Az "U" vákuumcsöves napkollektor CPC tükörrel

Az "U" vákuumcsöves napkollektor jelenti a kollektorok fejlődésének új irányát. Napjaink harmadik generációs vákuumcsöves napkollektorai már az úgynevezett "U" csöves kollektorok, amelyeknél a vákuumcsőben egy "U" alakú cső kap helyet. Ezen a csövön áramlik a hőátadó folyadék, mely általában fagyálló, propilénglikol.

Az "U" vákuumcsöves napkollektor alkalmazása:

Az "U" vákuumcsöves napkollektor CPC tükörrel a napkollektor rendszerek legújabb generációja, amely akkor is hasznosítja a napenergia jelentős részét, ha tavasz, ősz, vagy tél van, illetőleg ha borult az ég, de szűrt napsütés még van.

Az "U" vákuumcsöves napkollektor felhasználási lehetőségei a következőek:

használati melegvíz előállítás (fürdés, mosás, mosogatás)
fűtés rásegítés
medence vizének melegítése
továbbá a fenti három alkalmazási mód bármelyikének kombinációja

A PARADIGMA "U" vákuumcsöves napkollektor működési elve…

Az általunk kínált rendszerekben ez a hőátadó közeg elhagyásra került, és a fűtési vízkör van közvetlenül a napkollektorba bekötve. A közvetlen fűtési körre történő rákötés egyik előnye, hogy meggyorsítja a megtermelt hőenergia felhasználását, kiküszöbölve a hőveszteségi tényezőket. Másik, nem elhanyagolható szempont, hogy egy esetleges meghibásodás (pl. hőcserélő lukadás) esetén nem kerül vegyszer az ivóvízrendszerbe.

Az "U" vákuumcsöves, CPC tükörrel ellátott kollektorok nagyobb hatásfokkal hasznosítják a napenergiát a síkkollektorokkal szemben, még enyhén felhős, felhős, valamint téli hideg időben is. Ennek a teljesítménynek a fokozása érdekében került alkalmazásra az úgynevezett CPC tükör.

Az "U" vákuumcsőves kollektor felépítése

Ez az ábra a CPC tükör elhelyezkedését és a napfényre gyakorolt közvetlen hatását mutatja, felette a vákuumcső keresztmetszeti ábrája látható. A már-már szabvánnyá vált duplafalú vákuumcső felépítése egyszerű: az 58mm átmérőjű csőben található 47mm átmérőjű belső üvegcső külső felületén található az abszorber réteg a belső tükrös felülettel. A két üvegcső között található a vákuum azaz a légüres tér!

A rendszer nagyon hasonlít, a termoszhoz! Annyi az elméleti különbség, hogy a termosz se ki, se be nem ereszti a hőt. A vákuumcsöves kollektor ellenben beengedi a hőt, de ki nem, csak sugárzással, ami elenyésző veszteség. Ebből következően a működő vákuumcsöves napkollektor csöveinek megérintésekor azt tapasztaljuk, hogy a üvegfelület hőmérséklete közel van a környezeti hőmérséklethez, míg a kivezető csövek melegek.

Mi az a CPC tükör?

A CPC a Compound Parabolic Concentrator kifejezés rövidítése.

Igen jelentős előnye az "U" vákuumcsöves CPC tükörrel ellátott napkollektoroknak a síkkollektorokkal szemben, hogy nemcsak délben, a napsugárzás közel 90°-os beesési szögénél képesek a maximális energiaszolgáltatásra. Ez úgy lehetséges, hogy a napsütés a csöveket mintegy körbejárja, így a kollektort nem kell "forgatni" az állandó teljesítmény eléréséhez, sőt a csövek mögött elhelyezett CPC tükör visszaverődési képességéből adódóan kb. 45° beesési szög esetén a teljesítmény még nagyobb is, mint szemből, délben! Ez alapján, mint az ábrán is látható a nap sugárzása 360°-ban éri a csövek felületét az elhelyezett CPC tükör segítségével, amely így mindig a maximális napenergiát kapja és a maximális teljesítmény leadása mellett.

Nanotechnikás kerámia felület…

A álalunk forgalmazott PARADIGMA napkollektorok nanotechnikás kerámia felületű CPC tükörrel vannak ellátva. Ez a speciális felület akár 15 éven keresztül is megtartja visszatükröző képességét, szemben a hagyományos CPC tükrökkel, melyek az erős UV sugárzás következtében néhány év alat jelentősen mattulhatnak.

A napkollektor megtérülési ideje…

A PARADIGMA Solar-rendszerek fejlett technológiai színvonala és a precíz, megbízható vezérlése következtében leegyszerűsödik a szerelés, csökken az üzemeltetési költség. E tényezők közvetlenül is hatnak a megtérülési időre.

Az energiaárak emelkednek, a villamosáram drágulása folyamatos, így a Solar-rendszer megtérülése az évek múlásával egyre rövidebb idő alatt bekövetkezik. Nehéz megjósolni, hogy milyen mértékben emelkednek a rezsiköltségek a következő években, valamint azt sem lehet most tisztán látni, hogy mekkora mértékben leszünk kiszolgáltatva a gázellátás tekintetében más országoknak. Ami azonban bizonyos, hogy a nap hőenergiáját még évmilliókig folyamatosan, ingyenesen és korlátlanul kiaknázhatjuk!
Miért fizetnénk olyasmiért, amit ingyen is megkaphatunk?

Mivel a rendszer nem igényel karbantartást, ráadásul a PARADIGMA cég 10 év garanciát ad az esetleges törés (jégverés) és vákuumvesztés esetére, ezért kimondhatjuk, hogy egyszeri befektetéssel, korszerű, környezetbarát és olcsó fűtési és melegvízellátási rendszert építhetünk ki.

"U" vákuumcsöves napkollektor és síkkollektor összehasonlítása

Összehasonlítás "U" vákuumcsöves kollektorok és síkkollektorok 400W/m2 besugárzásnál, 2,33 m2 felületnél és 60 °C előremenő hőmérsékletnél

Felhős időben is hatékony…

Egész évben, még kedvezőtlen időjárási feltételek esetén is (pl. télen, vagy felhős égbolt mellett) a CPC tükörrel ellátott vákuumcső kollektor magasabb energiaszintet eredményez, mint a legkorszerűbb síkkollektor

Kisebb felületen nagyobb energiahozam…

Különösen kedvezőtlen időjárás mellett. (400W/m2 napsugárzás esetén, 10 °C külső hőmérsékletnél és 60 °C-os előremenő hőmérséklet mellett) a CPC tükörrel ellátott vákuumcső kollektor 40%-kal nagyobb energiahozamot biztosít, mint a piacon elérhető legjobb síkkollektor.

0 °C-nál a CPC tükörrel ellátott vákuumcső kollektor energiatermelő képessége 5,4-szer magasabb egy átlagos síkkollektorénál. Ez azt jelenti, hogy egy átlagos síkkollektorból 5,4-szer akkora felület szükséges ugyanazon energiamennyiség eléréséhez.

"U" vákuumcsöves napkollektor és síkkollektor hőkamerás felvételen

"U" vákuumcsöves napkollektor és síkkollektor hőfelvételen

A kép baloldalán síkkollektorok láthatók vörös színben, míg baloldalon az "U" vákuumcsöves kollektorok kék színűek.

Összehasonlítás 60 °C-os kollektorhőmérsékletnél és 10 °C-os külső hőmérsékletnél.

Szembetűnő a különbség:
A CPC-U vákuumcsöves kollektor teljesen hideg (kék), mialatt a síkkolektor jól láthatóan erősen felmelegszik (vörös).

Akár 40 % energia megtakarítás érhető el az "U" vákuumcsöves napkollektor alkalmazásával!

Érdekesség a napkollektor jövőjéről

Ausztráliában a világ legmagasabb épületét építik szinte megszámlálhatatlan napkollektor által körülvéve - több mint egy kilométer magas lesz -, amely egy naptorony. Ez a naptorony egy naperőmű, amelyet hét kilométer átmérőjű és napkollektor halmazból álló gyűrű fog körbe venni. Tehát a naptorony kerületén körben csak napkollektor sokaság lesz látható.

A napkollektor sokaságban a légtömeg több száz fokra hevül, és a jóval kisebb hőmérsékletű ezer méter magas "kéményen" nagy sebességgel távozik. Ezalatt meghajtja a naptorony alsó részén található turbinákat.

A napkollektor mezőkbe hőtartályokat építenek a folyamatos energiaellátás biztosítása érdekében. Így a nappal elnyelt hőt éjszaka fel tudják szabadítani a zavartalan áramellátás érdekében.

Ezt a rengeteg napkollektor által működtetett eljárást a 2002. év legnagyszerűbb találmányai között nevezte meg az amerikai Time Magazine .

Hogyan működik a napkollektor a házon?

Egy napkollektor rendszert használó gyakorlati tapasztalata 2009 februárjában:

Ma és tegnap a tegnapelőtti napsütéssel fűtöttük az egész házat.

A napkollektor rendszer a vegyes kazános fűtés, a központi gázfűtés és a napkollektor által történő energia termelés előnyeit egyesíti magában. A Nap vezérli a napkollektor rendszert. A megtermelt felesleges napenergia egy 650 literes puffertartályba "kerül", a napkollektor rendszer konzerválja, és "előveszi" amikor szükség van rá a használati meleg víz előállításra, vagy a fűtésre, mely lehet medence fűtés is. Ha teljesen borult az ég és a Nap még szűrt fényt sem ad, csak akkor kell bekapcsolni a gázkazánt, vagy begyújtani a vegyes tüzelésű kazánt.

A puffertartályban egy hőcserélős rendszer állítja elő a "Nap vizét", másképpen a napkollektor rendszerben keringő víz melegíti fel a fűtésre, valamint a mosogatásra, mosásra, fürdésre használt vizet.

A napkollektor rendszer úgy van kialakítva, hogy tavasszal, ősszel és télen is hasznosítani tudom a Nap energiáját - kivéve, ha teljesen borult az ég és a Nap még szűrt fényt sem ad.

Nekem mindössze 5 m2 napkollektor felület van a házam tetején, amely a használati meleg víznek - melyet fürdésre, mosásra, mosogatásra használunk - 70-80%-át biztosította a múlt évben, a fűtési energiának pedig a 20-30 %-át.