péntek, augusztus 15

A napkollektor hatásfoka

A napkollektor a felületére érkező napsugárzásnak csak egy részét alakítja át hasznos hőenergiává. Hasznosított hőenergiának, aminek az átlagértéke 20-80% körül mozog, azt nevezzük, amit a hőhordozó közeggel elvezetünk a kollektorból.
A napkollektor hatásfokát a hasznosított hőmennyiség, és a kollektor hasznos felületére napsugárzás útján érkező hőmennyiség hányadosa határozza meg:

Hasznosított hőmennyiség
-------------------------------------------------- = Kollektor hatásfok
Kollektorfelületre érkező hőmennyiség

A napkollektorok hatásfoka nem állandó, pillanatnyi értéke függ a napsugárzástól, a kollektor optikai veszteségétől (lefedés hatékonysága ill. a hőelnyelőlemez elnyelési képessége), valamint a kollektor hő-vesztességétől (felépítés ill. a szigetelés hatékonysága), ez a kollektor és a környezete közti hőmérséklet különbség függvénye.
Azért, hogy a napkollektorok egy hatásfok értékkel minősíthetőek legyenek, a hatásfokgörbe egy jellegzetes üzemmódra vonatkozó pontját szokás megadni (5. ábra), mint jellegzetes hatásfokot. Ez az üzemmód 800 W/m2 értékű napsugárzásnál, és ΔT=40°C kollektor és környezeti hőmérsékletkülönbségnél van, ahol a független változó értéke: x=40/800=0,05.


A napkollektorok alkalmazási területei és kiválasztásának szempontjai

A kereskedelmi forgalomban az alábbi típusú napkollektorokat találjuk:

- lefedés nélküli, nem különleges bevonatú síkkollektor,
- nem különleges bevonatú síkkollektor, lefedéssel,
- különleges bevonatú síkkollektor, lefedéssel (leggyakrabban előforduló)
- különleges bevonatú, vákuumos síkkollektor,
- vákuumcsöves kollektor.

Ide kattintva kapcsolatba léphet velünk!

Cégünk által gyártatott és forgalmazott GoldKollektor jellemzői

· Cégünk által kifejlesztett, gyártatott és forgalmazott GoldKollektor, a 000838586-0001/000838586-0002/000838586-0003 sorszámokon közösségi forma-tervezési mintaoltalom és az U 06 00268 számon használati mintaoltalom alatt áll, a P 07 00564 számon szabadalomra terjesztett, törvény által védett termék.
· Ez egy különleges bevonatú zárt síkkollektor, megfelel az MSZ EN 12975-1 szabvány előírásainak.
· Első és egyben a legfontosabb jellemzője - eltérve az eddig ismert típusoktól - az a műszaki megoldás, ahol a hőelnyelő felület azonos a hőátadó felülettel. Ez biztosítja a legmagasabb hőteljesítményt, és a legnagyobb elérhető hatásfokot.
Nincs közvetítő elem az abszorber hőátadó felülete és a fűtőközeg között, nincs galvanikus rozsdásodás - ami szigetelne -, nincs rossz préselés, rossz összeillesztés, melyek mind-mind hatásfok-csökkentő tényezők.
A GoldKollektor fő eleme a melegen préselt – erre a célra tervezett – különleges ötvözött alumínium lemezprofil, melyen préseléssel kis mélységű széles folyadékjárat került kialakításra, a lemezek párhuzamosan egymáshoz megfelelő távolságban rögzítve vannak, végeik bekötve az elosztó- illetve a gyűjtőcsövezettbe, biztosítva egy ideális 1,7 liter űrtartalmat és a szükséges két be- illetve két kimenetet.


GoldKollektor

· Az általunk gyártatott GoldKollektor második igen fontos jellemzője a kimondottan erre a célra kialakított és alkalmazott - egynemű és kizárólagos - ötvözött alumínium anyag, ami nagyon jó hővezető képességgel (235 W/m°C) rendelkezik, időt álló, rozsdásodásnak ellenálló, tömege kicsi (sűrűsége nem több mint 2,8 kg/dm3), könnyen megmunkálható, könnyen szerelhető fém, és az egyik legolcsóbb ma a piacon.
· A GoldKollektor harmadik, szintén nagyon fontos jellemzője - eltérően a hagyományos megoldásoktól - a Goldkollektor felületi kezelése.
Az általunk alkalmazott ötvözött alumínium lemez felületkezelése matt fekete elox, aminek a napsugárzás hullámhossz-tartományában igen nagy a fajlagos hőelnyelő képessége (közelíti a 90%-ot), míg a saját hőmérsékletének megfelelő hullámhossz tartományra vonatkozó fajlagos hő-kisugárzó képessége (kb. 10% körüli érték) aránylag kicsi.
Az eloxréteg elektro-kémiai úton kerül felvitelre, tartósabbá téve annak felületét, ugyanis a felületen tömör 10-18 mikron fémes oxidréteg alakul ki. Ez a tömör réteg elektromos szigetelő hatásánál fogva kizárja a galvanikus rozsda lehetőségét, ugyanakkor esztétikus, hőszigetelése elenyésző, hatásfoka rendkívül jó.

· A GoldKollektorok igen fontos eleme a kollektorház. Erre a célra tervezett – különleges ötvözött alumínium keretprofilt használtunk.
Előnye, hogy méreteiből adódóan a GoldKollektor esztétikus és tömege számottevően csökkentett: vastagsága csak 6,1 cm, külsőméretei 2,0 x 1,0 m, tömege 38,6 kg.
A GoldKollektorház alja (feneke) szintén hidegen hengerelt ötvözött alumínium lemez.

· A GoldKollektorok fontos eleme a lezáró üveg. Feladata, hogy szabad felületén (a mi esetünkben 1,94 x 0,94 m) átengedje és visszatartsa a napsugárzást, ugyanakkor hőszigetelő-képességével csökkentse az abszorberlemez konvektív hővesztességét.
Nagy tisztaságú, alacsony vastartalmú, edzett antireflexiós szolár üveget alkalmazunk.
Az üveg edzettsége és vastagsága (4 mm) biztosítja, hogy szállítás és felszerelés közben nem törik el, ellenáll a rárakodó hórétegnek és az erősebb jégverésnek is.

· A GoldKollektorok hatásfokának a növelése érdekében hőszigetelést használunk, Cégünk ragaszkodott a hővisszaverő fóliával ellátott hungarocell ill. a kombinált ásványgyapot-hungarocell hőszigeteléshez.

· A GoldKollektor kialakításánál lényeges szempont volt, hogy szükség esetén legyen szétszerelhető, elemei cserélhetőek, valamint a zárt térfogat párátlanítása legyen megoldott.

Ide kattintva kapcsolatba léphet velünk!

Jelenleg a piacon fellelhető termékek tulajdonságai

· Jelenleg a piacon előforduló termékek többségének gyártásánál használnak műanyagot, rezet, acélt, sőt még alumíniumot is, de mindegyik termék jellemzője a fűtőközeg csőben való áramoltatása, ez legyen akár függőleges, vízszintes akár szerpentines megoldásban.

· A hőfelvevő és hőátadó felület növelése érdekében a csőre hegesztéssel vagy sajtolva lemezbordát rögzítenek.
Ennek a műszaki megoldásnak számtalan hátránya van. Egyike ezeknek a hátrányos megoldásoknak, hogy két elemet építenek be, csövet és lemezt, akár műanyagot is, ezek sokszor még anyagukban is különböznek egymástól. Az összeillesztésük, ahhoz, hogy jó hővezető képességet biztosítson, nagyon körülményes, és mégsem tökéletes, ami csökkenti a hatékonyságot. Más esetben, mint például a rézcső az alumínium lemezzel, szintén hátrányos megoldás, mivel a két anyag között nedvesség hatására galvanikus hatás lép fel, korrózió képződik, létrehozva egy hőszigetelő réteget, mely szintén csökkenti a hatásfokot.

· Felületkezelésük nagyon bonyolult, de mégsem időt álló, ugyanis a felvitt műanyag egy idő után repedezni kezd és leválik, hő hatására nagy térfogatváltozást szenved el, elfárad.

· A hagyományos típusoknál korrózió védelmi kényszerből adódóan ez a bevonat 4-5 rétegben kerül felvitelre, ezért hőszigetel, csökkenti a hőátadási hatásfokot, növeli a költségeket.

· A termékek másik hátránya a bordázat vízszintes, vagy szerpentines elhelyezése, ami ellentmond a fizika törvényeinek, hiszen a fő cél a fűtőközeg természetes áramlásának biztosítása a hőfelvétel és a hőátadás alatt - nagyon kis energiával - lentről-felfelé.

· Az utóbbi időben, egyre gyakoribb a lakosság bevonása, oktatása különböző helyeken a házilag barkácsolható napkollektorok irányába, ami lehetne akár dicsérendő dolog is, de sajnos inkább turisztikai csali. Ebben az esetben érvényesül a mondás: „Többe kerül a leves, mint a hús.”

Ide kattintva kapcsolatba léphet velünk!

Napkollektorok

A napkollektorok működése, felépítése
A napsugárzást a különböző tárgyak anyaguktól, kialakításuktól függő részarányban visszaverik, elnyelik, vagy átengedik. Hő akkor keletkezik, ha a napsugárzást az anyag elnyeli. Ezért a napkollektoros berendezések célja a napsugár minél nagyobb részarányú befogadása és elnyelése.

Azt a berendezést, ami a napsugár energiáját elnyeli, hővé alakítja, azt a folyadék munkaközegnek átadja, napkollektornak (napenergia-gyűjtőnek) nevezzük.
A napkollektorok legfontosabb eleme a hőelnyelőlemez (abszorber). Feladata a napsugár elnyelése és hővé alakítása, valamint a keletkezett hő átadása a kollektorban keringő munkaközegnek.

A napsugarat minden fekete színű és matt felületű anyag a reá jellemző hatásfokkal elnyeli, amíg hőmérséklete nem emelkedik környezete fölé, ezt követően maguk is sugárzóvá válnak, ami már veszteséget jelent.
Itt van nagy jelentősége a jó tervezésnek és a jó műszaki megoldásoknak.

Ide kattintva kapcsolatba léphet velünk!

Keringetések fajtái

Folyadék munkaközeg szállítása szerint a napkollektoros rendszerek lehetnek gravitációs vagy szivattyús keringetésűek.

· Gravitációs (fajsúlykülönbségből adódó) keringetés esetén a tárolótartály a kollektorok fölött helyezkedik el, ahol a hőátadó munkaközeg keringése - napenergia hatására - a kollektorban felmelegedett folyadék fajsúlycsökkenése miatt következik be. Az ilyen rendszerek előnye az egyszerűség, a keringető szivattyú és automatika kiiktatása, hátránya a tároló helyének kötöttsége. Gravitációs rendszereknél a keringést biztosító nyomás-különbség viszonylag kicsi, ezért csak kis áramlási ellenállású kollektorokat, csöveket és tárolókat lehet alkalmazni.

· Szivattyús keringetésű rendszerek esetén a hőátadó folyadékot szivattyú áramoltatja. A szivattyús rendszerek előnye, hogy a tároló bárhol elhelyezhető, kiterjedt rendszer építhető, nem indokolt a kis áramlási ellenállással bíró elemek használata, a szivattyú ki- és bekapcsolásával, vagy a fordulatszám változtatásával, jól szabályozható üzem valósítható meg. Hátrányuk a nagyobb beruházási- és üzemköltség.

Ide kattintva kapcsolatba léphet velünk!

I.napkollektoros rendszerek általános felépítése

Magyarországon - igen jó éghajlati adottságai miatt - aktív napenergia-hasznosítás céljára többnyire folyadék munkaközegű napkollektorokat alkalmaznak.

Az ilyen napkollektoros hőtermelő berendezések általában az alábbi fő részekből tevődnek össze:

· Napkollektorok, melyek elnyelik, hővé alakítva átadják a munkaközeg folyadéknak a napsugárzás energiáját.

· Tárolók, melyek a napkollektorokkal termelt hőt melegvíz formájában tárolják.
· Működtető, szabályozó, biztonsági és ellenőrző szerelvények. Ide tartozik a keringető szivattyú, az automatika, a tágulási tartály, a biztonsági szelep, a nyomás- és hőmérők, a szabályozó- és váltószelepek valamint az egyéb szerelvények.
· Csővezeték rendszer, ami a kollektorokat köti össze a tárolóval és a fogyasztóval.
A napkollektoros rendszerek a kollektorokban felmelegedő folyadék szerint lehetnek egy- vagy kétkörösek.

· Egykörös rendszer esetén (2. ábra) a kollektorokban közvetlenül a felmelegítendő használati víz kering. Az ilyen rendszer előnye az egyszerűség, hátránya a fagymentes időszakra korlátozott alkalmazhatóság, valamint a kollektorokban a vízkövesedés, lerakódás és forrás veszélye.
· Kétkörös rendszer esetén (3. ábra) a kollektor kör (primer) külön zárt kör, melyet megfelelő hígítású fagyálló hőátadó folyadékkal töltenek fel. A kollektorokban felmelegedett fagyálló folyadék hőcserélőn keresztül fűti fel a tárolóban lévő vizet.

Műszakilag megoldható a fagyálló folyadék kiiktatása és vízzel való helyettesítése, ami valamivel jobb hőátadást- és átvételt biztosít, de ehhez szükséges egy kisebb tároló tartály és egy kevés automatika.

A kétkörös rendszerek egész évben, tehát télen is biztonsággal használhatók, előnyük a nagyobb éves energiahozam, a megbízható - a kollektorok vízkövesedését kiküszöbölő - üzem, míg hátrányuk a hőcserélő miatti nagyobb beruházási költség, és a kissé bonyolultabb működtetés.

Ide kattintva kapcsolatba léphet velünk!

A Napsugárzás

A napsugárzás a légkör határán az alábbi tartományokra osztható:

· Ibolyántúli sugárzás, részaránya 9%.
· Látható fény tartománya, részaránya 49%.
· Nem látható infravörös (hő-) sugárzás, részaránya 42%.

Fentiekből látható, hogy a légkör, a földfelszínre érkező napsugárzás gyengülését okozza, amit jelentősen befolyásol az időjárás állandó változásától függő felhőzet és köd jelenléte, ezek a napsugárzás jelentős részét visszaverik, ill. elnyelik.

A Föld forgástengelye és a Nap körüli keringés tengelye közötti 23,5°-os eltérés miatt a Nap látszólagos pályája az égbolton az év minden napján más és más. Ez a pálya télen alacsonyabb, nyáron magasabb, ami természetesen befolyásolja a hasznosítható energia mennyiséget is.
Mivel Magyarország az északi mérsékelt övben, az északi szélesség 45,8° és 48,6° között található, a napsütéses órák száma megközelítőleg 2100 óra/év, az érkező napsugárzás hőmennyisége ~1300 kWh/m2 év, csúcsértéke nyáron, a déli órákban, tiszta égbolt esetén eléri, néha meghaladja az 1000 W/m2 értéket (1. ábra).
1. ábra: A földfelszínre érkező napsugárzás

Magyarországon ennek a hőmennyiségnek legnagyobb értéke – megközelítőleg évi 1450 kWh/m2 – a déli tájolású és 40-42°-os dőlésszögű felületre érkezik. Erre az értékre hatással van a hőelnyelő – napkollektor – optimális dőlésszöge, tájolása, illetve a napenergia-hasznosító berendezés típusa ill. üzemi körülménye is.
Felmerülhet az a kérdés is, hogy célszerű-e a Nap irányába forgatni a hőelnyelő készüléket. Mivel a napsugárzás jelentős része határozott irány nélküli szórt sugárzás, a napkövetéssel elérhető teljesítménynövekedés általában nem áll arányban a forgatás miatti bonyolultság- és költségnövekedéssel.

Ide kattintva kapcsolatba léphet velünk!

A napsugárzás jellemzői

A Föld legfontosabb energiaforrása a Nap. A napsugárzásnak köszönhető a földfelszín és az azt beborító légréteg felmelegedése, így a -270°C hőmérsékletű világűrben keringő Föld átlagos hőmérséklete eléri a +17°C-ot, lehetővé téve ezzel az élet kialakulását és fenntartását.

A Nap nagyrészt plazma állapotban lévő hidrogénből álló gáztömb tömegében magfúzió, vagyis termonukleáris hőtermelés zajlik, melynek során hidrogén héliummá alakul.

A magfúzió következtében Nap külső felületének a hőmérséklete megközelítőleg 6000°K.
E rendkívüli magas hőmérséklet következtében a Nap a világűr felé rövid hullámhosszú elektromágneses fény-sugárnyalábot bocsát ki.

A napsugárzás teljesítményből (4x10 kW) a földfelszín részesedése eléri a 173×10 kW.
A Föld légkörének külső határára érkező napsugárzásnak csak egy része éri el a földfelszínt. A teljes mérleg szerint a napsugárzás 23%-át a légköri gázok elnyelik, hővé alakítják, 26% pedig visszaverődés és szórt sugárzás formájában a világűrbe visszasugárzódik.

A földfelszínt így a napsugárzás 51%-a éri el, 33% mint közvetlen rövidhullámú sugárzás és 18% mint diffúz sugárzás. Ebből a földfelszín a napsugárzás 10%-át visszaveri, amiből 5% a légkörben elnyelődik, 5% pedig a világűrbe távozik.

A Föld napsugárzási háztartása - ami több ezerszeresen meghaladja az emberiség jelenlegi energiaigényét - átlagértékben állandóan kiegyenlített, azonban egyes pontjain, értéke időben változó. A jelenség oka a Föld geometriai viszonya a Naphoz, ami befolyásolja az időjárás alakulását.

Ide kattintva kapcsolatba léphet velünk!

Közvetlen energiaforrások

Közvetlenül felhasználható napenergia:
A napsugárzás energiatartama közvetlenül is felhasználható, ami lehet passzív vagy aktív hasznosítás.

· Passzív hasznosításnak nevezzük azt, amikor az épületeket megfelelő szerkezeti kialakítással a napsugárzás irányába tájoljuk. Megfelelően tájolt épületekkel, a napsugárzást - igény esetén, elnyelő és tároló, vagy kizáró - épületgépészeti megoldásokkal ellenőrizzük, befolyásoljuk, az energiaigényt jelentősen alakítjuk.

· Aktív hasznosításnak nevezzük azt, amikor a napsugárzást erre a célra gyártott berendezésekkel hasznosítjuk. Ezek lehetnek napelemek vagy napkollektorok.
A napelemek olyan félvezető anyagból készülnek, melyekben napsugárzás hatására töltésszétválasztás történik, és ez által egyenáram keletkezik, ami tárolható és átalakítható váltóárammá.

A napkollektorok a napsugárzást elnyelik, és hővé alakítják. Az így keletkezett hőenergia használati-melegvíz készítésre, épületek fűtésére, vagy medencék vizének fűtésére használható.

Ide kattintva kapcsolatba léphet velünk!

szerda, augusztus 13

Közvetett energia források

Közvetett jelenségeken alapuló energiaforrások:

· Szélenergia:
A napsugárzás hatására a földfelszín ezt követően a légkör felmelegszik, a különböző hőmérsékletű légtömegekben kialakuló áramlással, szél keletkezik. A szél mozgási energiáját szélturbinákkal villamos energiává lehet átalakítani.

· Vízenergia:
A vízfelszínekben elnyelt napenergia elpárologtatja a vizet - megindul a víz körforgása - esők keletkeznek. A folyók helyzeti és mozgási energiáját elsősorban vízerőművekkel elektromos áram termelésére, majd öntözésre lehet hasznosítani.
· Biomassza:

A növények napfény hatására széndioxidból és vízből szerves anyagot állítanak elő. A keletkezett biomassza energiahordozó, kiszárítva jó hatásfokú kazánokban közvetlenül elégethető.
Egy másik megoldás, amikor a szerves anyagot tartályban - levegő kizárásával - baktériumok segítségével elrothasztják, az úgy keletkező viszonylag elfogadható minőségű metán gáz elégethető.
A biomassza felhasználása csak annyi széndioxidot képez, amennyit a növény élete során megkötött, következésképpen nincs plusz környezetterhelés.

· Talajhő:
A talajnak és a talajvíznek jelentős hőtartalma van, ez hőszivattyúval viszonylag kis energia befektetéssel - a felhasználási módnak megfelelően magasabb hőmérséklet-szintre emelve - hasznosítható fűtésre és használati-melegvíz készítésre.

Ide kattintva kapcsolatba léphet velünk!

Nap mint energia forrás!

A Nap, mint energiaforrás

A napenergia hasznosításának lehetőségei:

Az emberiség növekvő energiaigényét jelenleg döntő többségében fosszilis energiahordozók (szén, olaj, földgáz, stb.) biztosítják. Ezek felhasználási lehetősége nem kimeríthetetlen, vagy megújítható folyamat, ugyanis az egyre csökkenő készletek még pótolhatóak költséges beruházásokkal - ideig-óráig -, de a feltárt tartalékokkal is csökkenő értéket mutatnak.
Az égéstermékekkel légkörbe jutó káros anyagok (széndioxid és a kéndioxid) rontják a levegő minőségét, befolyásolják a bolygónk kisugárzását, megnövekedésük felmelegedést okozva veszélyezteti a Föld energia-egyensúlyát.

Következésképpen a minket körülvevő levegő egyre növekvő szennyezettsége - a jelenlegi energiagazdálkodásból adódóan – a természetre is mind nagyobb hatást gyakorol. Nő a természeti katasztrófák (viharok, áradások) aránya, és ez a felelősen gondolkodó társadalmat mindinkább a jelenségek újraértékelésére és a szakmai megoldások keresésére kényszeríti, egyre hangosabb és radikálisabb figyelmeztetést adva a döntéshozók részére.
Szakértők véleménye szerint a környezetbarát életszemlélet lehet a megoldás; ennek fő elemei az energiatakarékosság és megújuló energiaforrások alkalmazása.

Megújuló energiaforrások biztosítják azt az új energiát, ami állandóan, vagy ciklikusan mindig rendelkezésre áll - emberi mértékben - szinte kimeríthetetlen, használata során a Föld természetes energia-egyensúlya nem módosul, visszafordíthatatlan környezetterhelést nem okoz. A megújuló energiák közös jellemzője, hogy létrehozójuk és táplálójuk a Nap.
A napsugárzás hatása különböző természeti jelenségeket hoz létre, melyek lehetnek közvetett, vagy közvetlen energiatermelésre hasznosíthatóak.

Ide kattintva kapcsolatba léphet velünk!

A Jövő...vagy mondhatjuk hogy: A jelen!

A jövőnk napkollektora

Környezetbarát energia,
Az új jövő víziója…????
Igen…! Igen…!
Az életet adó napsugárral
-Goldkollektoraink –
Elérhető közelségbe hozzák,
Az új és tiszta,
Mindenki által megfizethető energiát!
A jövőt,.. - jövőnket,..- mindenki jövőjét!

Ide kattintva kapcsolatba léphet velünk!