• napenergia

A napenergia hasznosítása, napkollektor

A napenergia hasznosítása

A napkollektorok és az üvegezett előépítmények ingyenes és környezetbarát napenergiát juttatnak a házba. Ez, szakszerű tervezés és kivitelezés esetén, még közép-európai éghajlati viszonyok mellett is számottevő mértékben hozzájárul a fű­tési energia megtakarításához.

Meleg víz készítése napkollektorokkal

A napkollektorokat a mi vidékünkön túlnyomó­részt meleg víz készítésére használják. A kollekto­rokat (síkkollektorokat vagy vákuumos kollektoro­kat) olyan helyre teszik, általában a tetőfelületre, ahol a Nap azokat a legjobban éri. Déli tájolás és 30-45° közti dőlésszög esetén egy négyszemé­lyes háztartás számára a felállítás helyétől és a kollektor típusától függően 5-8 m² kollektor felületet célszerű alkalmazni. Ez egy 300-400 L térfogatú víztárolóval kiegészítve a nyári félévben 80-90 %-ban fedezni tudja a melegvíz-szük­ségletet (négy személy esetén kb. 200-300 L/nap) és napsütéses napokon télen is érezhető módon hozzájárul a melegvíz termeléséhez.

Ha a téli félévben vagy rossz időjárás esetén a kollektorok nem melegítik fel kellő hőmérsékletűre a tároló vizét, akkor utánfűtést kell alkalmazni. Ha központi fűtés van a házban, akkor ez a víztá­roló felső részében elhelyezett második hőcse­rélő segítségével valósítható meg. Az utánfűtésre egy másik lehetőséget a termosztáttal vezérelt elektromos, vagy gáz-fűtőkészülék kínál, amely a vízhőmérséklet csökkenésére automatikusan mű­ködésbe lép.

Sajnálatos módon a napkollektorok és a szük­séges tartozékok ára még mindig nagyon magas. A jelenlegi energiaárak mellett ezért az ilyen be­rendezések megtérülési ideje is hosszú. Saját kivitelezésben végzett szerelés esetén a számítás sokkal kedvezőbb eredményt ad. Kollektoros berendezések létesítésének gondolatával ezért csak akkor kezdjünk foglalkozni, ha a többi energiatakarékossági intézkedést az épületen már mind végrehajtottuk.

A mi éghajlati viszonyaink között a melegvizes kollektorok fűtési célokra való alkalmazása nem valósítható meg, mert a sugárzás mennyisége télen a fűtéshez nem elegendő, másrészt – kísér­leti berendezésektől eltekintve – ma még nem állnak rendelkezésünkre olyan nagy teljesítményű tárolók, melyekben a nyári meleget a téli időszak­ra el lehetne tenni.

14.6. ábra. 20 m²-es napkollektor vízmelegítés céljára, egy kis gyermekotthon tetőzetébe beépítve.

14.7. ábra. Vizet melegítő napkollektoros be­rendezés vázlata 1 napsugárzás; 2 dél felé tájolt tetőkollektor; 3 kollektor – vízkörfolyamat; 4 a központi fűtés fűtőkazánja; 5 vezérlő­berendezés; 6 két üzemmódú melegvíz-tároló.

14.8. ábra. A napenergia passzív hasznosítá­sa: az épületnek támaszkodó növényház mű­ködési elve 1 a napsugárzás hatására felmelegedett levegő az üve­gezett előépítményben felszáll; 2 a lakótérbe vezető, el­mozdítható térelzárók (ablakok és ajtók); 3 a felmelege­dett levegő bevezetése; 4 a helyiségekben lehűlt levegő; 5 a fölösleges meleg levegő elvezetése az előépítmény legfelső részén.

Üvegezett előépítmények

A déli tájolású üvegfelületeket fel lehet használni a napenergia „passzív” hasznosítására. A működés megértéséhez fontos, hogy különbséget tegyünk a lakóhelyiségek, télikertek és lakónövényházak nagyfelületű, déli irányú üvegezése között.

A szigetelő üvegezésű déli ablakfelületek a napsugárzás révén még télen is több hőt bocsá­tanak be a házba, mint amennyi éjjel és a borús napokon elvész, különösen akkor, ha az üvegfelü­leteket éjjelre redőnyökkel vagy egyéb módon hőszigeteljük vagy hőszigetelő üvegezést alkal­mazunk. Az ablakok tehát a jó megvilágítás mel­lett, mint pozitív energiamérlegű „napkollektorok” is szerephez jutnak.

A lakóüvegházak fűthető üvegezett helyiségek, évelő, többnyire szubtropikus növényzettel. Fű­téssel kell gondoskodni arról, hogy a hőmérséklet ne süllyedjen 5 °C alá. A hőveszteségek csökken­tésére célszerű itt is hővédő üvegezést előirá­nyozni. A lakónövényházak feladata a lakásban való élet minőségének fokozása és a lakótér ki­tágítása. A növényház fűtésének szükségessége miatt a ház többi része a napenergiából nyere­ségként alig hasznosít valamit, a növényház nye­resége és vesztesége az energiamérlegben nagyjából kiegyenlíti egymást.

Ha az üvegezett előépítmény elsődleges célja a napenergia hasznosítása, akkor azt, mint fűtés nélküli télikertet üvegezett loggia, ül. terasz mód­jára kell kialakítani. A szobanövényeket célszerű­en cserepekben és edényekben tartsuk, hogy té­len fagymentes helyre lehessen azokat vinni. Az egyrétegű üvegezéshez olcsó növényházüveget lehet használni, a napenergiát jobban lehet azon­ban hasznosítani, emellett télen kellemesebb hő­mérsékleteket lehet biztosítani szigetelő vagy hővédő üvegezéssel.

Az energetikai optimalizálás érdekében az üvegházat és a tulajdonképpeni házat összekapcsolt rendszernek keli tekinteni, mely rendelkez­zen a következő jellemzőkkel:

• az üvegfelületek zömét dél-délkelet és dél­délnyugat közti irányba tájoljuk, a reggeli felmelegedés miatt előnyösebb a dél-délkeleti irány;
• a déli tájolású felületeken optimális besugár­zást biztosító dőlése (télen) 60°, a gyakorlatban azonban a függőleges üvegezés jobban bevált. Ezt szerkezetileg könnyebb lehet elkészíteni és tartósabb is, mert nincs annyira kitéve az időjá­rás viszontagságainak. A kisebb hajlásszögű tetőüvegezés a növények növekedéséhez ugyan kívánatos lenne, energetikai szempont­ból azonban nem túl előnyös. A fűtési időszak­ban a hőhozamot csak kevéssel növeli, nyáron viszont könnyen a növényház túlhevülését okozhatja;
• biztosítani kell, hogy a télikert hőjét lehetőleg egyenletesen, a ház összes helyiségébe eljuttassuk, pl. természetes termik segítségével (a télikert és a csatlakozó helyiségek közti ablakok és ajtók kinyitásával) vagy mechanikus szellő­zéssel (ventilátoros levegőcsatornák, központi légfűtés);
• a háznak jó hőtároló képességgel kell rendel­keznie, hogy egyrészt napsütés alkalmával sok hőt legyen képes felvenni és este azt ismét le­adni, másrészt nyáron mérsékelje a túlmelegedést. Nagy hőtároló-kapacitású anyag a nagy térfogatsúlyú tégla, mészhomokkő és termés­kő, valamint a beton és a víz;
• a napsütés hatását közvetlenül kapó fal- és padlófelületek sötét színárnyalatúak és jó hőtároló képességűek legyenek;
• a télikert külső üvegburkolata és a télikert és a tulajdonképpeni ház közti üvegezés közül leg­alább az egyiket hővédő üvegezéssel kell ké­szíteni;
• a fűtőberendezés lehetőleg gyorsan, helyisé­genként és önműködően reagáljon a napenergiából nyert hőtöbbletre. Előnyös rendszer eb­ből a szempontból a kis hőmérséklettartományban működő fűtőtestekkel (és termosztátos szelepekkel) felszerelt meleg vizes köz­ponti fűtés, valamint a meleg levegős fűtés. A cserépkályhák és padlófűtések tehetetlenségük folytán ezt a követelményt nem elégítik ki; kedvező költség/haszon arányt az olyan téliker­tekkel lehet elérni, melyek nagyrészt a tömör épülettest tömegét alkotják. Kevésbé előnyösek azok az üvegházak, melyek teljes mértékben egy külső fal előtt vagy éppen az épület egyik sarka előtt helyezkednek el.

A hasznosítható szoláris hőnyereség nagysá­gának meghatározása nem könnyű. Az ilyen rendszerek optimálissá tételéhez ma általában számítógépes számítási eljárásokat használnak. Minden műszaki optimalizálásnak csak akkor van azonban értelme, ha az így létrehozott rendszert az elvárható hozzáértéssel használják.

A télikertek és lakónövényházak építészeti kivi­telezésénél néhány további szabályt is figyelembe kell venni:

• a „fej feletti üvegezéseknél” (ezeket ferde vagy tetőüvegezésnek is nevezik) megfelelő óvintéz­kedéseket kell tenni az leeső üvegtáblák elleni védelem érdekében, pl. rács vagy biztonsági üveg alkalmazásával. Az építési szabályok ugyanilyen előírásokat tartalmaznak a függőle­ges üvegfelületek számára is, ha azok nagyobb magasságból képesek lezuhanni;
• sokszor célszerű lenne az éjszakai hővédelem (pl. belül elhelyezett, szorosan záró redőnyökkel), erre azonban pénzügyi és esztétikai okok­ból sokszor mégsem kerül sor. Hőtechnikai szempontból a hővédő üvegezés jobb, mint az éjszakai hővédelemmel ellátott egyszerű szige­telőüvegezés;
• a nyári túlmelegedés mérséklése érdekében gondoskodjunk kellő számú szellőzési és árnyékolási lehetőségről, különösen a ferde üve­gezéseknél. A szellőzőnyílások mérete nagyjá­ból az üvegfelületek tizedrészét érje el. A külső árnyékolás, pl. egy kihúzható markiztető haté­konyabb, de drágább, mint a belső árnyékolás, pl. összecsukható markiztető vagy napvédő ponyva.