Napenergiás Rendszerek (biosolar.hu)

Ha a nap energiáját hasznosítani szeretnénk, nem kell egyből drága szolár berendezésekben gondolkodnunk. Maga a lakóház is egyfajta napkollektorként szolgál, amikor az ablakokon beáramló napfény felmelegíti a lakást, és az üveg csapdába ejti a hősugarakat. Az éjszakai kihűlés pedig csökkenthető a redőnyök leeresztésével. Ez a hatás persze nyáron is érvényesül, amikor pedig semmi szükség sincs a fűtésre, van a melegből anélkül is éppen elég. Az ereszkinyúlás mértékének alkalmas megválasztásával azonban a tető nyáron árnyékolhatja az üvegfelületeket, ilyenkor a nap magasan jár, míg télen az alacsony állású nap bevilágít rajtuk. Ezen az elven működik a például tornác, a régi parasztházakban.

A tetősíkba szerelt ablakok külső redőny nélkül csak a napsugarak befogására alkalmas, ezért nagyon alaposan meg kell gondolni, hova is tegyük, és hogyan védekezzünk a túlmelegedés ellen.

Az üvegezett felületek hőszigetelő képessége jóval alacsonyabb, mint a falazatoké, ha a tájolás nem megfelelő, akkor nyereséget sem várhatunk. Az üveggyártási technológia mára már olyan szintre fejlődött, hogy az északi ablakok esetén sem kell feltétlenül nagyobb hőveszteségre számítanunk (persze nyereségre nem is gondolhatunk).

Érdemes gondolni arra is, hogy a nagy üvegfelületek mögött egy sötét szinű hidegburkolat szinte szívja magába a meleget és a hő akkor szabadul fel, amikor már nem süt a nap. A fűtési szezonban jól jön ez a plusz meleg, de nyáron árnyékolással kell védekeni a hatás ellen.

A passzív szoláris nyereséghez számítható a növényzet által megkötött napenergia is, a zöldség, gyümölcs, fű, fa, virág, ami vagy a kályhánkat fűti, vagy testünket és szellemünket látja el energiával.

Ebbe a kategóriába nagyon sokféle egyszerűbb és bonyolultabb eszköz tartozik. Legegyszerűbb ezek közül a kerti zuhany, ahol egy gumislagban esetleg egy feketére festett hordóban melegszik a víz a fürdéshez.

Ennek az eszköznek egy fejlettebb változata a napkollektor, ami általában egy déli lejtésű tetőfelületre szerelve gyűjti be a napsugarak által sugárzott hőt, és továbbítja egy melegvíz tartályba, amiből a háztartások melegvíz szükséglete kielégíthető.

A napkollektor a nap által sugárzott energiát gyűjti össze, és adja át egy hőszállító folyadéknak, ami a háztetőről a melegvíz tárolóba szállítja ez az energiát. A napkollektorból kilépő folyadék hőmérséklete már megfelelően magas ahhoz, hogy a hagyományos épületgépészeti eszközökkel is tovább tudjuk hasznosítani.

A napkollektor annál több energiát tud elnyelni, minél nagyobb felülettel fordul a nap irányába. A felületét úgy kell kialakítani, hogy a lehető legtöbb hősugarat legyen képes befogni. Erre célra legalkalmasabba a matt fekete felület. A veszteségek csökkentése érdekében ügyelni kell arra, hogy a hő ne a környezetet, hanem a hőszállító közeget melegítse, ezért a kollektorokat üveglap mögé, a hátoldalon jól szigetelt dobozba szerelik.

A napsütés kiszámíthatatlan. Meleg melegvízre pedig bármikor szükségünk lehet, ezért gondoskodnunk kell a hőtöbblet eltárolásáról, amíg nincs rá szükség.

Erre a célre egy nagy tartály használunk, amelyben fűtővíz található. A napkollektorokból nyert hő egy csővezetéken keresztül, a tartályban elhelyezett hőcserélőbe kerül (bordázott réz csőkígyó). A használati melegvíz előállítás e tárolóban elhelyezett másik nemesacél csőkígyóban történik. Ez a második csőkigyó a tároló felső részén az oldalfal mellet fut körbe, a tartály külső fala és egy másodlagos hengerpalást között. A két hengerpalást felül össze van hegesztve, csak az alján nyitott. A két felület között áramoltatja a tároló tetejéből elszívott legforróbb fűtővizet a tároló saját keringető szivattyúja, amelyet egy külön vezérlő szabályoz. A módszer eredményeképpen (mint egy átfolyós vízmelegítőből) mindig rendelkezésre áll a szükséges melegvíz mennyiség.
Ha a napsugárzás nem fedezi a hőszükségletet, akkor egy másik hőforrásból (kondenzációs gázkazán) származó forró fűtővíz a tároló tetején elhelyezett csövön keresztül áramlik a szigetelt tárolóba.

A tárolót akkor tudjuk melegíteni, amikor a kollektorok magasabb hőmérsékletűek, mint a tartályban a víz. Ilyenkor egy szivattyú a forró vizet a tároló felé, a tárolóban lehűlt vizet pedig vissza a kollektor irányába hajtja. Éjszaka, vagy borús időben a tárolóban melegebb a víz, mint a kollektorban, ilyenkor a szivattyú áll. A szivattyú kapcsolását a kollektor és a tartály hőmérséklet különbségét figyelő szabályozó végzi.

Amíg a napkollektor nem végez energiaátalakítást, (csak a hőenergia szállítását végzi), a napelemek közvetlenül alakítják át a fényt (elektromágneses hullám) villamos energiává. Az átalakítást egy félvezető végzi, meglehetősen drágán és alacsony hatásfokkal. Vannak esetek azonban amikor ez a megoldás mégis olcsóbb mint az elektromos hálózat kiépítése (például tanyán), esetleg a hálózati feszültség kimaradása esetén tartalék energiaforrásként jöhet szóba.