Sokakban felmerül a kérdés, hogy mit is jelent a napelem vagy a napkollektor, ugyanarról beszélünk vagy két teljesen külön rendszer?

Mi az a napelem?

A napelem a napenergiát elektromos energia formájában hasznosítja. A fotovoltaikus hatás eredményeképpen bármely elektromos eszköz által felhasználható elektromos áramot tud előállítani.

Mi az a napkollektor?

A napenergiát hő formájában hasznosítja. A nap felmelegíti a napkollektorban lévő folyadékot, amit egy tartályban tárol és felhasznál, amikor szükség van rá. A tartály természetesen hőszigetelt, így sokáig képes melegen tartani a benne lévő folyadékot.

Bár mindkettő a nap hőjét hasznosítja, mégis jelentős különbség van a két technológia között. A napelem elektromos áramot állít elő, a napkollektor pedig folyadékot melegít fel, amit fűtésre lehet hasznosítani.

A napelemnek vissza kell töltenie az energiát a hálózatba, mert tárolni csak abban az esetben érdemes, amikor nem áll rendelkezésre a közelben elektromos hálózat. Ebben az esetben beszélünk sziget üzemű napelemes rendszerről. Minden más esetben a napelem által termelt elektromos áramot azonnal fel kell használni vagy visszatölteni a hálózatba.

A napkollektor felmelegíti a folyadékot és azt az energiát később is hasznosítani lehet. Azonban mindenképp számításba kell venni a 2-3 évente esedékes karbantartást. Ellenőrizni kell a folyadék PH értékét, beállítani a nyomást, tehát karbantartani a rendszert. Erre a napelem esetében nincs szükség, legfeljebb időnként letisztítani.

A napelem felhasználása szélesebb körű, hiszen az elektromos energiával többféle eszközt is lehet működtetni. A napkollektor által felmelegített vizet csak fűtésre, fürdésre és főzésre lehet használni.

A fosszilis fűtőanyagoktól eltérően, a napenergia szinte korlátlan mennyiségben érhető el, szénmentes és ingyenes. A modern fűtési rendszerek napkollektorokkal kombinálhatók, melyek melegvíz készítéshez vagy kisegítő fűtésként illeszthetők be a fűtési körbe.

A napsugárzás hőenergiaként történő hasznosítását szolárfűtésnek nevezzük. Ezt azonban nem szabad összekevernünk a fotovoltaikus/napelemes berendezésekkel, melyek a napfényt elektromos energiává alakítják át.

A napenergiával történő fűtés előnyei:

• Ingyenesen elérhető végtelen energiaforrás
• Széndioxid kibocsátás- mentes működés
• Költségtakarékos: kiemelkedően alacsony energiafogyasztás melegvíz-készítés és fűtés közben
• Alacsonyabb szénalapú tüzelőanyag fogyasztás
• A szolárrendszereket be lehet építeni meglévő fűtési rendszerekbe
• Akár télen is hatékonyan működő rendszer

A szolárfűtés működési elve

A napenergiás fűtés működési elvét, nagyon egyszerűen és jól szemlélteti egy vízzel teli fekete kerti locsolócső, melyet napsütés ér. A cső fekete felszíne elnyeli a napsugárzásból a hőenergiát, így a víz felmelegedik. A napenergiás fűtés lépései az alábbiak:

1. A kollektor elnyeli a napfényt az abszorber segítségével, és a készülékbe feltöltött speciális hőszállító folyadék felmelegszik

2. A szivattyú segítségével a hőszállító folyadék eljut a szolártartály hőcserélőjébe

3. A termikus energiát a szolártartály átveszi

4. Ha a napsugárzás erőssége nem lenne elég erős a víz felmelegítéséhez, akkor a hagyományos fűtőrendszer rásegít a tartály fűtésére a kívánt hőmérséklet eléréséhez.

A napenergiás rendszer, a kialakítástól függően, a melegvíz előállításhoz szükséges éves energiaszükséglet mintegy 60%-át képes fedezni.

Napenergia hasznosítása fűtés rásegítéshez

A használati melegvíz-készítés mellett, a felmelegedett hőszállító folyadék alkalmas a fűtési melegvíz készítésére is. Ezzel a kiegészített támogatással jelentős energiamegtakarítás érhető el. A szolártámogatásnak köszönhetően, alacsonyabb hőmérséklet igény esetén ez akár a fűtési rendszer teljes kikapcsolását is jelentheti.

Ennek a megoldásnak a központi eleme egy kombinált, un. puffertartály, amely a használati melegvíz-készítő egységhez kapcsolódik. Amennyiben elégséges a napsugárzás szintje, a szolár fűtési rendszerben található folyadék felmelegíti a vizet az egyik tartályban, a szolár hőcserélő segítségével. Amennyiben a hőmérséklet csökken pl mert hosszan zuhanyozott valaki, akkor a fűtőegység bekapcsolódik a második körön keresztül, és segít a további melegvíz igény előállításában.

Általában véve azt mondhatjuk, hogy a napenergia nem képes előállítani a teljes éves fűtésienergia szükségletet. Ezért ajánlatos rendszerbe beépítve, kiegészítő elemként használni. Gáz-, vagy olajkondenzációs fűtési technológiával kiegészítve nagyszerű és takarékos rendszert építhetünk ki. Természetesen még hatékonyabb és takarékosabb lehet a rendszer, ha hőszivattyúval vagy pelletfűtéssel kombináljuk.

A napelemeket gyártási technológiájuk szerint szokták megkülönböztetni. Ez határozza meg jelentősen a napelem tulajdonságait. Befolyásolja a hatásfokát, a teljesítményét, bizonyos mértékben a kinézetét is.

Gyártási technológia szerint megkülönböztetünk:

Monokristályos napelem

Polikristályos napelem

Vékonyrétegű napelem

A hálózatba táplálás szempontja szerint megkülönböztetünk:

• hálózatba táplálós napelem rendszereket
• sziget üzemű napelem rendszereket

Napelem előnyei

• jóval kisebb a meghibásodás veszélye
• alacsonyabb költségek a karbantartásra
• minden elektromos fogyasztó működtethető vele

Napelem hátrányai

• kisebb hatásfokkal működik
• nagyobb felületre van szükség, több tartószerkezet kiépítése szükséges

Napkollektorok

Napkollektor típusok

A napkollektorok esetében is több típusról beszélhetünk. A két jelentős technológián belül is vannak még különböző típusok.

• vákumcsöves
• sík

A vákumcsöves technológián belül még megkülönböztetünk

• hőcsöves
• U- csöves
• direkt átfolyású
• abszorber lemezes technológiát

Síkkollektorok - a felület ereje

A síkkollektor legfőbb jellemzője a fekete abszorber felület, melyet a Nap irányába kell telepíteni. Az abszorber bevonatát úgy tervezték, hogy képes legyen a napsugárzás maximumát elnyelni és a sugárzás csak nagyon kis részét tükrözze vissza. Az energiát az abszorber felülete alatti csőrendszerben cirkuláló hőszállító folyadék nyeli el.

Technikai szempontból, a síkkollektorok leginkább az abszorber szigetelésében különbözik a vákumcsöves kollektortól. A síkkollektorok esetében hagyományos szigetelést pl kőzetgyapotot vagy poliuretán habot használnak.

A síkkollektorok előnyei:

• Alacsonyabb ár
• Kevesebb karbantartást igényel és a javítási költségei is alacsonyabbak
• Ideális az alacsony hőmérsékletű rendszerekhez: melegvíz-készítés vagy padlófűtés rásegítés

Vákumcsöves kollektorok – a lehető legnagyobb szolárhozam eléréséért

A vákumcsövek kollektor működési elve a síkkollektoréval megegyező. Abszorberen keresztül nyeli el a napsugárzást és adja át a hőszállító folyadéknak.

A síkkollektorokkal ellentétben azonban, a vákumcsöves kollektor a vákuum miatt létrejövő kiváló szigetelést használja fel, ebből ered az elnevezése is. A hőveszteség, az üvegcsövekben lévő vákuumnak köszönhetően teljesen kiküszöbölhető. Ráadásul az üvegcsövek alatt található tükrök a napfényt egyenesen az abszorbercsőre irányítják, így összességében elmondható, hogy a vákumcsöves kollektorok hatékonyabbak, mint a sík verziók.

A vákumcsöves kollektorok előnyei:

• Nagyobb energiahatékonyság, akár kevesebb napfény vagy szórt fény esetében is
• Egységnyi teljesítmény eléréséhez kevesebb tetőterület szükséges
• Nem csak a déli irányú tetőfelületeken lehet használni
• Magasabb hőmérsékletet állít elő és nagynyomású fűtési rendszerekkel kapcsolható össze

Gyors, biztonságos és könnyű telepítés

Mindegy, hogy vízszintes vagy horizontális, sorban egymás melletti, vagy egymás feletti elhelyezésről beszélünk, a kollektoraink bármilyen variációban telepíthetők. Ugyanakkor a panelek tetősíkban vagy akár lapostetőre is felszerelhetők. Természetesen a kollektorok kínálatában a vízszintes, illetve álló típusok is szerepelnek.

Napkollektor előnyei

• magasabb hatásfokkal működik
• kevesebbre van szükség ugyanannak az energiának a hasznosítására
• kisebb helyigényű

Napkollektor hátrányai

• mozgó alkatrészeket is tartalmaz, ezért nagyobb a meghibásodás esélye
• kiépítése is bonyolultabb
• gyakrabban kell költeni karbantartásra

Természetesen a kétféle technológia ki is egészítheti egymást, tehát akár mindkettőt lehet alkalmazni egy háztartás esetében.

Amennyiben csak az egyiket választjuk, szánjunk időt a lehetőségek felmérésére, gondoljuk át, hogy konkrétan mire van szükségünk és végezzünk pontos számításokat arról, hogy anyagilag melyik döntés lesz várhatóan jobb. Továbbá próbáljuk felmérni a várható költségeket 5-10-20 éves távlatban is.