4,8 milliárd év múlva a Nap hidrogénkészlete a végére jár, de egészen addig fénnyel és meleggel látja el Földünket. Ezt a kimeríthetetlen, ingyenes energiát egyre jobb megoldásokkal tudjuk háztartásunk igényeire fordítani. A napenergia a legtisztább és legkimeríthetetlenebb az ismert energiaforrások között. A napsugárzás a Nap által kibocsátott hő-, fény- és egyéb sugárzások összessége. A napsugárzás rendkívül nagy mennyiségű energiát ad, és csaknem az összes Földünkön lezajló természeti folyamatnak a Nap a működtetője. Bár a napenergia bőséges, mostanáig mégis nehezen tudták hasznosítani.

A napenergia két kategóriáját különböztetjük meg, a hő- és fényenergiát. A napelemek félvezető alapú technológia segítségével közvetlenül át tudják alakítani a fényt elektromos árammá, ami azonnal felhasználható, vagy egy akkumulátorban is eltárolható a későbbi felhasználáshoz. Napelemeket egyre szélesebb körben használnak, mert sokoldalú felhasználásra alkalmasak, és könnyen felszerelhetők különböző épületekre, szerkezetekre. Tiszta, megújuló energiaforrást biztosítanak, ami kiegészíti, és ezáltal minimálisra csökkenti a vezetékes áram használatát. Azokban a régiókban, ahol nincs vezetékes áram, pl. elzárt falvakban vagy akár segélykérő telefonokban stb., a napenergia megbízható áramforrást biztosíthat. Hátránya azonban a napelemeknek, hogy drágák és viszonylag alacsony energiaátalakítási aránnyal működnek (mindössze 13-17 %).

A hő- és napenergia-hasznosító berendezések (kollektoros rendszerek) átlagos teljesítménye 4-5-szöröse a napelemekének, így egy egység energia előállítása sokkal olcsóbb.

A hőenergia - megfelelő építőanyagok és építészeti kivitelezés segítségével -, alkalmas az 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 síkfelületű hő- és napkollektorok használata már több évtizede elterjedt, de főleg a nyugat-európai országokra jellemző. A vákuum csöveket is több mint 20 éve használják, de mivel sokkal drágább volt, mint a sík-kollektor, ezért főleg egy szűk réteg számára volt elérhető, illetve csak olyan helyen alkalmazták, ahol igény volt az állandó magas hőmérséklet.

Az elmúlt években robbanásszerűen megnőtt a legyártott vakum csövek mennyisége, ami jóval alacsonyabb előállítási és anyagköltséget eredményezett. Ez vezetett oda, hogy mára a vákuum csövek ára hasonló lett a sík-kollektorokéhoz, de a vákuum csövek használata - nyilvánvalóan előnyös hőszigetelési tulajdonságuk miatt - egyértelmű választás lett világszerte, ha hő- és napenergia-hasznosításáról van szó.

A napkollektorok 15 éves megtérülési ideje lejárt - ma már kevesebb, mint fele annyi idő alatt megtérül az ára!

Vákuum csövek

A vákuum csöveket eredetileg az ausztráliai Sydney University egyetemen fejlesztették ki, és már évek óta használják Németországban, Kanadában, Kínában és az Egyesült Királyságban. A szolár iparban többféle vákuum csőtípust használnak. A legszélesebb körben használt "iker-üvegcső" típus a legjellemzőbb, megbízhatósága, teljesítménye és alacsony előállítási költsége miatt.

Minden egyes vákuum cső két darab üvegcsőből áll. A külső cső rendkívül erős, átlátszó bórszilikát üvegből készül, amely zápor idején képes ellenállni a 25 mm átmérőjű jégdaraboknak is. A belső cső szintén bórszilikát üvegből készül, de egy speciális szelektív bevonattal (Cu/Al/SS/N2) készül, ami kiváló fény- és hőelnyelő, illetve minimális fény- és hő-visszaverő tulajdonsággal bír. A csövek végét összeolvasztják, a közöttük lévő levegőt pedig kiszippantják, ezáltal vákuum keletkezik.

Mire jó a vákuum? Ha Ön már használt üveggel bélelt termoszt, tudja, mert tapasztalta, hogy a vákuum kitűnő hőszigetelő. A vákuum segítségünkre lesz a napból nyert hőenergia hasznosításában, hiszen olyan jól szigetel, hogy a cső belsejében lehet akár 180 °C, a külső cső érintésre akkor is hideg. Ez azt jelenti, hogy a vákuumcsöves kollektorok hideg időben is működnek, míg a sík-kollektorok ilyenkor - a hő veszteség okán - gyengén teljesítenek.

A két üvegréteg között lévő vákuum megtartása érdekében egy báriumgyűrűt használnak (mint a televíziócsövekben). A gyártási folyamat során ezt a gyűrűt magas hőmérsékletnek teszik ki, aminek eredményeként a vákuum csövek aljára vékony báriumbevonat kerül. Ez a báriumréteg aktívan elnyeli a hőtárolás és működés során, a csőben keletkező CO, CO2, N2, O2, H2O és H2 gázkibocsátást, így őrizvén meg a vákuumot. Emellett, a báriumréteg tisztán láthatóan mutatja a vákuum állapotát is. Az ezüstszínű báriumréteg fehérré változik, ha a vákuum megszűnik. Ezáltal könnyen megállapítható, hogy egy cső jó vagy rossz állapotban van-e.

Az üveg vákuum csöveket párhuzamosan fektetik egymás mellé, a felszerelés szöge pedig attól függ, melyik földrajzi szélességi foknál vagyunk. Egy napkollektor teljesítményét sok tényező befolyásolja, de a legfontosabb, hogy milyen a napfénybesugárzás az adott területen.

Hőcsövek

A hőcsövek új találmánynak tűnhetnek, de igazából valószínűleg mindannyian napi szinten használjuk őket anélkül, hogy tudnánk róla. A legtöbb laptop tartalmaz kicsi hőcsöveket, amelyek elvezetik a processzortól a hőt. A légkondicionáló berendezések is hőelvezető csövekkel működnek.

A hőcsövek működési elve valójában nagyon egyszerű. A hő-cső belseje is légüres, majdnem olyan, mint a vákuum csőé. Ezúttal azonban nem a hőszigetelés, hanem sokkal inkább a belül lévő folyadék halmazállapotának megváltoztatása a cél. A hő-cső belsejében ugyanis kis mennyiségű tiszta víz és speciális adalékanyag található. Tengerszint magasságban a víz 100°C-on forr, de egy hegy tetején a forráshőmérséklet 100 °C alatt van, a légnyomáskülönbség miatt.

A fenti elvre alapozva, a hőcsövek légmentessé tételével - a légnyomás csökkentésével - ugyanazt az eredményt érhetjük el, azaz az alacsonyabb forráshőmérsékletet. A legtöbb napkollektor hőcsöveiben a forráspont már akár 30 °C is lehet. Így, amikor a hőcső hőmérséklete meghaladta ezt a hőmérsékletet, a víz elpárolog. A keletkezett pára gyorsan felszáll a hőcső felső részébe (kondenzátor), s megvalósul a hőátadás. Amint a kondenzátorból (ld. ábra) továbbjut a hő, a pára visszaalakul folyadék halmazállapotúvá és lefolyik a hőcső aljára, s a folyamat elölről kezdődik.

Ennek alapján nagyon egyszerűnek tűnhet egy hőcső, azonban a kívánt hatás eléréséhez mintegy húszféle gyártási folyamatra és szigorú minőségellenőrzésre van szükség.

A napkollektorokban használt fűtéscsövek két rézkomponensből állnak: a tengelyből és a kondenzátorból. A vákuum miatt a kondenzátor a tengelyhez van forrasztva. Láthatjuk, hogy a kondenzátor átmérője jóval nagyobb, mint a tengelyé. Ezáltal nagyobb az a felület, amin keresztül a hő a gyűjtőcsőbe juthat. A felhasznált réz oxigénmentes, ami hosszú élettartamot és kitűnő teljesítményt biztosít.

A déli országokban a nagy szállodák teljes melegvíz-szükségletét a nap erejével fedezik. Egy megfelelően nagy és jól pozícionált napkollektorral és melegvíztárolóval ugyanígy biztosíthatjuk a háztartás teljes melegvíz-ellátását, sőt még a fűtésre is rásegíthetünk vele, s ma már az ehhez szükséges beruházás sem jelent elrugaszkodott költséget.

Egy kis szolár matematika

Magyarországon a napos órák száma 1.900-2.000 óra/év, ami megfelel az európai átlagnak. A tavasztól őszig terjedő időszakban 1 m2 kollektor-felülettel 300-600 kWh hőenergia termelhető.

Egy személy naponta kb. 50-60 liter meleg vizet használ el, amelynek előállításához kb. 2-3 kWh hőenergia szükséges. 1 m2 napkollektorral a nyári félévben napi 2-2,5 kWh, télen 0,5-1,5 kWh napenergia hasznosítható, így tehát személyenként 1-1,5 m2 napkollektorral általában elő lehet állítani a szükséges meleg víz mennyiséget. Éves átlagban ez 60-70%-os megtakarítást jelent, ami a nyári félévben közel 100%, de a téli félévben is eléri a 30-40%-ot. Családi házak esetében melegvíz-készítés céljára 2-3 db, nagyobb vízfogyasztás esetén 4-5 db 2- 2,5 m2 hatásos elnyelő felülettel rendelkező napkollektort célszerű felszerelni. Szükség van egy viszonylag nagyméretű, általában 200-500 literes melegvíz-tárolóra is. Egy ilyen (kisebb) rendszer beruházási költsége (szereléssel együtt) már akár 7-800.000 Ft is lehet.

Örömmel állunk az Ön rendelkezésére, műszaki kérdéseivel is keresse szakembereinket!

Szívesen megküldjük ajánlatunkat napelemekkel és a kollektoros rendszerekkel kapcsolatban is, írjon nekünk most.

Hívjon minket bizalommal a 06-1-350-70-70 telefonszámon, a kedvezmények mértékéről üzletkötő munkatársunk készséggel ad felvilágosítást!

Az érvényes napkollektor árlista letölthető innen.