Napkollektorok

A napkollektorokat az 1970-es években kezdték el alkalmazni a világ különböző részein. Akik nyitott szemmel járnak a világban, több országban rácsodálkozhattak már egy-két ilyen "különleges" szerkezetre, gondoljunk csak egy Görögországi nyaralás emlékére és idézzük fel, amint a tetőkön ilyen napkollektoros vízmelegítőket láthattunk. Jelentős számban láthatunk hasonló berendezéseket Svájcban, Dániában, Németországban és Ausztriában is. 1970 óta egy egész iparág épült a napkollektorok gyártására a világban Dániától Kanadán át egészen Kínáig. A síkfelületű hő- és napkollektorok használata már több évtizede elterjedt, de viszonylag csak kis mértékben és főleg a nyugat-európai országokra jellemző. A vákuumos csöveket is több mint 20 éve használják, de mivel sokkal drágább volt, mint a síkkollektor, ezért főleg egy szűk réteg számára volt elérhető, illetve csak olyan helyen alkalmazták, ahol igény volt az állandó magas hőmérséklet. Az elmúlt években robbanásszerűen megnőtt a legyártott vákuumos csövek mennyisége, ami jóval alacsonyabb előállítási és anyagköltséget eredményezett. Ez odavezetett, hogy mára a vákuumos csövek ára hasonló lett a síkkollektorokéhoz, de a vákuumos csövek használata -nyilvánvaló előnyös hőszigetelési tulajdonságuk miatt - egyértelmű választás lett világszerte, ha hő- és napenergia-hasznosításáról van szó.
 
 
Működési elv

Vákuumos csövek:
 A napkollektorban a kulcstényezőt az üveg vákuumos csövek jelentik. A vákuumos csöveket eredetileg az ausztráliai Sydney University egyetemen fejlesztették ki, és már évek óta használják Németországban, Kanadában, Kínában és az Egyesült Királyságban. A szoláris iparban többféle vákuumos csőtípust használnak. Cégünk a legszélesebb körben használt "iker-üvegcső" típust használja megbízhatósága, teljesítménye és alacsony előállítási költsége miatt.

Minden egyes vákuumos cső két darab üvegcsőből áll. A külső cső (1) rendkívül erős, átlátszó bórszilikát üvegből készül, amely zápor idején képes ellenállni a 25 mm átmérőjű jégdaraboknak is. A belső cső (2) szintén bórszilikát üvegből készül, de egy speciális szelektív bevonattal (3) (Al-N/Al) készül, ami kiváló fény- és hőelnyelő, illetve minimális fény- és hővisszaverő tulajdonságokkal bír. A csövek végét összeolvasztják, a közöttük lévő levegőt pedig kiszippantják, ezáltal vákuum keletkezik. Mire jó a vákuum? A külső és a belső cső közötti légteret kiürítik, ami azt jelenti, hogy ebben a térben alig marad levegő. Ha Ön már használt üveggel bélelt termoszt, tudhatja, hogy a vákuum kitűnő hőszigetelő. Ez azért fontos, mert ha egyszer a vákuumos cső elnyelte a napból érkező hőt, nem áll szándékunkban elveszíteni azt! A vákuum segítségünkre lesz ebben, hiszen olyan jól szigetel, hogy a cső belsejében lehet akár 150 °C, a külső cső akkor is hideg, ha megérintjük. Ez azt jelenti, hogy a vákuumcsöves kollektorok hideg időben is működnek, míg a síkkollektorok ilyenkor, a hőveszteség miatt, gyengén teljesítenek. A két üvegréteg között lévő vákuum megtartása érdekében egy báriumgyűrűt használnak (mint a televíziócsövekben). A gyártási folyamat során ezt a gyűrűt magas hőmérsékletnek teszik ki, aminek eredményeként a vákuumos csövek aljára vékony réteg báriumbevonat kerül. Ez a báriumréteg aktívan elnyeli a hőtárolás és működés során, a csőben keletkező CO, CO2, N2, O2, H2O és H2 gázkibocsátást, így őrizvén meg a vákuumot. Emellett, a báriumréteg tisztán láthatóan mutatja is a vákuum állapotát. Az ezüstszínű báriumréteg fehérré változik, ha a vákuum megszűnik. Ezáltal könnyen megállapítható, hogy egy cső jó vagy rossz állapotban van-e. Az üveg vákuumos csöveket párhuzamosan fektetik egymás mellé, a felszerelés szöge pedig attól függ, melyik földrajzi szélességi foknál vagyunk. 
 
Fűtéscsövek
A fűtéscsövek új találmánynak tűnhetnek, de igazából valószínűleg mindannyian napi szinten használjuk őket anélkül, hogy tudnánk róla. A legtöbb laptop tartalmaz kicsi fűtéscsöveket, amelyek elvezetik a processzortól a hőt, és a légkondicionáló berendezések is hőelvezető csövekkel működnek. A fűtéscsövek működési elve valójában nagyon egyszerű.

A fűtéscső belseje is légüres, majdnem olyan, mint a vákuumos cső. Ezúttal azonban nem a hőszigetelés, hanem sokkal inkább a belül lévő folyadék halmazállapotának megváltoztatása a cél. A fűtéscső belsejében ugyanis kis mennyiségű tiszta víz és egy kis speciális adalékanyag található.
Tengerszint magasságban a víz 100 °C-on forr, de egy hegy tetején a forráshőmérséklet 100 °C alatt van. Ez a légnyomáskülönbségnek tudható be.

A fenti elvre alapozva, a fűtéscsövek légmentessé tételével, tehát a légnyomás csökkentésével, ugyanazt az eredményt érhetjük el, azaz alacsonyabb forráshőmérsékletet. Az napkollektor fűtéscsöveiben a forráspont mindössze 30 °C. Tehát, amikor a fűtéscső hőmérséklete meghaladta a 30 °C-ot, a víz elpárolog. A keletkezett pára gyorsan felszáll a fűtéscső felső részébe, ami a hőátadást biztosítja. Amint a kondenzátorból (felső részből) továbbjut a hő, a pára folyadékká (vízzé) alakul és visszafolyik a fűtéscső aljára, hogy a folyamat újra kezdődhessen.
A csőben lévő víz szobahőmérsékleten kis labdává formálódik, mint ahogy a higany, amikor szobahőmérsékleten lapos felületre öntik. Ha megrázunk egy fűtéscsövet, hallhatjuk, ahogy a vízlabda csörög benne.

Habár ez csak víz, mégis úgy hangzik, mintha egy darab fém csörögne belül.
Ennek a magyarázatnak az alapján nagyon egyszerűnek tűnhet egy fűtéscső. Egy üreges rézcső, egy kis vízzel a belsejében, amiből a levegőt kiszippantották. 
 
Teljesítmény

Egy napkollektor teljesítményét sok tényező befolyásolja, de a legfontosabb, hogy milyen a napfénybesugárzás az adott területen.
Nyugat-Európa területén (Németország, Dánia, Hollandia stb.) a napfénybesugárzás adatok sokkal rosszabbak, mint Kelet-Közép-Európa országaiban. Ennek ellenére a nyugati társadalom már évtizedek óta használja a napkollektorokat melegvíz előállítására.
 Ugyanis egyre nyilvánvalóbbá válik ugyanis, hogy a jöv? környezetbarát energiaellátásában kiemelt szerep jut majd a megújuló energia felhasználásának. Nem beszélve el nem hanyagolható költség megtakarításról.
Kelet-Közép-Európa országaira jellemző, hogy évente 200-210 napsütéses napot kapunk ajándékba. Kár lenne elpazarolni. A kollektorok minden egyes négyzetmétere ezeken a napokon kb. 50 liter 50 °C-os melegvizet képes szolgáltatni, függetlenül attól, hogy milyen évszakot írunk. Gyakorlatilag ezek a berendezések csak a besugárzás erősségére érzékenyek, a környezeti hőmérséklet csak kis mértékben befolyásolja teljesítményüket. További 100 napon át a felhőzeten keresztül átszűrődő több-kevesebb fényből annyi energiát képesek hasznosítani, ami az előbbi vízmennyiség 30-35 °C előmelegítésére elegendő. Illetve megfelelő méretű kollektor felszerelése esetén fűtés rásegítésre vagy nyáron medence fűtésre is használható.