A napenergia egyik ismert felhasználási módja a napkollektoros rendszerek használata. A napkollektoros rendszerek a közelmúltban robbanásszerű változáson mentek át. A piacon rengeteg új gyártó jelent meg és a napkollektorok kínálata ennek köszönhetően gyorsan bővült. Ennek köszönhetően növekedett a kínálat, de sajnos megnehezedett a választás is és megnőtt az olcsó és alacsony minőségű napkollektorok jelenléte is. Korábbi cikkeinkben már bemutatásra kerültek a síkkollektorok, a vákuumcsöves napkollektorok és a napkollektoros rendszerek és működésük. Ez alkalommal támpontot szeretnénk nyújtani a megfelelő napkollektor kiválasztásához és ismertetnénk a jelenlegi napkollektor választékot is.
A napkollektorok
A napkollektor panelok gyűjtik össze a napsugárzást és alakítják azt át hőenergiává. Elsőre azt gondolhatnánk, hogy ez nem is olyan bonyolult folyamat, de ez tévedés. A napkollektorok hatásfoka eléggé széles skálán mozog köszönhetően a több féle napkollektornak, gyártónak, gyártási technológiának és felhasznált alapanyagoknak. A vákuumcsöves napkollektor panelok és a sík napkollektor panelok már részletesebb bemutatásra kerültek, most össze fogjuk hasonlítani őket. Mint majd azt láthatjuk, nincs aranyszabály a napkollektor panelokra vonatkozóan hogy melyik jobb vagy rosszabb, a sík vagy a vákuumcsöves.
Vákuumcsöves és sík napkollektorok.
Sík napkollektorok
Sík kollektoros napkollektor.
A síkkollektorok számítanak a legismertebbnek és legelterjedtebbnek hazánkban. A sík napkollektor panel elülső oldalán egy üvegezett, hátulsó oldalán hőszigetelt lapus panel, a belsejében pedig egy jó napsugárzás elnyelő képességű fémlemez (abszorber) helyezkedik el, melynek a hátoldalához egy rézből készült csőrendszer van csatlakoztatva. Egyszerűnek tűnhet a technológia, mégsem az. Minden egyes elem minősége és gyártási technológiája nagyban befolyásolja a sík napkollektor hatásfokát. Nézzük sorban végig a felülemlített alkotórészeket. Kezdjük a napkollektort felülről borító üveglappal. Az üveglap minden esetben edzett üvegből készül, a napkollektor még a dió méretű jégesőnek is ellenáll. Másik funkciója az üveglapnak a napsugárzás áteresztése az abszorber lemezre. Alacsony vastartalmú üveget érdemes választani, mivel ezek az üvegek hosszútávon sem veszítenek a napsugárzás áteresztő képességükből. A napenergiát hasznosító rendszerek megvásárlásakor mindig tartsuk szem előtt, hogy a rendszerünket hosszú távon szeretnénk a lehető legjobb hatásfokon üzemeltetni. Az üveglapok esetében még két eljárást kell megemlítenünk, amik a napkollektor hatásfokát pozitívan befolyásolják. A szerencsésebb megoldás, ha olyan üveglapot választunk, melynek a belső, abszorber felőli oldala prizmásítva van. Ez az eljárás megnöveli a napkollektor ideális működésének az időtartamát napi szinten, mivel a prizmás kialakításnak köszönhetően a nem éppen ideális szögben érkező napsugárzás is merőlegesen az abszorberre lesz irányítva. A másik, kevésbé hatékony mód, ha az üveglap külső felülete barázdázott. Ez az eljárás ugyan olyan hatású a napkollektorra, mint az üveglap prizmásítása, viszont problémásabb. Az üveglap barázdáiba sokkal könnyebben rakódnak le különböző szennyeződések, amik csökkentik az üveglapon áthatolni tudó napsugárzás mennyiségét és ez által negatívan befolyásolják a napkollektor hatásfokát, időjárástól függően gyakran igényelhetik a felületük megtisztítását. A napsugárzás napkollektoron keresztül vezető útját követve a következő alkatrész, amiről bővebben fogunk beszélni az abszorber lemez. Ez minden esetben egy fémlemez. Ahogy a napkollektorok gyártási technológiája fejlődött, ezzel párhuzamosan egyre több eljárás jelent meg melyek segítségével növelhető lett a napkollektor hatásfoka. Eleinte szimplán feketére festették az abszorbereket, mivel ez a szín növeli meg a legjobban az abszorber napsugárzás elnyelő képességét. Idővel a fekete festéket leváltották a szelektív anyagokból készült bevonatok. Ezeknek az anyagoknak köszönhetően az abszorberre került bevonat még több sugárzást volt képes elnyelni és egyben minimalizálódott a visszaverődés, tehát töredékére csökkent a rendszerből kiszökő napsugárzás és hő mennyisége. Miután az abszorber átalakította a napsugárzást hővé következik a folyamatban a következő lépés, a megtermelt hő szállítása. Ezt a feladatot egy réz csőrendszerben keringtetett hő átadó közeg látja el. A csőszerkezet minden esetben rézből készül, mivel ez az anyag rendelkezik a legelőnyösebb tulajdonságokkal. Kritikus, hogy a csőszerkezet milyen eljárással kerül rögzítésre az abszorber hátoldalán. A legjobb, ha ultrahangos hegesztéssel kapcsolják össze ezt a két elemet, az ilyen módon készült napkollektorok időtálló berendezések és minden esetleges a napkollektoros rendszerben fellépő zavar vagy hiba káros hatásainak gond nélkül képesek ellenállni. Egy hagyományos hegesztéssel készült napkollektorban fent áll a veszély, hogy egy esetleges túlhevülés alkalmával az abszorber és a csőrendszer elválik egymástól. Ilyenkor a napkollektor panel nagyot veszíthet hatásfokából sőt, akár használhatatlanná is válhat. Amennyiben a fellépő problémát nem lehet kijavítani, magát az egész napkollektor panelt leszünk kénytelenek egy másikkal pótolni. A hő átadó közeg szinte mindig egy folyékony halmazállapotú anyag, amit fagyálló folyadékkal szoktak hígítani. Erre azért van szükség, hogy a napkollektorok és a napkollektoros rendszerek téli időszakban, fagykárnak kitett elemei ne sérülhessenek. A hő átadó közeg első lépésben felveszi az abszorberen keletkezett hőt és egy zárt, nagy nyomású csőrendszeren belül azt a hő átadó, hőtároló tartályhoz juttatja.
Sík kollektor keresztmetszete.
Vákuumcsöves napkollektorok
Vákuumcsöves napkollektorok.
A vákuumcsöves napkollektorok működési elve megegyezik a sík kollektorokéval, az eltérések a két fajta napkollektor szerkezetében és hatásfokában keresendőek. A vákuumcsöves napkollektor panel, mint azt a neve is mutatja, vákuumcsövekből épül fel, amik egy hőcserélő taghoz kapcsolódnak külön-külön. 20-30 vákuumcsőből állhat egy napkollektor panel, ez a szám gyártónként változhat. A működési alapelv ugyan az, a vákuumcső két üvegcsőből épül fel. A külső üvegcső egy edzett, átlátszó üvegből készül. Szintén ellenáll a komolyabb környezeti behatásoknak, mint például a jégeső. Vastartalma szintén alacsony, biztosítva a maximális napsugárzás áteresztést és élettartamot. A vákuumcsöves napkollektor panel felépítéséből származó egyik előny a könnyebb szervizelés, mivel a sérült vákuumcsöveket egyenként is le lehet választani a panelről, nem szükséges az egész napkollektort cserélni. További előny hogy a napkollektor panel egy vagy akár több vákuumcső meghibásodása esetén is működőképes, csupán egy minimális hatásfokveszteséget tapasztalhatunk ilyen esetekben. A vákuumcső belső üvegcsöve tölti be az abszorber szerepét, a sík napkollektor abszorberéhez hasonlóan ezek az üvegcsövek is szelektív anyagokból készült bevonattal vannak ellátva. A képlet ugyanaz, maximális napsugárzás elnyelő képesség minimális visszasugárzással kombinálva. A vákuumcsövek hőelnyelő képességét még két tényező növeli. Az egyik maga a vákuumcső formája, a hengeres alak. Mivel nem sík, így napi szinten hosszabb időtartamban képes a rendszer a napsugárzás maximális felvételére. A fejlett vákuumcsöves napkollektor paneleket a belső abszorber cső és a mögötte található hőszigetelés közé tükröződő fémlapokat szoktak elhelyezni, ezzel is növelve az abszorberre beeső napsugárzás mennyiségét. Az abszorber csőben fut egy U alakú rézcső, amibe a hő átadó közeg kering. A hő átadó közeg a vákuumcsöves napkollektorok esetében is nagy százalékban folyadék halmazállapotú, fagyállóval kevert anyag. A vákuumcsövek a napkollektor panel tetején csatlakoznak a hőcserélő elemhez, ahol a hő átadásra kerül és a zárt rézcső rendszeren belül folytatja útját a hő átvevő, hőtároló tartályok felé.
Vákuumcsöves napkollektor keresztmetszete.
Napkollektorok összehasonlítása
A sík kollektorok valamennyivel kifinomultabb technológiát képviselnek, mivel ez a fajta jelent meg először, ezért több idő és tapasztalat áll a gyártásuk és felhasználásuk mögött. Hátránya a vákuumcsöves rendszerrel szemben az alacsonyabb hatásfok és a körülményesebb szervizelés. A vákuumcsöves napkollektorok hatásfoka magasabb, a reggeli és a kora esti órákban is képesek nagymértékben hasznosítani a rendelkezésre álló napsugárzást. Esetlegesen szükséges szervizelésük a napkollektor panel felépítésének köszönhetően olcsóbb és egyszerűbb.
A napkollektoros rendszer kiválasztásánál minden esetben konzultáljunk szakemberrel, aki a napkollektoros rendszer kívánt felhasználási módjának, rendelkezésre álló telepítési felületnek és a költségvetésnek az ismeretében a legoptimálisabb megoldást tudja javasolni. Felmerülő kérdéseivel forduljon bizalommal tapasztalt kollégáinkhoz, örömmel állunk rendelkezésére. Honlapunkon előre kialakított napkollektoros rendszer csomagokat is megtekinthet a linkre kattintva.
