• fűtés
• napelem

Vízmelegítés napsugárzással

A Nap kimeríthetetlen energiaforrás. Minden nap ötezerszer annyi ener­giát sugároz a Földre, mint amennyire az emberiségnek szüksége van. A Föld felületének 1 m²-ére ideális feltételek mellett kb. 1360 W sugárzás érkezik. A statisztikai adatok szerint évente több mint 1800 napsütéses óra van. Ebből májustól októberig kb. 1300 óra, a téli időszakban kb. 550 óra.

Ebből az ingyenes és környezetkímélő energiaforrásból azonban sajnos még keveset használunk föl. Bár a napenergia kihasználása már évekkel ezelőtt megkezdődött, a technika még nem igazán terjedt el.

A hasznosított napenergia mennyisége nemcsak az évszakoktól, de a napi időtől is függ. A napsugárzás legtöbb energiáját a sugárzásra merőlegesen elhelyezett gyűjtők tudják befogni. A napsugárzásból származó energia átalakításával szerzett hőenergiát a gyakorlatban szeptember-októberi, ill. április-májusi fűtésre használják a padlófűtéseknél, a víz felmelegítésére, medencék vizének melegítésére és üvegházak levegőjének felmelegíté­sére.

A napsugárzás különböző módokon alakul hővé:

• fűtött tér nagy felületű beüvegezésével;
• csövekben levő víz fölmelegítésével;
• napkollektorokkal;
• felületi, nyitott rendszerekben;
• zárt, hőcserélő rendszerekben.

A napenergiát hasznosító berendezések függetlenséget biztosítanak és helyi energiaellátást tesznek lehetővé. A kollektorok fényt – azaz sugár­zást – alakítanak át energiává.

Különösen a vákuumcsöves kollektorok alkalmasak a napenergia haszno­sítására, mivel ezek nem csak a nyári hónapokban, hanem egész évben gondoskodnak a melegről. Már 200 W/m² -es sugárzást is át tudnak ala­kítani hasznosítható energiává, ezért borús téli napokon is hasznosak. A vízmelegítéshez, valamint fűtésrásegítésként +10 °C-os külső hőmér­sékletig eredményesen használhatók.

A vákuumcsöves kollektornál a napsugárzás az üveg vákuumcsőben lévő abszorbáló-felületen hővé alakul át. Az energiaveszteség elenyésző. Az abszorberhez csatlakozó „hőcsőben” lévő folyadék a csőben elpárolog, és gőzként a kondenzátorba kerül. Itt egy hőcserélő adja át a hőt a továb­bító-anyagnak. A gőz lecsapódik, a hőcsőben visszafolyik, és az abszorber melegének köszönhetően ismét elpárolog.

50. ábra. Vákuumcsöves napkollektor
1 napsugárzás; 2 üvegcső; 3 hőcső; 4 a hőcső bélése; 5 abszorber; 6 kondenzátor; 7 hőcserélő cső és bedugható hüvely; 8 hőszigetelés

51. ábra. A napkolleltor beállításának szöge, a napsugarak sugárzási irányának megfelelően

52. ábra. Vízmelegítés napenergiával (gravitációs rendszer)

53. ábra. Szoláris vízmelegítés szivattyús keringtetéssel

A nagy teljesítményű lapkollektorok elsősorban meleg víz előállítására, medencék vizének felmelegítésére alkalmasak. A nagy üvegfelület „fény­csapdaként” viselkedik, így a, kis szögben beeső fényt is felveszi, és a rézabszorberhez vezeti. Ez a napfényt hőenergiává alakítja.

Az egyre korszerűbb technikának köszönhetően az energiaveszteség igen csekély. A speciális, hővezető folyadék felveszi az abszorbertől a hőenergiát, és egy hőcserélőn keresztül felmelegíti a vizet. A napenergiát hasznosító rendszerek három részből állnak, a kollektor­ból, a szükséges kiegészítőkből és a melegvíz-tárolóból.