Amikor zöldenergia kérdéséről van szó, sokaknak a már hazánkban is számos ház tetején látható, kékes színű panelek jutnak eszébe elsőként. A napelemek – vágják rá a legtöbben, aki pedig jobban ismeri a napenergia hasznosításának módszereit, hozzáteszi: „vagy napkollektorok” – Na de mi a különbség a kettő között?
Jó hír, hogy hazánkban is egyre inkább teret nyer a napenergia hasznosítása. A napelemek használatának mértéke évről évre nő. Ráadásul a háztartási méretű kiserőművek között magasan a napelemeké a legnagyobb arány. Azonban a köznapi szóhasználatban rendre összemosódik a fenti két fogalom, holott jelentős különbség van a két rendszer között. Ha dióhéjban szeretnénk megfogalmazni a lényeget, akkor a napelem energiát termel, a napkollektorral pedig a vizet tudjuk felmelegíteni. De természetesen azért ennél komplexebb kifejtést kíván a kérdés.
Fogalmi zavar tisztázása
Az egyszerűbb működési elvű napkollektor a régebben sok nyaralóban használt feketére festett hordóhoz hasonlóan összegyűjti a napsugárzás hőenergiáját, ezzel melegítve fel a vizet. A kültéri egységben folyadék kering, amely lehet víz vagy fagyálló tulajdonságú speciális folyadék. A folyadékot a felmelegítést követően egy ún. puffer tartályban tárolják (amelynek szigetelt a fala, így tovább tudja tárolni a meleg vizet), és innen lehet a további felhasználásra igénybe venni önmagában meleg vízként, például mosogatáshoz vagy tisztálkodáshoz, másrészt a fűtéshez is alkalmazhatjuk, így nem magát a vizet, hanem annak hőjét tudjuk kihasználni.
A napkollektoroknak több típusa van, és bár működési elvükben nem különböznek egymástól, megvalósításukban eltérnek. A két legelterjedtebb a vákuumcsöves napkollektor és a sík kollektor. A sík kollektor a leggyakoribb Európában, főként a mediterrán területeken. A jellegzetes kékes színt az ún. szelektív réteg adja. A panelt egy speciális, 3-4 milliméter vastag üveg fedi. Egyszerű a kialakítása, és aránylag hosszú élettartamú. Az alacsony hőmérsékletet leszámítva (a téli időszak idején) az év túlnyomó részében megfelelően működik. Ezzel szemben a vákuumcsöves kollektor a háztetőkön is látható, legtöbbször kékes üvegcsövek sorából álló panel. Ezek a csövek valójában dupla rétegűek és a két réteg között kap helyet a mesterséges vákuum, amelynek köszönhetően nincs hőveszteség. Ezáltal télen is kiválóan üzemeltethető.
Vákuumcsöves napkollektor
A napelem jelentősen eltérő rendszer, hiszen itt a Nap fényenergiáját alakítja át az eszköz (egyen)árammá, majd ezt tárolja és alakítja tovább váltóárammá. Ezt tudják aztán az árammal működő készülékeink hasznosítani. A napelemeknek is több típusát különböztetjük meg, ezek az amorf szilíciumos, monokristályos- illetve polikristályos szilíciumot tartalmazó napelemek. Az amorf szilícum előnye, hogy olcsó, valamint szórt fényben jobban működik, mint közvetlen napfénynél. Ugyan ez a leggyengébb hatásfokú, és nagy a felületigénye is, de pont emiatt kevésbé érzékeny a hőmérsékletre.
A monokristályos típus a jelenlegi legnagyobb hatásfokú napelem (15-19%), emellett az élettartama is kimagasló, több mint 30 év. Ugyan a közvetlen napfénnyel funkcionál optimálisan, azonban szórt fénynél sem veszít sokat teljesítményéből. A polikristályos napelem hatásfoka közepes arányúnak mondható a másik kettőhöz képest. A polikristályos cellák jobban kitöltik a panelt, ezért nagyobb a modulon belüli napelem felület. Ez a típus is kifejezetten hosszú élettartamú. A három napelemfajta közös jellemzője, hogy szilícium-tartalmuk miatt érzékenyek a felfogott napsugarakra, ezért a túlzott napsugárzás ronthatja celláik működési teljesítményét.
Felhasználásuk, működési igényeik
A napenergiát hasznosító berendezések legfontosabb jellemzőjeként a hatásfokot, illetve a tárolási-felhasználási időtartamot szokás megjelölni. A hatásfokot tekintve a napkollektorok általában 70-90 százalékban hasznosítják a napsugárzást, míg a napelemeknél ez az arány mindössze 10-20 százalék. Más szóval a napkollektorok nagyobb arányban tudják hasznosítani a Nap hőjét, mint a napelemek a napfény energiáját. Ezáltal a napelem paneljeiből alapvetően többre van szükség, mint napkollektorokból. Emellett azonban az energiatárolásban a napelemek jobban teljesítenek.
A hőenergia és az elektromos energia jellemzői közti különbségekből adódóan a két technológia működési mechanizmusa eltérő: a napkollektorok a hőt kevesebb ideig tudják tárolni, mint a napelemek az elektromos energiát. Ez a gyakorlatban az jelenti, hogy míg a meleg vizet csupán – tartálymérettől függően – pár napig lehet tárolni, addig az átalakított áramot akár hosszú hónapokig is.
Emellett fontos megemlíteni az eszközök helyigényét is, hiszen ez is befolyásolhatja, hogy egy otthonba melyik rendszert lehet és érdemes telepíteni. Bár a napkollektor egyes paneljei nagyobbak, mint a napelemek részei, a szükséges (napelem)panelek nagyobb mennyisége miatt nem feltétlenül egyértelmű, hogy melyik típusnak nagyobb a kültéri helyigénye. Ami a beltéri egységeket illeti, az elektromos áramnak elegendő pár vezeték, valamint egy utazótáska méretű tárolóegység. Ezzel szemben a kollektornak egy – térfogattól függően akár – több száz literes tartály szükséges, emellett a vízelosztáshoz a lakóegységen belül a csővezetékeket is ki/át kell alakítani. Ezen felül a berendezések és hálózatok karbantartása is jelentősen eltérő mértékű befektetett munkát igényel: míg a napelemek viszonylag kevés figyelmet kívánnak meg, addig a kollektorokkal (típustól függően) rendszeresen (legalább évente) foglalkozni kell.
Végül nem elhanyagolható szempont, hogy míg a napkollektorokat bárki, előzetes engedélyeztetés nélkül telepítheti, addig a napelemek telepítését egyeztetni kell az energia-szolgáltatóval, bár manapság már a maga a napelemet forgalmazó vagy telepítő cég maga elvégzi az engedélyeztetési folyamatot, így nekünk nem kell ezzel foglalkozni.
Kell választani?
Abban is egyetértenek a szakértők, hogy az igények felmérését követően kiválasztható a számunkra optimális rendszer, azonban egyértelmű, hogy nem szükséges választani a két megoldás között, hiszen gond nélkül telepíthető mindkettő, akár egymás mellett is, így tovább csökkentve mind a környezetre, mind a pénztárcánkra hosszú távon gyakorolt hatást.
Összegzés
Mivel jelentős eltérések vannak a napelem és a napkollektor felhasználását illetően, nem jelenthetjük ki egyszerűen, hogy egyik vagy másik rendszer lenne jobb. A szakértők mindenképpen az előzetes igényfelmérést és alapos tervezést javasolják – többek között, hogy milyen költséget szeretnénk csökkenteni (meleg víz vagy áram), milyen jelenlegi felhasználási szükségletünk van, illetve hogy a rendelkezésre álló adottságok melyik rendszert teszik lehetővé. Ezek tudatában lehet csak kiválasztani az egyéni felhasználási igényeknek és sajátosságoknak megfelelő rendszert.
