Naperőmű – házilag ?
Ha valaki napenergia alapú energiatakarékossági beruházásra szánja el magát, nem sok lehetősége van. Vagy beszerzi a ma még méregdrága elektromos cellákat a hozzá való akkumulátorokkal, frekvenciaváltóval és egyebekkel, vagy pedig vagy pedig hőenergiát termel használati melegv ízhez, ha esetleg több pénze van, fűtésrásegítés céljára. Bármelyik irány mellett dönt is a VEVŐ ( csupa nagy betűvel…), számtalan kereskedő és szolgáltató céget talál, ahonnan megvásárolhatja és be is építtetheti a kiválasztott eszközöket.
Én – kalandvágyból és szakmai kíváncsiságból – más utat választottam. Az általam tervezett és megépített berendezés kivitelét tisztán fizikai alapon az alábbiak indokolják:
Közismert, hogy a hagyományos napkollektorok felszerelésénél a legfőbb szempont a tájolás. Szakirodalmi adatok alapján gyakorlott technikusok megfelelően beállítják a jónak vélt déli irányt és dőlés szöget, már persze ha van erre lehetőség, és nem kizárólag a háztető tájolása lesz a meghatározó, ha nincs más felszerelési hely. Azt hiszem, vitán felüli, hogy az ideális az lenne, ha mindig a napra merőlegesen állna a kollektorfelület, ami ugye fizikailag lehetetlen, ha nem mozgatható a berendezés. Nos, az én készülékem – ami ráadásul egy kvázi-parabolikus optikai rendszer is egyben – már csak a tükörelrendezések miatt is mozgatható, azaz mindig napirányba áll.
Talán kissé nehezebben elfogadható, de tapasztalataim szerint a gyengébb teljesítményű, párán-szmogon megszóródó napsugárzást jobb hatásfokkal lehet elnyeletni, ha koncentrálom egy kisebb felületre. A hazai napenergia felhasználás legfőbb kerékkötője a megbízhatatlan időjárás, sajnos pont akkor nem süt eleget a nap, amikor kellene: ősszel, télen, tavasszal. Ha azt a keveset koncentrálom egy kisebb, de jó kollektorfelületre, akkor jobb hatásfokkal tudom elvezetni a keletkező hőt.
A fényképek magukért beszélnek. A tükörrendszer 104 db 30x30cm-es hagyományos üvegtükörből áll. Visszaverő képesség tekintetében jobb, mint bármilyen más beszerezhető tüköranyag (pl. fémlemez, stb.), jól tisztítható, kissé a kezelése nem egyszerű, de nálam bevált. A vázszerkezet egyszerű zártszelvény váz, ami sík rácsszerkezet, nem bonyolódtam bele a parabolikus acélszerkezet tervezésébe és gyártásába. Minden tükör egyedileg van fókuszra állítva, egy-egy tükör egy kb. akkora fényfoltot képez le, mint a mérete, így alakult ki a besugárzott felület. A rendszer mozgatása – tekintettel a lehetőségeim korlátozottságára – ablaktörlő motorokkal és kerékpár lánccal történik. A hatalmas nyomatékáttétel miatt a kicsi teljesítményű motorok elegendőek és megbízhatóan végzik a dolgukat.
Mi az, ami megkeresi a Napot, és gondoskodik a követésről? Nos, ez egy roppant egyszerű és szellemes elektronika, ami 4 db fotoellenállás jeléből következtet a Nap helyzetére és elegendő pontossággal követi a napi mozgását. Már két éve, hogy bekapcsoltam, és azóta csak áramszünet miatt volt, hogy leállt a rendszer .
Joggal merül fel a kérdés, hogy mi van, ha fúj a szél… Szerencsére azt tapasztaltam, hogy a hézagos tükörfelület nem vitorlaként viselkedik, és kibírta a legnagyobb viharokat is károsodás nélkül. A kollektor nagyon fontos eleme a rendszernek, mert hatalmas a hőkoncentráció a felületén. A mérete 1 x 1 m, de az elnyelő felület csak ennek a 80 %-a. Bizony még sok-sok doktori disszertáció fog születni e témában, ugyanis a koncentrált infravörös/látható fény veszteségmentes elnyeletése nem egyszerű feladat. Valószínűleg a berendezésem hatásfokveszteségéért javarészt ennek a tökéletlensége felel.
A lehetőségeim korlátozottak ( finoman fejeztem ki azt, hogy a fejlesztésre fordítható pénzem matematikai értelemben véges szám…), ezért nem sikerült a tökéletes megoldásig eljutnom, bár a műszaki kivitel tulajdonképpen papíron a rendelkezésemre áll. Ám a naperőműnek két oldala van, ha szabad így nevezni: az egyik maga a kültéri berendezés, a másik pedig maga a hőenergia felhasználása. Nos, egy 400 l-es hőtartályt készítettem e célra, amiben egy nap oldali hőcserélő betáplálja a meleget, egy-egy hőcserélő pedig a használati melegvíz előmelegítésére, illetve a fűtési kör ellátására szolgál.
Tapasztalataim működés közben:
– A nyári hónapokban gyakorlatilag 2-3 órát működik naponta, mivel relatíve csekély a hőenergia igényem, és 11 óra körül a tartály eléri a 70 fokot, ekkor a biztonsági automatika elfordítja a rendszert ( túl forró a kollektorból lejövő víz )
– Átmeneti időszakban ( ennek tekinthető 2010 nyarának az első fele… ) az egész napi működés – függően a külső hőmérséklettől – elegendő arra, hogy a fűtés is a tartályról menjen, és ha „ elfogy” a meleg, visszavált gázra.
– A tél csapnivaló, hiszen a három tipikus téli hónapban összesen volt kb. 80-140 napsütéses óra – ez hasznosítás szempontjából értékelhetetlen.
Milyen irányban lehetne fejleszteni a berendezést?
Az kizárt, hogy ebben a formájában családi házas szintű perspektívái lennének, hiszen nem mindenki lát szívesen egy ilyen monstrumot az udvarában. Megterveztem az 1 MW névleges teljesítményű nagyberendezést, de az érthetően meghaladja egy magamfajta magányos alkotó K+F lehetőségeit. Nagyon sok fejlesztési probléma vár még megoldásra a berendezésemben, amihez szívesen venném tőkeerős, és szellemi potenciállal is rendelkező partnerek segítségét.
A berendezés működik, termeli a meleget – én pedig várom, hogy drágább legyen a gáz…
Bővebb információ : Kocska Tamás
