Amikor a napenergiáról beszélünk, leggyakrabban közvetlenül a fotovoltaikus napelemekre gondolunk, amelyek villamos energiát termelnek. Van azonban egy másik típusú napenergia, amely kevésbé ismert, de ugyanolyan fontos: Termikus napenergia, egy hatékony és tiszta lehetőség, amelyet főként víz melegítésére és hőtermelésre használnak.
A szoláris hőenergia alapvető szerepet játszik mind a lakossági, mind az ipari szektorban, lehetővé téve az energiahatékonyság növelését és a fosszilis tüzelőanyagok felhasználásának csökkentését. Ebben a cikkben elmagyarázzuk mindent, ami ezzel az energiával kapcsolatos: működése, jellemzői, komponensei és előnyei.
Mi a napenergia?
A szoláris hőenergia a megújuló energia amely a napsugárzást használja fel hőtermelésre. Ellentétben a napelemes fotovoltaikus energiával, amely a napfényt elektromos árammá alakítja, a napenergia hőenergiává felmelegít egy folyadékot a napsugárzás rögzítésével. Ez a folyadék vizet melegíthet, fűtést vagy akár hűtést is generálhat bizonyos rendszerekben.
Ez a fajta energia különösen hasznos azokban a területeken, ahol magas a napsugárzás, ahol háztartási és ipari alkalmazásokban használható. Például a becslések szerint több mint az energiafogyasztás 20%-a szállodákban, kórházakban és otthonokban a melegvíz használatához kapcsolódik, ami bizonyítja annak fontosságát.
Hőberendezés alkatrészei
A napenergia megfelelő működéséhez olyan berendezésre van szükség, amely a hő felfogására, tárolására és elosztására szolgál. Az alábbiakban kiemeljük a napkollektoros hőenergia-rendszer főbb elemeit.
Elkapó
A termikus napkollektor vagy panel felelős elnyeli a napsugárzást és hőt ad át a benne keringő folyadéknak. Hatékonyságuktól és technológiájuktól függően többféle kollektor létezik:
- Lapos gyűjtők: Ezek a leggyakoribbak, és otthoni melegvíz- és fűtési alkalmazásokhoz használják.
- Vákuumcsöves kollektorok: Jobb szigetelésüknek köszönhetően hatékonyabbak, különösen hideg területeken.
Hidraulikus áramkör
A hidraulikus kör csövekből áll, amelyek a forró folyadékot a kollektorból az akkumulátorba szállítják, majd a lehűlés után vissza a panelhez. Zárt áramkörként működik, biztosítva, hogy ne legyen hőveszteség.
Hőcserélő
Ez az eszköz lehetővé teszi a hőátadó folyadék hőjének átadását a lakásban vagy létesítményben használt víznek. A hőcserélők lehetnek belsőek (tekercsek) vagy külsőek, például lemezcserélők.
Akkumulátor
Mivel a napenergia mennyisége a nap folyamán változik, a akkumulátor forró víz tárolására, amíg szükséges. Ezt a tartályt úgy tervezték, hogy minimalizálja a hőveszteséget, és több órán keresztül melegen tartsa a vizet.
Cirkulációs szivattyúk
Annak érdekében, hogy a folyadék megfelelően keringhessen a rendszerben, keringető szivattyúk. Ezek legyőzik az áramkör ellenállásait, és lehetővé teszik a hőhordozó folyadék állandó áramlását.
Kiegészítő erő
Alacsony napsugárzású napokon a napkollektoros berendezésekben általában van egy segédenergia-rendszer, például egy kazán, amely olyan helyzetekben tud hőt termelni, amikor a napsugárzás nem elegendő.
A biztonsághoz szükséges elemek
A szoláris hőenergiát használó berendezéseknek biztonsági elemekkel kell rendelkezniük, hogy elkerüljék a túlmelegedéssel vagy a rendszernyomással kapcsolatos problémákat.
Tágulási tartályok
A folyadék térfogata melegítéskor megnő, ezért szükséges a tágulási tartály amely elnyeli ezt a növekedést és megakadályozza a csövek sérülését. A tágulási tartályok lehetnek nyitottak vagy zártak, ez utóbbi a legelterjedtebb a modern berendezésekben.
Biztonsági szelepek
A biztonsági szelepek felelősek a vezérlésért rendszernyomás és engedje ki a folyadékot, ha az meghaladja a megállapított biztonsági határértékeket.
Glikol
A legtöbb szoláris hőenergia-berendezésben használt folyadék víz és glikol. Ez az adalék lehetővé teszi, hogy a folyadék fagyás nélkül ellenálljon a fagypont alatti hőmérsékletnek, ami hideg éghajlaton elengedhetetlen.
Hűtőbordák
Ha a folyadék túlzottan felmelegszik, a hűtőbordák Ők felelősek a hőmérséklet egy részének felszabadításáért, megakadályozva, hogy a berendezés veszélyes hőszintet érjen el.
Csapdák
A lefolyók lehetővé teszik távolítsa el a levegőt felhalmozódik a rendszerben, garantálva a hidraulikus kör optimális működését.
Automatikus vezérlés
A legfejlettebb szoláris hőenergia rendszerek a automatikus vezérlés amely felügyeli a rendszer különböző elemeit, mint például a kollektor, az akkumulátor vagy a keringtető szivattyúk hőmérsékletét. Ezenkívül szükség szerint aktiválhatja a segéd- vagy disszipációs energiarendszereket.
A napenergiának köszönhetően fenntarthatóbb módon tudunk meleg vizet és fűtést előállítani. Ez a technológia folyamatosan fejlődik, lehetővé téve számunkra, hogy egyre inkább csökkentsük a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőségünket, és minimalizáljuk a környezeti hatásokat.