Napkollektor
A napkollektorok hasonlóan a napelemekhez napnak az energiáját hasznosítja. Viszont szemben a napelemmel nem villamos energiát állít elő, hanem a napsugárzást közvetlenül vízmelegítésre, ez által kiegészítő fűtésre, használati-melegvízre (pl. fürdővízre) hasznosítja.
A napkollektorokat két fő típusra oszthatjuk:
- Síkkollektor,
- Vákuumcsöves napkollektor.
A Síkkollektor régebben forgalomban lévő típus. Külsőre egy fekete táblára hasonlít. Felépítését tekintve előröl egy üveglap határolja, mely mögött található egy fekete napsugárzás elnyelő fekete réteg úgynevezett abszorber felület. Ezen a rétegen helyezkedik el egy csőrendszer, mely a napsugárzás hatására az abszorber réteggel együtt felmelegszik. A csőrendszer a napkollektor hasznos része, benne melegszik fel az a folyadék melyet majd később fűtésre, vagy használati-melegvízre alkalmazunk. E mögött pedig már a napkollektor hátsó szigetelő rétege található, mely a hőveszteségek csökkentésére szolgál. Így megkapva egyfajta doboz szerkezetet.
Kialakítása miatt mivel nem csak a hasznos csőrendszert melegíti a nap, veszteségek lépnek fel. Így hatásfokuk is alacsonyabb, mint a vákuumcsöves kollektoroknak.
A vákuumcsöves napkollektorok egy újabb technológiát megvalósító típusok, melyet a veszteségek csökkentésére hoztak létre. Felépítését tekintve egymás mellett elhelyezett üveg vákuumcsövekből áll. A vákuumcsöveken belül található a fekete hőelnyelő abszorber réteg. Így csak a csövekben haladó folyadék kerül felmelegítésre. A csövek végén egy gyűjtő cső található, ahonnan történik az energia átadás a keringtető rendszernek
Általános jellemzőjük, hogy magán a napkollektoron kívül egy elmenő, és egy jövő csőrendszerrel rendelkeznek, melyek a keringést valósítják meg. Ezek egy szivattyúra csatlakoznak, ami a cirkulációt biztosítja. Egy automatikával vannak felszerelve, melynek feladata a hőmérsékletfigyelés, ez által indítva a szivattyút és keringést, hogyha megfelelő hőmérsékletet érzékel a napsugárzás által melegített közegben. Innen a folyadék szintén csöveken keresztül egy tárolóba kerül elvezetésre, ahol az átadja a hőmérsékletét, melyből majd használható meleg víz, fűtővíz nyerhető ki. A tároló jó szigetelő képessége miatt tovább tarják a víz melegét, hogy azt esti órákban is hasznosítani lehessen.
Általánosságban elmondható, hogy a napkollektorokat nem fő fűtési rendszerként célszerű alkalmazni, hanem a tavaszi, őszi időszakban átmeneti fűtésként. Segítségével kitolható a fő fűtési rendszer bekapcsolási ideje. E mellett természetesen a téli időszakban is kiegészíti a fűtést, ezzel jelentős költségeket megspórolva, valamint használati-melegvíz ellátási funkciója sem elhanyagolható.
A napkollektor olyan épületgépészeti berendezés, amely a napenergia felhasználásával közvetlenül állít elő fűtésre, vízmelegítésre használható hőenergiát. Fűtésre való alkalmazása az épület megfelelő hőszigetelését és alacsony hőmérsékletű fűtésvíz-igényét (pl. padlófűtéssel) feltételezi, és általában csak tavasszal és ősszel mint átmeneti, illetve télen mint kisegítő fűtés ún. kombi vagy multifunkciós hőtárolóval használatos. Hőközvetítő közege jellemzően folyadék, de a levegőt használó változatai is elterjedtek. A hétköznapi nyelvben gyakran összetévesztik a napelemmel, amely a napsugárzást elektromos energiává alakítja.
A melegvíz készítésre fordított hőmennyiség az épületenergetikai számítások szerint az egyre alacsonyabb energiafelhasználás miatt kb. azonos értékű a fűtési energiaigénnyel, ezért a hőtermelő napkollektorok jelentősége fokozatosan növekszik. Lehetőséget ad a melegvízkészítésben a hőtermelő elektromos energia kiváltására.
A napkollektor elnyelő (matt fekete, fényt nem visszaverő festékkel bevont, hővezető, általában rézlemez) rétegét abszorbernek is nevezik. Ez a réteg a napsugárzás elnyelése által melegszik fel. Az ú.n. szelektív bevonat iránti követelmény, hogy a napsugárzás tartományában (0-2,5 μm) a beérkező teljes spektrumot nyelje el, másrészt az abszorber saját hőmérsékletéhez tartozó infravörös tartományban (2,5 μm fölött) a visszasugárzás a lehető legkisebb legyen. A hőt ennek a hátára keményforrasztott vagy lézerhegesztett csőháló veszi fel, majd egy előremenő és egy visszatérő cső segítségével vezetik be a házba – általában keringtető szivattyúval. A csőháló alsó oldalán hőszigetelő réteg van, ami javítja a hatékonyságot.
Derült, napos időben hozzávetőleg 1 kW erősségű sugárzás érkezik minden négyzetméternyi felületre. Az éves, átlagos napsugárzás Magyarországon 3,17 kWh (11,4 MJ) négyzetméterenként naponta.[1] A napkollektorok magyarországi minősítése gyakorlatilag az ÉMI-ben mint Európai és Nemzeti Műszaki Értékelés lehetséges, ill. a TÜV-ön keresztül, külföldi minősítő intézetek bevonásával. Az építési termékekre vonatkozó rendeletek szerint állandó jelleggel beépített napkollektor csak minősített lehet (275/2013. (VII. 16.) Korm. rendelet). Az európai napkollektorokat hitelesítő laborok az összes éves hőmennyiség szempontjából vizsgálják az egyes termékeket. Hivatalosan napkollektornak csak olyan termék minősül (vagyis az EU területén tagállami támogatásban részesíthető), ami a 305/2011 EU rendelet Construction Product Regulation (CPR) előírásainak megfelel. A megszerzés feltételét pl. a SolarKeymark esetén Németország klímaviszonyaihoz rögzítették: évente csak használati-melegvíz készítéssel, vagyis fűtésrásegítés nélkül legalább 525 kWh/m2 (1890 MJ/m2) hőmennyiséget kell termelnie.[2] Magyarország a 47. szélességi fokon, kb. 2000 óra/év napsütésessel kedvezőbb helyen van. A beesési max. szög a vízszinteshez délben nyáron 66°, télen 19°, ami a gyakorlatban jó kollektor-elhelyezési lehetőséget ad.
A melegvíz készítésre fordított hőmennyiség az épületenergetikai számítások szerint az egyre alacsonyabb energiafelhasználás miatt kb. azonos értékű a fűtési energiaigénnyel, ezért a hőtermelő napkollektorok jelentősége fokozatosan növekszik. Lehetőséget ad a melegvízkészítésben a hőtermelő elektromos energia kiváltására.
A napkollektor elnyelő (matt fekete, fényt nem visszaverő festékkel bevont, hővezető, általában rézlemez) rétegét abszorbernek is nevezik. Ez a réteg a napsugárzás elnyelése által melegszik fel. Az ú.n. szelektív bevonat iránti követelmény, hogy a napsugárzás tartományában (0-2,5 μm) a beérkező teljes spektrumot nyelje el, másrészt az abszorber saját hőmérsékletéhez tartozó infravörös tartományban (2,5 μm fölött) a visszasugárzás a lehető legkisebb legyen. A hőt ennek a hátára keményforrasztott vagy lézerhegesztett csőháló veszi fel, majd egy előremenő és egy visszatérő cső segítségével vezetik be a házba – általában keringtető szivattyúval. A csőháló alsó oldalán hőszigetelő réteg van, ami javítja a hatékonyságot.
Derült, napos időben hozzávetőleg 1 kW erősségű sugárzás érkezik minden négyzetméternyi felületre. Az éves, átlagos napsugárzás Magyarországon 3,17 kWh (11,4 MJ) négyzetméterenként naponta.[1] A napkollektorok magyarországi minősítése gyakorlatilag az ÉMI-ben mint Európai és Nemzeti Műszaki Értékelés lehetséges, ill. a TÜV-ön keresztül, külföldi minősítő intézetek bevonásával. Az építési termékekre vonatkozó rendeletek szerint állandó jelleggel beépített napkollektor csak minősített lehet (275/2013. (VII. 16.) Korm. rendelet). Az európai napkollektorokat hitelesítő laborok az összes éves hőmennyiség szempontjából vizsgálják az egyes termékeket. Hivatalosan napkollektornak csak olyan termék minősül (vagyis az EU területén tagállami támogatásban részesíthető), ami a 305/2011 EU rendelet Construction Product Regulation (CPR) előírásainak megfelel. A megszerzés feltételét pl. a SolarKeymark esetén Németország klímaviszonyaihoz rögzítették: évente csak használati-melegvíz készítéssel, vagyis fűtésrásegítés nélkül legalább 525 kWh/m2 (1890 MJ/m2) hőmennyiséget kell termelnie.[2] Magyarország a 47. szélességi fokon, kb. 2000 óra/év napsütésessel kedvezőbb helyen van. A beesési max. szög a vízszinteshez délben nyáron 66°, télen 19°, ami a gyakorlatban jó kollektor-elhelyezési lehetőséget ad.