Vízmelegítés a nappal

Melegvizet szolgáltató kísérleti napkollektor

A napkollektor olyan épületgépészeti berendezés, amely a napenergia felhasználásával közvetlenül állít elő fűtésre, vízmelegítésre hasznavehető hőenergiát. Fűtésre való használata az objektum helyes hőszigetelését és alacsony hőmérsékletű fűtésvíz-igényét (pl. padlófűtéssel) feltételezi, és többnyire csak tavasszal és ősszel mint átmeneti, ezenfelül télen mint kisegítő fűtés ún. kombi vagy multifunkciós hőtárolóval használatos. Hőközvetítő közege jellemzően folyadék, de a levegőt használó változatai is elterjedtek. A hétköznapi nyelvben gyakran összetévesztik a napelemmel, amely a napsugárzást elektromos energiává formálja.

A melegvíz készítésre fordított hőmennyiség az épületenergetikai számítások alapján az egyre alacsonyabb energiafelhasználás okán kb. azonos értékű a fűtési energiaigénnyel, így a hőtermelő napkollektorok jelentősége szakaszosan növekszik. Lehetőséget ad a melegvízkészítésben a hőtermelő elektromos energia kiváltására.

A napkollektor elnyelő (matt fekete, fényt nem visszaverő festékkel bevont, hővezető, javarészben rézlemez) rétegét abszorbernek is nevezik. Ez a réteg a napsugárzás elnyelése által melegszik fel. Az ú. n. szelektív felület iránti követelmény, hogy a napsugárzás tartományában (0-2,5 μm) a beérkező egész spektrumot nyelje el, másrészt az abszorber saját hőmérsékletéhez tartozó infravörös tartományban (2,5 μm fölött) a visszasugárzás a lehető legkisebb legyen. A hőt ennek a hátára keményforrasztott vagy lézerhegesztett csőháló veszi fel, ezután egy előremenő és egy visszatérő cső segédkezésével vezetik be a házba – jellemzően keringtető szivattyúval. A csőháló alsó oldalán hőszigetelő réteg van, ami rendbe hozza a hatékonyságot.

Derült, napos időben hozzávetőleg 1 kW erősségű sugárzás érkezik minden négyzetméternyi felületre. Az éves, átlagos napsugárzás Magyarországon 3,17 kWh (11,4 MJ) négyzetméterenként naponta. A napkollektorok magyarországi minősítése gyakorlatilag az ÉMI-ben mint Európai és Nemzeti Műszaki Értékelés lehetséges, ill. a TÜV-ön át, határon túli minősítő intézetek bevonásával. Az építési termékekre vonatkozó rendeletek alapján állandó jelleggel integrált napkollektor csak minősített lehet (275/2013. (VII. 16.) Korm. rendelet). Az európai napkollektorokat hitelesítő laborok minden éves hőmennyiség szempontjából vizsgálják az egyes termékeket. Hivatalosan napkollektornak csak olyan árucikk minősül (vagyis az EU területén tagállami támogatásban részesíthető), ami a 305/2011 EU rendelet Construction Product Regulation (CPR) előírásainak megfelel. A megszerzés feltételét pl. a SolarKeymark során Németország klímaviszonyaihoz rögzítették: minden évben csak használati-melegvíz készítéssel, vagyis fűtésrásegítés nélkül legalább 525 kWh/m² (1890 MJ/m²) hőmennyiséget kell termelnie. Magyarország a 47. szélességi fokon, kb. 2000 óra/év napsütésessel kedvezőbb helyen van. A beesési max. szög a vízszinteshez délben nyári hónapokban 66, télen 19, ami a gyakorlatban jó kollektor-elhelyezési lehetőséget ad.