Ebben a cikkben a napkollektorral foglalkozunk. Hogy működnek, milyen fajta napkollektorokkal találkozhatunk a piacon, és a legfontosabb kérdés: megéri-e egyáltalán 2021-ben napkollektorral ellátni a házunkat?
Mi a napkollektor, hogyan működik?
A napkollektor összegyűjti a napenergiát, amit a háztartásunkban közvetlenül, hőenergia formájában tudunk hasznosítani elsősorban a melegvíz-ellátásban és a tavaszi, őszi kiegészítő fűtéstechnológiákban.
Miben különbözik a napelemtől?
A köznyelvben gyakran összekeveredik a két fogalom, mivel mind a napelem, mind a napkollektor a tetőn található és a napenergiát hasznosítja. A működésükben és a hatékonyságukban azonban jelentős a különbség. Magyarországon a vákuumcsöves napkollektorok a legelterjedtebbek, ha felnézünk a tetőre és összesen 1-2 elemet látunk, amelyek párhuzamos, sötét színű csövekből állnak, akkor napkollektort látunk.
A napkollektor „csak” hőenergiát képes előállítani. Ezzel szemben a napelem a napenergiát egyenárammá alakítja, amiből egy inverter segítségével váltóáramot kapunk, így biztosíthatjuk háztartásunk részleges vagy teljes áramellátását. Bő tizenöt évvel ezelőtt Magyarországon még a napkollektor számított jobb befektetésnek, a napelemrendszerek technológiája és hatékonysága azonban azóta rengeteget fejlődött.
Milyen típusai vannak a napkollektoroknak?
A napkollektor működési elvét kicsit úgy kell elképzelni, mint amikor kint hagyunk a napsütötte asztalon egy palack vizet, és pár óra múlva azt tapasztaljuk, hogy a kellemes hideg víből langyos lett vagy akár kifejezetten meleg. Persze ennél picit komplexebb a helyzet, mert a napkollektor működtetéséhez kell egy közvetítő anyag, és meg kell oldani valahogy a hő szállítását, tárolását és a szigetelést. A napkollektorok piacán két kifejezéssel szoktunk találkozni: a vákuumcsöves és a síkcsöves napkollektorokkal.
Vákuumcsöves napkollektorok
A tetőn látható készülék egymás mellett párhuzamosan futó csövekből áll, a gyártás során a duplafalú üvegcsövek két fal közé eső részéből kiszivattyúzzák a levegőt. Az így létrejött vákuum rendkívül jó hőszigetelési tulajdonságokkal rendelkezik, ezek a napkollektorok télen is megbízhatóan tárolják a hőenergiát. A tartósság szempontjából lényeges, hogy a kollektor csövei ütésálló anyagból készülnek, a csövek belső felületére pedig felgőzölt abszorpciós bevonat kerül, hogy elnyelhessék a rájuk eső fény 100%-át.
A csöveket „körbesüti” a nap, így ez a kollektor-típus nem csak délidőben képes a csúcsteljesítményre. A vákuumcsöves napkollektorok hatékonysága független a külső hőmérséklettől, tehát ha süt a nap, a téli hideg időben is gond nélkül termelik a hőenergiát!
A vákuumcsöves napkollektorokat két egymástól eltérő elven működő technológiával szerelik. Az U pipe-technológiával szerelt vákuumcsőben egy U alakban meghajlított rézcső felel a hőátadásért. Ennél fejlettebb és hatékonyabb a heatpipe, vagy hőcső technológia: a cső belsejében egy speciálisan alacsony forráspontú folyadék van, ami a hő hatására gőzzé változik, a gőz felmelegíti a hőpatronon keresztül a munkafolyadékot, és miután leadta a hőt, újra folyadék lesz belőle. A felmelegített víz pedig bekerül a háztartási rendszerbe. A heatpipe-technológia kb. tízezerszer gyorsabban szállítja a hőt, mint az U pipe rézcsöve.
Síkkollektor
A síkkollektor első pillantásra hasonlít egy napelempanelre, de ha közelebbről megvizsgáljuk, láthatjuk a különbséget: kívülről egy elnyúló dobozt látunk, amin elöl üvegborítás, hátul szigetelés van, a dobozban pedig egy csőkígyó helyezkedik el. A csőkígyóban lévő folyadékot melegíti fel a napenergia.
A síkkollektorokat arányaiban nagyobb felületen éri a napsütés, mint a vákuumcsöves kollektort, viszont csak a nap bizonyos időszakaiban (általában délben) képes a maximális teljesítményre. Emellett rosszabb a hőszigetelési tulajdonságuk, ezért például télen nem hatékony a hőtartásuk. Nyári használatra (például medencefűtés) kiválóan alkalmasak.
Nagyban függ a felhasználás céljától, a háztartás méretétől, hogy melyik kollektortípust válasszuk.
Mit érdemes tudni a napkollektorokról?
Egy négyzetméternyi napkollektorral éves szinten és átlagosan 550-650 kWh hőenergiát tudunk előállítani Magyarországon. Hogy pontosan mennyi a megtérülési ideje a napkollektornak, az függ az időjárástól és attól is, hogy milyen energiahordozót szeretnénk vele kiváltani.
Ha nappali tarifáról üzemeltetett elektromos vízmelegítésről állunk át a napkollektoros fűtésre, akkor 9-10 év alatt térül meg, ha azonban a földgázzal működő fűtésünket váltanánk fel, számoljunk rá közel 20 évet. Ha másodlagos fűtéshez is használnánk az eszközünket, előzetesen mindenképp mérjük fel, hogy milyen adottságai vannak az épületünknek (fekvés, méret, szigetelés stb.)
A napkollektorok gyártásához jelentős mennyiségű anyag szükséges, üzemeltetésük azonban környezetkímélő, károsanyag-kibocsátásuk nincs, ezért klímavédelmi szempontból kifejezetten előnyös a működtetésük.
Mivel a lakossági napkollektorokat a tetőn szokták elhelyezni, így nem foglalnak el hasznos területet. Azzal azonban érdemes számolni, hogy a felmelegített víz tárolásához egy bojlerhez hasonló alakú, legalább 300 literes tartályt kell elhelyeznük valahol a házban.
A napkollektorok telepítését megtervező és kivitelező szakemberek célja, hogy a készülékek építészeti és esztétikai szempontból is illeszkedjenek az épülethez és a környezethez.
Ahogy fent is írtuk, a napkollektorral elsősorban a háztartásunk használati melegvíz-ellátását tudjuk biztosítani. Ha felületfűtéssel (padló-, mennyezet- vagy falfűtés) építettük vagy újítottuk fel a házunkat, és alaposan körbeszigeteltük, akkor a napkollektor által felmelegített víz segítségével másodlagos, kiegészítő fűtéshez is használhatjuk az így nyert hőenergiát a kevésbé hideg, tavaszi, őszi időszakban. Ebben az esetben viszont a téli hidegben szükségünk lesz egy elsődleges fűtésre (biomasszakazán, gázkazán stb.).
Milyen előnyei és hátrányai vannak a napkollektoroknak?
A napkollektorok előnye, hogy a napenergia felhasználásával ingyen jutunk hőenergiához. Így szolgáltatótól független, megújuló energiaforrásra támaszkodva lesz használati melegvíz a háztartásunkban. A napenergia használatával semennyi károsanyag nem kerül a levegőbe, tehát környezetvédelmi szempontból is előnyös döntés.
A napkollektor egyik hátránya, hogy csak akkor termel hőenergiát, ha süt a nap, vagy legalább szórt fény éri a készüléket. A vákuumcsöves kollektorok hideg időben is működnek, a síkkollektorok viszont rossz hőszigetelési adottságaik miatt télen egyáltalán nem hatékonyak.
Miért számítanak elavultnak 2021-ben a napkollektorok?
A napkollektorok bő tizenöt évvel ezelőtt fejlett, előremutató technológiának számítottak, a napelem-technológia ezzel szemben a 2000-es években még gyerekcipőben járt.
A 2010-es években elképesztő forradalom zajlott (és zajlik mind a mai napig) a napelemtechnológiában, így 2021-re a napelemrendszerek hatékonyságban jelentősen meghaladták a napkollektorokat. Ezzel párhuzamosan a rendszeresen kiírt magyar állami pályázatoknak köszönhetően a napelemek megtérülési ideje is jóval kevesebb lett, mint a napkollektoroké. Ma már egy alaposan megtervezett napelemrendszer kiszolgálja a háztartásunk áramszükségletét. Ezzel az „ingyen” árammal hatékonyabban tudjuk megoldani a víz melegítését, vagyis a napkollektor legfontosabb funkcióját kiváltja a napelem.
A korábban telepített, jól működő napkollektort persze nem érdemes leszedni a tetőről, viszont a jelenlegi energiapiaci körülményeket figyelembe véve jobban járunk, ha egy jól megtervezett napelemrendszerrel és fűtéstechnológiával (pl. levegő-levegő hőszivattyú+felületfűtés) látjuk el a házunkat.
Ha napelemrendszert telepítene, vegye fel velünk a kapcsolatot!
A napkollektor a napenergiából közvetlenül hőenergiát termel, a napelem pedig egyenárammá alakítja a napenergiát.
A napkollektor használatával megújuló, független energiaforrásból nyerhetjük a hőenergiát. A napkollektor használatával semmilyen káros anyagot nem juttatunk a légtérbe.
Függ a napsütéstől és a napelemhez képest sokkal hosszabb a megtérülési ideje.
