A Föld legfontosabb energiaforrása a Nap. A Föld felszínére érkezô napsugárzás több ezerszeresen meghaladja az emberiség jelenlegi energiaigényét. Magyarország területére is egy év alatt körülbelül 380-szor annyi hôenergiát sugároz a Nap, mint amennyi az ország teljes éves energiafelhasználása.
| Hazánkban derült idő esetén a napsugárzás teljesítménye négyzetméterenként eléri az 1 kW értéket, ezzel óránként közel 30 liter vizet lehetne 40 °C-ra melegíteni.: |
A napsugárzást napkollektorokkal alakíthatjuk át a háztartásban közvetlenül felhasználható hôenergiává. A napkollektorok legelterjedtebb fajtája a síkkollektor, ami egy elöl üvegezett, hátul hôszigetelt lapos dobozszerkezet, amelyben a napsugárzást jó elnyelô képességû fekete lemezre, az úgynevezett abszorberre erôsített csôkígyó található.
A napkollektorok mûködése egyszerû: a napsugárzás áthalad a jó fényáteresztô képességû üveg fedôlapon és elnyelôdik az abszorberen, ami a napsugárzás hatására a hozzá erôsített csôkígyóval együtt felmelegszik.
A keletkezett hôenergiát a csôvezetékben keringtetett folyadék szállítja el a napkollektorból. Magyarországon a déli tájolású és megközelítôleg 45°-os dôlésszögû felületet éri a legtöbb napsugárzás. Ha ettôl az optimális elhelyezéstôl eltérôen tájoljuk napkollektorunkat, értelemszerûen valamelyest kevesebb lesz a hasznosítható napenergia mennyisége. Délkeleti vagy délnyugati tájolásnál a veszteség 10 százalék alatti, míg függôleges elhelyezésnél vagy keleti-nyugati tájolásnál 25-30 százalék körüli. Ebbôl is látszik, hogy nem kell lemondanunk a napkollektorról akkor sem, ha nem rendelkezünk optimális telepítési adottságokkal.
A napkollektor felépítése
Melegvíz előállítására
Napkollektorral tehát hôenergiát állíthatunk elô, ezért az elsôsorban meleg víz készítésére, épületek kiegészítô fûtésére, vagy medencék vizének fûtésére használható. Éves szinten a használati meleg víz akár 60-70 százaléka is elôállítható napkollektorokkal. A téli félévben ez az arány 30-40 százalék, míg a nyári félévben közel 100 százalék. Családi házak melegvíz-ellátásához a lakók számától és vízfogyasztási szokásaitól függôen 4-8 m2 napkollektor felületre van szükség, valamint egy 200-500 literes melegvíztárolóra. A tároló kialakítása olyan, hogy ha a kollektorokból nem érkezik elegendô napenergia, a víz hagyományos módon is felfûthetô kazánnal vagy elektromos fûtéssel. A napkollektorokat általában fagyálló folyadékkal töltik fel. A keringtetôszivattyút automatika vezérli, ami érzékeli a napkollektorok és a tároló hômérsékletét, és csak akkor indítja el a szivattyút, ha a kollektorokban melegebb van, mint a tárolóban. Így borús idô esetén sem hûl le a melegvíztároló, a szivattyú energiafelvétele pedig csak töredéke a napenergia-nyereségnek.
Fûtésre
Épületfûtésre lényegesen rosszabb hatékonysággal használható a napkollektor, mivel télen gyakran borús az idô, a napsugárzás szintje alacsony, az épületfûtés hôszükséglete viszont nagy. A kollektorok az épület hôenergia-szükségletének körülbelül a 15-40 százalékát fedezik, ha 5 m2 fûtött lakótérhez 1 m2 napkollektor tartozik. A napkollektoros fûtésrásegítés elsôsorban az átmeneti, tavaszi és ôszi idôszakban tudja kiváltani a hagyományos energiahordozókat. Alkalmazása az átlagosnál jobb hôszigetelésû, alacsony hômérsékletû fûtési rendszerrel (falfûtés, padlófûtés, alacsony hômérsékletû radiátoros fûtés stb.) szerelt épületekben lehet re-ális cél. Nagyobb arányú fûtésrásegítésnél puffertárolót (fûtési vizet tároló hôszigetelt tartályt) is kell alkalmazni, melynek a mérete kollektor négyzetméterenként körülbelül 50 liter.
Megtakarítások
Egy négyzetméter napkollektorral évi 500-600 kWh energia állítható elô, amelynek az ára villamosáram-tarifával számolva körülbelül 25 000 forint, míg vezetékes földgáztarifával eléri a 10 000 forintot. A napkollektoros rendszerek beruházási költsége kollektor négyzetméterenként 100 000-150 000 forint.
A pénzügyi megtérülés a kiváltott energiahordozó fajtájától függôen, tehát 4-15 év is lehet. Nagyon gyors megtérülésre nem számíthatunk, de egy napkollektoros rendszer az élettartama alatt jóval több költséget fog megtakarítani, mint amennyibe került, és közben jelentôsen hozzájárul egy tisztább, élhetôbb környezethez.
