Napenergia-hasznosítás
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 napelemek félvezető alapú technológia segítségével közvetlenül át tudják alakítani a fényt elektromos árammá, ami azonnal felhasználható, vagy egy akkumulátorban is eltárolható a későbbi felhasználáshoz, sőt, mostanra már a hálózatba való visszatáplálás feltételei is adottak. Felhasználása azokon a területeken lehet gazdaságos beruházás, ahol nincs vezetékes áram, pl. tanyákon, tájvédelmi körzetekben vagy akár segélykérő telefonoknál stb. A hosszú megtérülési idő oka, hogy a napelemek előállítása drága és viszonylag alacsony hatásfokkal működnek (mindössze 15-17%).
A termikus napenergia-hasznosító berendezések átlagos hatásfoka 4-5-szöröse a napelemekének, így egy egység energia előállítása sokkal olcsóbb. Egy 1 kW teljesítményű napelemes rendszer bekerülési költsége egy 1 kW teljesítményű napkollektoros rendszer beruházási költségéhez viszonyítva 2-3-szoros nagyságú.
A hőenergia megfelelő építőanyagok és építészeti kivitelezés segítségével alkalmas épületek passzív fűtésére. A napkollektoros rendszerek manapság már sok területen jelentenek kiegészítő megoldást a villany- és gázbojlerek mellett.
A Napból nyert hőenergiát több célra lehet felhasználni, többek között vízmelegítésre, légtér fűtésére vagy éppen hűtésére, ha abszorpciós hűtési technológiát alkalmaznak hozzá. Azonban családi házas viszonylatban ez a hűtési technológia még igen magas beruházást jelent, ezért elterjedése a közeljövőben még nem várható.
A síkkollektorok használata már több évtizede elterjedt, jelentős mértékben a nyugat-európai és a mediterrán országokban jellemző.
A síkkollektorok egyik legfőbb előnye vákuumcsöves versenytársaikkal szemben, hogy azonos tetőfelületen nagyobb elnyelőfelületű rendszert lehet elhelyezni, hiszen a síkkollektor abszorber/teljes felületaránya 90% feletti, azaz a tetőn elfoglalt teljes helyigény több mint 90%-a hasznos elnyelőfelület, szemben a vákuumcsövesek 50-60%-os nettó/bruttó felületarányával. Az érem másik oldala, hogy a vákuumcsöves kollektorok abszorberfelület-arányosan jóval több energiát képesek termelni, de egy nagyon tagolt, vagy szűkös tetőfelületen könnyen lehet, hogy síkkollektor a célszerűbb választás.
A vákuumcsöves napkollektorokat is több mint 20 éve használják, kezdetben a magasabb gyártási költségek miatt sokkal drágább volt, mint a síkkollektor, de az utóbbi évtizedben megnövekedett kereslet miatt a fajlagos előállítási költségek lecsökkentek, lehetővé téve a szélesebb körben való elterjedést.
Alkalmazása az alábbi helyzetekben javasolt:
- olyan éghajlati területeken javasolt a használata, ahol alacsony környezeti hőmérséklet is előfordulhat, mivel a vákuumos csövek hőszigetelése lecsökkenti a környezet felé való hőleadást, azaz a hőveszteséget
- ahol magas a diffúz sugárzás részaránya
- ahol a környezeti hőmérséklethez képest jelentősen magasabb üzemi hőmérsékleten szükséges üzemeltetni a kollektorokat
Diffúz sugárzásnak nevezzük a felhőkön keresztül a Föld felszínére érkező, irány nélküli, árnyékot nem képező szórt sugárzást. Hazánkban a diffúz sugárzás részaránya a teljes sugárzáson belül mintegy 50%.
Ennek következtében a jobb vákuumcsöves rendszerek a napos órák számát (1900-2100 a napos órák száma hazánkban) jelentősen meghaladó, 2900-3000 üzemórát tudnak produkálni egy évben!
A napkollektor gazdaságos felhasználási területei
A legtöbben azért gondolkoznak napkollektoros beruházásban, mert szeretnének megszabadulni a magas fűtés számláiktól.
Az elképzelés környezetbarát, tiszta nemes gondolat, de vajon működőképes-e?
Az alábbi diagramon déli tájolású, 45°-os tetőfelületen elhelyezett napkollektor(ok) hozamadatait láthatjuk havi bontásban.
Első pillantásra is látható, hogy a nyári félévben bőségesebb a beérkező napenergia, mint a téli időszakban. Ha most elkülönítjük a grafikon hasábjait téli és nyári hasábokra, akkor még érzékelhetőbb lesz, mennyi energiát nyerhetünk télen, és mennyit nyáron, amikor nem kell fűtenünk.
Jól látható, hogy a nyári félévben több mint kétszeres mennyiségű hőenergiát kapunk.
Nézzünk egy gyakorlati példát. Telepítsünk a fent említett déli tetősíkra 5 db 30 csöves vákuumos napkollektort (nem az olcsó árfekvésből, de ha olcsó napkollektorral számol, akkor a csökkenő beruházáshoz csökkenő éves hozam is párosul!).
Egy ilyen rendszer közel 25 m2 felületű (Önnél például van ekkora déli tetősík?), összes tartozékkal, tárolóval 1,5-2 millió Ft-os kivitelezéssel számolhatunk.
Milyen energiamegtakarítás várható a fenti napenergia-hasznosító rendszernél?
A téli félévben megtermelt hőenergia kb. 3 600 kWh, ez jó közelítéssel 450 m3 (55 000 Ft) földgáz megtakarítását jelenti.
A nyári félévben mintegy 8 100 kWh hőenergiát nyerhetünk, ez pedig 1 012 m3 (124 500 Ft) földgáz megtakarítást jelentene.
A fenti napkollektoros rendszer lehet jó beruházás, ha egész évben szükség van a megtermelt energiára.
Milyen esetekben lehet jó a fenti napkollektoros rendszer?
Ha használati meleg víz (HMV) előállításra és beltéri úszómedence fűtésére használjuk, vagy HMV előállításra, és nyáron kerti medence fűtésére, télen fűtésrásegítésre hasznosítjuk a hőenergiát.
Minden más esetben értelmetlen pénzkidobás a beruházás, és sajnos ezekből az elképzelésekből van a legtöbb.
Vagyis: ha nyáron csak HMV előállításra, télen pedig fűtésrásegítésre használjuk a napkollektoros rendszert, akkor a kinyerhető hőenergia 60-70 %-át „kidobtuk az ablakon”.
Azaz mikor érdemes napkollektoros beruházásban gondolkodni?
Fűtési céllal:
Ha kiszámolta, hogy lakásának éves fűtési igénye kisebb, mint 300 MJ/m2/év.
A 300 MJ/m2/év értéknél nagyobb fűtési igényű épületeken nem segít sem hőszivattyús, sem napkollektoros beruházás, kivéve a melegvíz-előállítást.
Az ilyen épületek utólagos hőszigetelése, a nyílászárók cseréje és a korszerű (kondenzációs) kazánra való átállás a leggyorsabban megtérülő beruházás.
Ha egész évben szükség van a napkollektoros rendszer által megtermelt energiára:
- ha használati meleg víz előállítására, és télen fűtésrásegítésre használja a rendszert, de nyáron a megtermelt hőenergiát el tudja használni, pl. kerti medence fűtésére vagy
- ha csak használati meleg víz előállítására és beltéri úszómedence fűtésére használja a rendszert.
Ha sikerült megtalálnia a megfelelő minőségű terméket.
Ha sikerült szakmailag kifogástalan kivitelezőt találnia, aki
- hiánytalanul tájékoztatja Önt a telepítés és a megtérülés jellemzőiről, nem csak a termékek értékesítése fontos számára
- megfelelően méretezi az Ön napkollektoros rendszerét (nagyobb beruházásnál elengedhetetlen a rendszer tervezése),
- garanciát vállal a telepített rendszerre és a kivitelezett munkára.
Melegvíz-előállítás céljából:
Melegvíz-előállítás céljára bármilyen épületre telepíthetünk napkollektort, ésszerű méretezés alapján, figyelembe véve a vízfogyasztási szokásokat és mennyiségeket.
|
|