rendszerek hőcserélő tartálya poliuretánszigeteléssel van burkolva a jobb hőszigetelő kapacitás elérésének az érdekében. Belseje kétrétegű zománccal van borítva. Aktív anódhasználatának köszönhetően a napkollektoros rendszerek hőcserélő tartályának hosszú az élettartama. A napkollektoros rendszerbe a hőcserélő tartály nagy hatékonysága fontos a meleg víz minél rövidebb idő alatt történő előállításához.

Napkollektoroknál alkalmazott hőcserélő tartály.

Napkollektor hőcserélő tartálya.

 

Napkollektoros rendszer tágulási tartálya

A rendszerbe található fagyálló hőhordozó közeg a napkollektor rendszer működése közben térfogatváltozáson megy keresztül. A napkollektoros rendszerbe épített tágulási tartály ezt a térfogatváltozást teszi lehetővé és egyben védi a napelemes rendszert a szerkezeti károk bekövetkezésétől. Ezek gumimembrános, zárt tartályok. A gumimembrán egyik oldalán a hőhordozó közeg, másik oldalán pedig valamilyen gáz, az esetek nagy részében levegő található. A napkollektoros rendszerek tágulási tartályának a működési elve azon alapszik, hogy a bennük tárolt gáz vagy levegő összepréselhető. A napkollektoros rendszerben a megnőtt hő hatására a hőhordozó közeg egyben felmelegszik és térfogata tágul. Egy ponton a napkollektoros rendszerben a hő hatására megemelkedett nyomás kinyitja a gumimembránt, és a kellő mennyiségű hőhordozó közeg a tágulási tartályba kerül. Amint a napkollektoros rendszeren belül uralkodó nyomás eléri a kívánt szintet, a gumimembrán lezár. Ez a folyamat a napkollektoros rendszeren belül a másik irányba is működik, tehát amikor a napkollektoros rendszerben uralkodó nyomás egy szint alá csökken, a tágulási tartályban uralkodó nyomás hatására a gumimembrán ismét kinyílik, ám ez esetben a tartályba került hőhordozó közeg visszakerül a napkollektoros rendszer csövezésébe.

Cikkünk a teljesség igénye nélkül csupán egy felületes bemutató a napkollektoros rendszerek működéséről. A jövőben egyesével számba fogjuk venni a különböző napkollektoros rendszereket, bemutatjuk azok működését és segítséget nyújtunk a megfelelő napkollektoros rendszer kiválasztásában. Az adott vagy esetleg más témában felmerülő kérdéseivel forduljon hozzánk bizalommal, szakképzett kollégáink örömmel állnak az Ön rendelkezésére. Az alábbi linkre kattintva napkollektoros rendszer csomagjainkat tekintheti meg.

Hozzászólás

Az email címet nem jelenítjük meg sehol.