NapkollektorokA napkollektor elnyeli a napsugárzást,- miközben hő fejlődik- és ezt a keletkező hőt átadja egy közvetítő közegnek. Számos napkollektor kialakítás létezik. SíkkollektorokA napenergia hasznosítás egyik legelterjedtebb módja, mikor a napkollektor a Nap sugárzásából közvetlenül hasznosítható hőenergiát állít elő. A napsugarak egy speciális szolárüvegen áthaladva az abszorberben elnyelődnek és hővé alakulnak át, mely az abszorber csővezetékében keringetett hőátadó anyagot felmelegíti. Az így felmelegített folyadék a közvetlenül felhasználandó vizet hőcserélőkön keresztül melegíti fel. Családi házak, társas házak, szállodák, szociális létesítmények, kórházak, ipari üzemek stb. használati- vagy technológiai melegvíz ellátása, fűtésrásegítés és medencefűtés valósítható meg síkkollektoros rendszerekkel. A síkkollektorok fő szerkezeti elemeiSzolárüvegSpeciális mikroprizmás hőedzett 4 mm vastag szolárüveg. A sima üveg, (pl. ablaküveg) a napsugárzás 85 %-át átengedi, 15 %-át visszatükrözi. A szolárüveg 92-93%-át engedi át a napsugárzásnak. Az üveg jégesőnek ellenáll. Az üvegborítás másik funkciója, hogy a magas hőmérsékletű abszorber konvektív hőveszteségét csökkenti. AbszorberA sík napkollektor alapeleme, speciális rézlemez, amire rögzítik a hőátadó közeget szállító 8 mm-es rézcsövecskéket. Az abszorber hatékonysága elsősorban a besugárzott felület sugárzás-elnyelő képességétől függ. Ezt speciális,- a nap sugárzási spektrumára érzékeny szelektív bevonattal érik el, amely fejlett gyártási technológiát igényel. Ezekre a bevonatokra króm-oxid, nikkel-oxid vagy vanádium oxidokat használnak, de alkalmaznak speciális lakkokat, vagy festékeket is. Az abszorberek felületi hőmérséklete elérheti a 150-200ºC-t. A felhevült abszorber felületén keletkezett hő által a rézcsövecskékben áramló munkaközvetítő közeg - speciális propilénglikol alapú fagyálló - felmelegszik, amit a szivattyús egység (szoláregység) segítségével a hőhasznosító tárolóba, vagy hőcserélőbe vezetünk. Az abszorber felületén keletkező hő egy részét a közvetlen környezetének átadja, ami veszteségként jelentkezik. A veszteségek csökkentése céljából az abszorber hátoldalát kétrétegű hőszigeteléssel fedik le. Tovább csökkenthető ez a veszteség, ha az abszorber környezetéből kiszivattyúzzák a levegőt (vákuumot hoznak létre) így megszüntetik a hőközvetítő közeget. A vákuumkollektorok ezáltal mintegy 10-13 % energiát takarít meg. A rézcsövecskék alul és felül 22 mm-es gyűjtő csőben csatlakoznak, ami a munkaközeg szállítóvezeték. Vákuumcsöves napkollektorokA vákuumcsöves napkollektor a legújabb, leghatékonyabb napkollektor fajta. Gyengébb fényviszonyoknál és hidegebb időben is hatékonyan működik. 50-95 fokos víz előállítását teszi lehetővé. Elsősorban fűtésrásegítés és medencefűtés valósítható meg vákuumcsöves napkollektoros rendszerekkel, de nagyobb vízfogyasztás esetén alkalmasak használati melegvíz előállítására. A vákuumcsöves napkollektor gerincét a vákuumcső adja, mely egy 1,5-2 m hosszú üveg cső. Ebben található egy rézcső, ami összegyűjti a hőt. A vákuum elszigeteli az összegyűjtött hőt a környezettől, biztosítva a legmagasabb hatásfokot hidegebb időben is. A vákuumcső hengeres formájából adódóan a napsugárzás hosszabb ideig közvetlenül éri az abszorber lemezt, így nagyobb hatékonyságot eredményez a kora reggeli és a késő délutáni órákban. Az összes ilyen vákuumcsöves rendszerben glikol fagyállót alkalmazunk lehetővé téve a fagypont alatti felhasználást is. A panelok orientációja hasonlóan a sík napkollektorokhoz, dél-kelet dél-nyugat irányú. Párhuzamosan, vagy sorosan is csatlakoztathatóak. A vákuumcsövek sérülés esetén könnyen cserélhetőek, egy vagy két cső sérülése estén a rendszer még működőképes marad. Heat Pipe kompakt napkollektor használati melegvíz előállításhozEzt a napkollektort speciálisan használati melegvíz előállítására kísérletezték ki. Kialakítása révén minimális veszteséggel, rövid idő alatt, nagy mennyiségű melegvizet képes előállítani. A napenergia hasznosítás egy ötletes kompakt megoldása, mely elősegíti a hatékony napenergia felhasználást és a gyors megtérülést. A napkollektor, a hőcserélő és a szolár melegvíztároló egy kompakt egységben került kialakításra. A napkollektor abszorberében egy speciális folyadék - etanol - van vákuumban. Így, a napsugárzás hatására, viszonylag alacsony hőmérsékleten az etanol egy része elgőzölög, a hőcserélőbe jutva hőenergiáját leadja a tároló vizének, miközben lecsapódik, és víz halmazállapotban lecsurog a napkollektor aljába, ahol a folyamat ismétlődik. Ez a halmazállapot változás pulzálja a rendszert, kiküszöbölve a szivattyú és a szabályozóelektronika szükségességét. A rendszer kialakításából adódóan leszabályozza önmagát, nem tudja felforralni a tároló vizét, így nyugodtan hosszabb ideig is magára hagyható.
A napenergia gyűjtése, tárolása illetve felhős időben a víz után fűtése egy 2 hőcserélős tárolóban történik, tapasztalatok szerint ez a legjobb megoldás. A tároló aljába kerül a vezetékes hálózatból a hideg víz. A napenergia minden esetben a lehető leghidegebb ponton fejti ki hatását, így biztosítható, hogy szűrt napfény esetén is maximálisan kihasználhassuk a kollektorok teljesítőképességét. Amint a napsugárzás intenzitás elegendő ahhoz, hogy a napkollektor néhány fokkal túlmelegedjenek a tároló aljában lévő hő érzékelő ponthoz képest, az elektronika parancsot ad a szivattyúnak az üzemre. A hőközlő folyadék megmozdul, és a hő energiát a tárolóban épített hőcserélőn keresztül, az édesvíznek adja át. A hőcserélő környezetében felmelegített víz a gravitáció hatására fölszáll, és a hőmérsékletének megfelelő helyét elfoglalja a tartályban, melyben igen erős rétegződés figyelhető meg. Az utánfűtésre beépített eszköz, amely elektromos patron, vagy a kazán hőcserélője is lehet, fizikailag mindig a szolár hőcserélője fölött helyezkedik el. Ez a műszaki megoldás egy részről azt eredményezi, hogy a segédenergia csak egy biztonsági meleg vízkészletet fűt, tág teret engedve a napenergiának. Másrészről kevésbé napsütéses napokon az utánfűtő regiszter már előmelegített vizet melegít, így kevésbé hűti vissza a kazán fűtővizét, ezzel is energiát takarítva meg. Rendszerkialakítások
|
