Két alapvető energiafajta létezik: a kimerülő, más néven fosszilis és a megújuló energiaforrások (így a nap-, a szél- és a vízenergia). Az emberiségnek olyan hatalmas energiamennyiségre van szüksége, hogy nincs idő a fosszilis energiahordozók újraképződésére.

A kimerülő energiaforrások is újratermelődnek, hiszen a szenesedés, illetve kőolajképződés folyamata is folytonos. Ezek a források azonban kiapadnak, ha a kiaknázás gyorsabban történik, mint az újratermelődés.

Napunk ajándéka

Azokat az energiaforrásokat nevezzük megújulóknak, amelyek folytonosan újratermelődnek, tehát kimeríthetetlenek. Ilyenek a nap-, szél-, a víz-, a geotermikus energia és a biomassza. A megújuló energia a fosszilis energiaforrásokkal szemben hosszú távon jelent megoldást az emberiség energiaszükségleteinek kielégítésére, hiszen folytonosan vagy bizonyos gyakorisággal fordul elő a természetben.

A Nap sugárzásából nyerhető energiát több ezer éve ismeri az emberiség. A Nap sugárzó teljesítményének a Földet érő része körülbelül 173 x 1,012 kW, amely több ezerszerese az emberiség jelenlegi energiaigényének. Évente olyan mennyiségű energia érkezik a Napból a Földre, amennyit 60 milliárd tonna kőolaj elégetésével nyernénk. Ha ennek csak 1 százalékát hasznosítanánk, csupán 5 százalékos hatékonysággal, akkor a világon minden ember annyi energiát fogyaszthatna, mint ma egy amerikai állampolgár.

Magyarországon a napsugárzási viszonyok kedvezőbbek, mint az európai átlag (a napsütéses órák száma 2100-2300 óra/év). Jelenleg azonban adottságainkat nem használjuk ki kellőképpen.

Napenergia-hasznosítás

A napenergia felhasználásának legelterjedtebb területeit 2 fő csoportba sorolhatjuk, ezek a passzív és az aktív napenergia-hasznosítás.

Passzív napenergia-hasznosítás
A napenergia passzív hasznosításával külön kiegészítő eszköz igénybevétele nélkül lehetséges a napenergiát épületek fűtésére használni, például megfelelő tájolással, üvegezéssel, hatékony szigeteléssel. A passzív szoláris építészet a napenergia-felhasználás legeredményesebb és legkevesebb beruházást igénylő területe.

Mit kell figyelembe venni az épület tervezésénél, építésénél?

• hatékony szigetelés
• megfelelő tájolás (pl. déli tájolású, nagy ablakokat kell beépíteni, a kisebb hőigényű helyiségeket (pl. előszoba, WC, kamra) a ház északi részében kell kialakítani)
• az épületek szerkezete minél nagyobb hőtároló kapacitással rendelkezzen

Aktív napenergia-hasznosítás
Két módja van: a termikus (napkollektor), illetve a fotovillamos (napelem).

Fotovillamos rendszer

Fotovillamos celláknak nevezzük azokat a berendezéseket, amelyek a napfényt közvetlenül elektromos árammá alakítják át. A legelterjedtebb napelemek hatásfoka 11-13%. Habár a napelem használata Magyarországon a vezetékes árammal ellátott épületek számára még drága, az 50 ezer, villamos árammal el nem látott tanya számára már gazdaságos.

A napkollektor

A síkkollektor olyan berendezés, amely a Nap sugárzó energiáját hővé alakítja, amit használati melegvíz előállítására, medencék vizének melegítésére és lakóházak fűtésének kiegészítésére használhatunk.

A napenergia összegyűjtése mindig egy úgynevezett abszorber réteg segítségével történik, amely elnyeli és a továbbító közegnek (fagyálló folyadék) átadja a beeső napenergiát, amelyen keresztül eljut az energia a felhasználóhoz.

A használati melegvíz (HMV) termelő napkollektoros rendszer elemei

A rendszer főbb elemei a kollektor, a solar bojler, a keringető szivattyú, a tágulási tartály, a vezérlés, a rézcsővezeték és a hőszigetelés.

A használati melegvíz termelő napkollektoros rendszer működése

BORÚS IDŐBEN:
A szolár kör szerves része a hagyományos melegvizes rendszer, ami lehet gáz- vagy villanybojler. A rendszer vezérlése folyamatosan méri a melegvíz hőmérsékletét, és ha a napenergia nem tudja előállítani a megfelelő hőmérsékletet, bekapcsolja a hagyományos rendszert. A napsütéses téli napokon a szolár kör előmelegíti a vizet, ezzel is energiamegtakarítást eredményezve.

TÉLEN:
A hőcserélőben és a kollektorban fagyálló folyadék kering, ezért a rendszer egész éves működése biztosított. A fagyálló folyadék biológiailag ártalmatlan összetételű, ami szabályos működés mellett nem kerülhet a melegvízbe. A fagyálló folyadék használata azért is előnyös, mert nincs probléma a vízkövesedéssel.

A melegvíz tárolása

A tároló nagysága a vízfogyasztás mértékétől és a beépített kollektor nagyságától függ. A leggyakoribb megoldás, hogy egy négytagú család melegvíz ellátását kb. 4 m2 kollektorfelülettel és 200 l melegvíztárolóval oldják meg. Erre alkalmas egy hagyományos villanybojler, amely átalakítható szolár bojlerré.

A napkollektor elhelyezése

A kollektor minden tetőre felszerelhető, de saját lábakon álló külső állványra is rögzíthető. A napkollektor ideális dőlésszöge 30-60 fok között van, egész éves üzem esetén kb. 43 fok. A napkollektort az északi féltekén déli irányba kell tájolni.

Energiamegtakarítás

Egy átlagos magyar család energiaköltség-megoszlása:

• Fűtés: 54%
• Közlekedés: 26%
• Melegvíz: 11%
• Főzés, hűtés: 5%
• Kisgépek: 2%
• Világítás: 2%

Megfigyelhetjük, hogy a fűtés és a melegvíz-felhasználás az összes felhasználásban 65%-ot képvisel. Éves átlagban egy négytagú család használati melegvíz igénye kb. 60-70%-ban kielégíthető napenergia felhasználásával. Ehhez 4-8 négyzetméter napkollektor-felületre van szükség.

Példák a nyerhető energiára

* HMV = Használati melegvíz

Költségek, élettartam, karbantartás

Nagyon sok múlik azon, hogy milyen áron szerezzük be az elemeket, és mennyire szeretünk barkácsolni. Meglévő bojler felhasználása, illetve „kalákás kollektorépítés” esetén a befektetési költség akár felére is csökkenhet. Ennek megfelelően a befektetési költség függ a beruházási költségektől, a melegvíz használatának a mértékétől és a folyamatosan emelkedő energiaáraktól. Ezeket figyelembe véve a beruházás 3-15 év alatt térül meg.

A teljes rendszer 20 éven keresztül probléma nélkül üzemel, ezt követően az elöregedett részek cseréjével, karbantartással még hosszú időre biztosítani lehet a működését.

A kalákás kollektorgyártás („Csináld magad!”)

Magyarországon létezik egy kollektorépítő hálózat, melyet társadalmi szervezetek irányítanak. Ingyenes szakmai segítségükkel anyagáron összeszerelhetjük mi magunk a napkollektort. Így megtakaríthatjuk a speciális szerszámkészletet és a magas munkadíjat.

A résztvevők egy hétvégén meg tudnak építeni 2 darab (3,6-4 négyzetméter) kollektort, amivel egy négytagú család melegvíz szükségletének 60-70%-a megoldható.

Minden szabályozható hagyományos rendszer kiegészíthető napkollektorral. Az újonnan kialakításra kerülő napkollektoros rendszernél is feltétlenül szükséges 1 rásegítő berendezés (villanybojler, gázkazán stb.).

A napenergia-felhasználás előnyei

Csökken a környezetszennyezés, ezért javul a lakosság egészségi állapota, így csökkennek az egészségügyi kiadások.

• 1 m2 napkollektor évente kivált 75 liter tüzelőolajat (HTO), 200 kg széndioxidot (CO₂), 2,5 kg kéndioxidot (SO₂)
• a napkollektoros rendszer a legbiztonságosabb melegítő berendezés
• az ország energiahordozó-importja csökken, így javul a gazdasági helyzet
• új munkahelyek teremthetők
• a turizmus növekszik a tisztább környezet következtében
• megoldható a villamos hálózattól távol eső területek gazdaságos energiaellátása
• minimálisak a működtetési költségek.

Nagy Péter
egészségügyi tanácsadó
peter513@vipmail.hu
http://tanacsok.atw.hu

A kalákás kollektorépítéssel kapcsolatban a www.fenntarthato.hu portálon tájékozódhat. További információ: www.oleh.hu