A napkollektorok típusai és működése

A megújuló energiáról szóló poszt-sorozatunk negyedik részében a napkollektorok néhány típusát és működésüket mutatjuk be.

A napkollektorok a Nap sugárzását hőenergiává alakítják át, majd ezt az energiát fűtési rendszerekhez vagy meleg víz előállításához használják. Működésük alapelve a napenergia elnyelése és hővé alakítása sötét színű, jó hővezető anyaggal borított felületen. Az elnyelt hőt hőátadó közegnek (pl. víz vagy fagyálló folyadék) adják át, ami csőrendszeren szállítja a hőenergiát, majd hőcserélőn keresztül adja le azt.

A hőszigetelt tartályban tárolt hőenergiát elsősorban melegvíz előállítására használják családi házakban és lakásokban. Emellett fűtésrásegítésre is használható, különösen padlófűtéshez és központi fűtéshez, illetve úszómedencék vizének fűtésére is jól alkalmazhatók. Nagyobb léptékben, ipari folyamatokhoz szükséges hő előállítására is alkalmaznak napkollektorokat.

A napkollektorok telepítése és működtetése viszonylag egyszerű, és jelentős megtakarítást eredményezhet az energiaköltségekben, miközben csökkenti a környezetterhelést is. Több típusuk is elterjedt:

Sík kollektorok: Ezek a legegyszerűbb és legelterjedtebb típusok. Sík abszorbens felület (általában feketére festett fémlemez) nyeli el a napsugárzást, és csőrendszeren keresztül átadja a hőt a hőátadó közegnek. A kollektorok üveglappal vannak fedve, ami csökkenti a hőveszteséget.

Vákuumcsöves kollektorok: Ezekben a kollektorokban több vákuumcső található, amelyek mindegyike külön abszorbens felületet tartalmaz. A vákuumcsövek hatékonyabb hőszigetelést biztosítanak, így kisebb hőveszteséggel működnek, különösen hidegebb éghajlatokon.

Légnapkollektorok: Ezek a kollektorok levegőt használnak hőátadó közegként. Az abszorbens felület által felmelegített levegőt ventilátorok szállítják, amelyeket közvetlenül fűtési rendszerekhez, szárításhoz vagy egyéb célokra használhatnak. Gyakran használják őket ipari környezetben vagy épületek szellőztetésére.

Parabolikus vályú kollektorok: Ezek a kollektorok parabolikus tükröket használnak a napfény koncentrálására egy csőre, amely az abszorbens anyagot tartalmazza. A koncentrált napenergia nagyobb hőmérsékletet hoz létre, ami ipari alkalmazásokban vagy napenergiával működő erőművekben hasznos lehet.

A technológia érdekessége még, hogy az első modern napkollektorokat a 18. és 19. században fejlesztették ki. Horace-Bénédict de Saussure svájci tudós az 1760-as években készítette az első napenergiával működő „napdobozt”, amely egyfajta korai napkollektornak tekinthető. A 20. század elején és közepén a napkollektorok technológiája tovább fejlődött, különösen az 1950-es és 1960-as években, amikor az első széles körben használt háztartási napkollektor rendszereket kifejlesztették.

A következő részben a hőszivattyúkkal és geotermikus energiával foglalkozunk részletesebben.