Download
1 / 29
310 likes | 452 Views
Megújuló energiaforrások. Napkollektorok családi házon belüli felhasználása. Készítette: Komjáthyová Nikoleta dqxubt mse 2014. április 9. Napenergia hasznosítása.
E N D
Megújuló energiaforrások Napkollektorok családi házon belüli felhasználása Készítette: Komjáthyová Nikoleta dqxubt mse 2014. április 9.
Napenergia hasznosítása - napsugárzás értéke: 1,36 kW/m2 → ez a napállandó- a sugárzás egy részét a légkör elnyeli, egy részét visszaveri- Föld felszínén mérhető sugárzás értéke kb 1 kW/m2- Teljes sugárzási intenzitással kell számolni
Alternatív fűtés napenergiával A napsugárzásból származó energia egyszerűbben beszerelhető: napelemekkel, mint elektromos energia, vagy napkollektorokkal, mint hőenergia. A napelemek működési hatásfoka 13-20% között van, a napkollektorok 75-85%-ával szemben, tehát a hőenergia napból való termelésére napkollektort kell használni. Éves 50%-os használati melegvíz-termelésre vonatkozó szolárfedezet mellett egy családi háznál, 4 főt figyelembe véve 4-6 m2 kollektorfelület adódik. Magyarországon az 1 m2-re eső besugárzott energiamennyiség elérheti az 1300 kWh-t. A napkollektorok a besugárzott energiamennyiség 35-60%-át, azaz 450-780 kWH-t képesek évente m2-ként begyűjteni.
Napelemek alapvető típusai és hatásfoka A napelemeket a csúcsteljesítményük alapján hasonlítják össze. A csúcsteljesítmény megmutatja, hogy azonos körülmények között mennyi energiát képes termelni az adott napelem. Minél hatékonyabb egy elem, annál kisebb felület telepítésére van szükségünk. Minél hatékonyabb egy elem, annál jobban drágul.
Napelemek típusai 1. Monokristályos napelem • több cellából felépülő, • cellánként homogén megjelenésű, • kékes árnyalatú kristályból épül fel. • minden cella egy kristályszerkezetet alkot. • leghatékonyabb típusok a piacon. • Hatékonyságuk 16-18% körül alakul. • Ezek a legdrágábban megvásárolható napelemek, mivel gyártásuk igen költséges és körülményes. • Élettartamuk 30év körül alakul.
Napelemek típusai 2. Polikristályos napelem • több cellából felépülő, • cellánként inhomogén megjelenésű, • kékes árnyalatú kristályokból épül fel. • a cella nem egy, hanem több kristályból épül fel, ezért ránézésre olyan, mintha szilánkosra lenne törve. • hatékonysága valamivel 13-14% körül alakul, • élettartama kb 25év.
Napelemek típusai 3. Amorf napelem kinézetre homogén megjelenésű, de nem tagolt napelem mint az előző kettő, teljes felületen egyetlen fekete árnyalatú, amorf kristály alkotja. legelterjedtebb típusú napelem. viszonylag olcsó, könnyen gyártható, hatékonysága csak 5-8% körül alakul. a többi típussal ellentétben jól hasznosítja a szórt fényt is, élettartama viszonylag rövid, mindösszesen 10év körül alakul.
Napelemek működése és felépítése A folyamat mely során a közvetlen napsütés hatására a napelemben elektromos áram jön létre, a következőképpen néz ki: • A napelemek kisebb cellákbol állnak, melyek felvezető réteget tartalmaznak. A felvezető rétegek anyaga általában szilicium • Amikor a Napból érkező fény részecskéi - a fotonok - becsapódnak a napelem felvezető rétegeibe, energiájukat átadják a felvezető rétegeknek • A becsapódás energiájának hatására a felvezető rétegekben pozitív és negatív töltésű elektronok szabadulnak fel • A szabad negatív és pozitív töltésű részecskék erősen vonzzák egymást, de a napelem különleges kialakításának köszönhetően csak egy külső áramkörön keresztül tudnak egyesülni egymással. Ezen a külső áramkörön létrejövő feszültség különbség maga a megtermelt áram • Az egyes napelem cellák csak igen kicsi mennyiségű elektromos áramot termelnek, de a sok-sok cella együttese már jelentős mennyiség előállítására képes.
Napelemek működése és felépítése Napelemek működése és felépítése A napelem működése során termelt villamos energiát akkumulátorokban tárolják, vagy egy ún. inverter segítségével juttathatják a villamoshálózatba, mely az egyenáramot a háztartási készülékek számára is felhasználható váltakozó árammá alakítja át. A termelt energiát közvetlenül visszatáplálhatjuk az elektromos hálózatba is, ezt a szolgáltató visszavásárolja.
Napelemek előnye és hátránya Napelemek előnyei: • alacsony fenntartási költség • működése során nem bocsájt ki szennyező anyagokat • a napsütés, mint energiaforrás mindenhol elérhető Napelemek hátrányai: • magas gyártási és bekerülési költségek • rendkívül hosszú megtérülési idő • viszonylag alacsony hatékonyság • szennyező anyagok, melyeket az életciklus végén semlegesíteni kell
Napkollektorok, szolár rendszerek A napkollektor a napsugárzást elnyeli, hővé alakítja, a hőt pedig átadja a benne áramló fagyálló folyadéknak. A napkollektorok abszorber felülete különleges szelektív bevonattal rendelkezik, ami magas hatásfokot, jó hőállóságot és hosszú élettartamot eredményez; valamint nem tartalmaz fekete krómot, ami erősen környezetszennyező. A napkollektoros rendszerek elektronikus vezérlő egységgel is el vannak látva, amelyek teljes mértében automatikus működést tesznek lehetővé. Ez azt jelenti, hogy nem kell folyamatosan figyelemmel kísérniük a rendszer működését. A vezérlők a hőmérséklet különbség szabályozás elve alapján működnek, ami azt jelenti, hogy a vezérlő figyeli, hogy milyen hőmérsékletű a kollektor és a tárolóban lévő víz. Amennyiben a kollektor hőmérséklete magasabb, mint a tárolóban lévő víz hőmérséklete a vezérlő elindítja a keringető szivattyút, ami lehozza a hőt a napkollektorból és átadja a hőjét a tárolóban lévő használati víznek.
Vákuumcsöves napkollektorok Magyarországon sokkal több vákuumcsöves napkollektor működik a síkkollektorokhoz képest. A külsőre szinte teljesen egyforma vákuumcsöves napkollektor többféle belső technológiát takar. Eredete:James Dewar skót fizikus 1893-ban találta fel a vákuummal szigetelt dupla falú üveget, a termoszt. L.R. Emmet ennek alapján már 1909-ben megépítette a napenergia hasznosítására alkalmas vákuumcsövet, ami máig alapját képezi a vákuumcsöves napkollektorok sokadik generációs fejlesztéseinek. A dupla falú üvegcső két koncentrikus csődarabból készül, melyet egymásba olvasztanak, miután kiszivattyúzzák közülük a levegőt, így hozzák létre a szigetelő vákuummezőt. Ezt megelőzően a belső üvegcső külső részét körkörösen ellátják egy természetes anyagból álló szelektív bevonattal.
Napkollektoros rendszer működése A puffertartályokat ma már egy vagy több spirálcsöves hőcserélővel szerelik. Így lehetőség nyílik a fűtés mellett a használati melegvíz termelésre is. De együttal mód nyílik egy külső fűtő kör bekapcsolására is a hőcserélőn keresztül. Ebből közvetlenül adódik a lehetőség a napkollektoroknak a fűtésrendszerbe kötésére is. A napsütés időtartama alatt a kollektorokon képződött hőenergiát hőcserélő készülék segítségével a puffer tartályba juttatjuk. A puffer felmelegített felső részéből táplálkozik a fűtésrendszer, amelyet minden egyes keverőszeleppel csatlakoztatunk a berendezéshez. A radiátorokból visszatérő lehűlt fűtővíz a tartály alsó csatlakozó pontjára kerül. Amennyiben a tartály tetején mért hőmérséklet alacsonyabb a beállítottnál, a kazán bekacsol.
Viessmann síkkollektorok Előnyök: - Nagy teljesítményű síkkollektor használati melegvíz készítésre, medencefűtésre és fűtésrásegítésre - Univerzálisan alkalmazható, tetőre történő szereléshez és szabadon álló szereléshez egyaránt. - Tartós tömítettség és robusztus kivitel az egy darabból álló, körkörösen hajlított alumínium keretnek és a folytonos üveg-tömítésnek köszönhetően - Ütés- és korrózióálló horganyzott acéllemez hátfallal rendelkezik - Könnyen szerelhető statikailag ellenőrzött korrózióálló nemesacél és alumínium szerkezeti elemekkel - A kollektorok gyors és biztonságos csatlakoztatása a rugalmas nemesacél gégecső csatlakozások segítségével történik
Viessmann síkkollektorok Vitosol 200-F (Prémium síkkollektor) A Vitosol 200-F prémium síkkollektor melegvízkészítésre és fűtés-rásegítésre is alkalmas. Hatékonysága a vákuumcsöves kollektorokkal vetekedik. A hullámos kialakítású hőszigetelés csúcshatékony és víztaszító. Vitosol 100-F (Minőségi síkkollektor) A Vitosol 100-F a Viessmann legújabb fejlesztesű síkkollektora. Melegvíz készítésre és medence melegítésre tervezték. Ásványgyapott hőszigetelése kellően hatékony. A napkollektor kerete natúr aluminiumból készül.
Viessmann vákuumcsöves kollektorok Előnyök: - Közvetlen átfolyású vákuumcsöves kollektor, melegvíz készítésre, medencefűtésre és fűtés-rásegítésre alkamas - Univerzálisan alkalmazható a tetszőlegesen elhelyezhető kivitelnek köszönhetően: lapostetőkre vízszintesen, és homlokzatokra függőlegesen is szerelhető - Az innovatív csatlakozórendszerrel a csövek csatlakozása gyorsan és egyszerűen történik - A csövek a nap irányába forgathatók, ezáltal a magasabb energia-kihasználás érhető el - Az elosztódoboz hatékony hőszigetelése és a vákuum szigetelő hatása minimálisra csökkenti a kollektor hőveszteségét - Az elosztódobozba épített előremenő és visszatérő vezetékek egyoldali csatlakozást tesznek lehetővé
Vákuumcsöves kollektorok A Vitosol 200-T függőleges vagy vízszintes csövekkel 0 es 90°közötti dőlésszögben szabadon elhelyezhető, ezzel megfelel minden igényre. A vákuumcsövek száraz módon csatlakoznak az elosztódobozhoz. A nap felmelegíti a zárt hőcsövet, amelyben az elpárolgó víz a cső hidegebb részébe áramlik. A gőz a duplacsöves hőcserélőben lecsapódik, ezzel felmelegíti a hőcserélőben áramoltatott fagyálló közeget. A lehűlt víz visszaáramlik a csőbe.
Higienikus melegvíz termelés A Ceraprotect zománcozással ellátott Vitocell 100 tárolók (Viessmann) tartósan ellenállnak a korróziónak és a minőségi kategóriát képviselik. A Vitocell 300-as tárolók saválló nemesacélból készülnek, és a legmagasabb higiéniai igényeknek is megfelelnek. A Vitocell tárolók fűtőfelülete kellően nagy, és a tároló legaljáig ér. Ez egyenletes felfűtést és teljes kihasználtságot garantál.
Kollektorok rögzítése Sokoldalú szerkezeti kialakításuknak köszönhetően a napkollektorokat szinte minden épületre fel lehet szerelni: mind újépítésűekre, mind felújítottakra. Felszerelhetők nyeregtetőkre, lapostetőkre vagy homlokzatokra, a földön szabadon felállítva vagy a tetőbe beépítve. A Viessmann cég valamennyi kollektortípus rögzítéséhez univerzális rendszereket kínál.
Nyeregtetőre való felszerelés Tetőre szerelt szolárrendszerek esetében a kollektor és a tetőszerkezet össze van kapcsolva. A rögzítési pontoknál egy tetőhorog vagy egy tetőkapocs nyúl át a kollektor alatti vízvezető szinten. Ezeket abszolút vízhatlanul és biztos lehorgonyzással kell kivitelezni. Tetőre történő szerelés szarufahorgonnyal - Ez a rögzítőrendszer univerzálisan alkalmazható valamennyi szokásos tetőfedési mód esetében - A rögzítőrendszert szarufahorgonyok, a bádogtetőkre való szereléshez szükséges rögzítő szögvasak, szerelősínek, szorítóidomok, csavarok alkotják - A terhelések tartós és biztos átadása a tetőszerkezet számára. A cseréptörés ilyen módon biztonságosan megelőzhető.
Nyeregtetőre való felszerelés Tetőre történő szerelés tetőhoroggal Ez a rögzítőrendszer univerzálisan alkalmazható valamennyi szokásos tetőfedési mód esetében, max. 2,55 km/m2-s hóterhelésig és max. 130 km/h szélesebességig. ■ A rögzítőrendszert tetőhorgok, szerelősínek, szorítóidomok és csavarok alkotják. ■ A bádogtetőkre történő felszereléshez rögzítő szögvasak állnak rendelkezésre, amelyek a (mindenkori bádogtetőnek megfelelően kialakított) teherviselő elemekre csavarozhatók. ■ A terhelés tetőszerkezeten való elosztásáról többek között a tetőhorgok és a tetőfedés gondoskodnak. Mivel az utóbbi rendkívül sokféle lehet, terhelések esetén a sérüléseket nem lehet kizárni.
Lapostetőre történő szerelés A kollektorokat rögzített alapszerkezetre vagy betonlapokra szerelheti fel. Betonlapokra történő szerelés esetén a kollektorokat kiegészítő súlyokkal kell biztosítani csúszás, feldőlés és felemelkedés ellen. A Viessmann kétféle kollektor támasztóelemet kínál: ■ Változtatható hajlásszöggel (hóterhelés max. 2,55 kN/m2, szélsebesség max. 150 km/h): A kollektor támasztóelemeket előszerelten szállítjuk. Ezeket támasztó talpak, felfekvési támaszok és a hajlásszög beállítására szolgáló furatokkal ellátott állító támaszok alkotják. ■ Fix hajlásszöggel, 30, 45 és 60°-os kivitelben (hóterhelés max. 1,5 kN/m2, szélsebesség max. 150 km/h): Kollektor támasztóelemek láblemezekkel. Egymás mellett felállított 1–6 kollektorhoz a biztonságos rögzítés érdekében összekötő támaszok szükségesek.
Lapostetőre történő szerelés SH típus – kollektor támasztóelemek
Homlokzatra történő szerelés A támasztóelemek a támasztó talpból, a felfekvési támaszból és az állító támaszokból tevődnek össze. Az állító támaszok a hajlásszög beállítására szolgáló furatokkal rendelkeznek.
