Napkollektoros rendszerek általános méretezési szempontjai
Magyarországon meteorológiai adottságai mellett, csak
napkollektorokkal általában nem állítható elő a különböző felhasználási
területek egész éves hőigénye. Ezért a napkollektoros rendszerek többnyire
párhuzamosan működnek a hagyományos energia-hordozójú hőtermelőkkel. A
napkollektoros rendszerek méretezésének célja meghatározni, hogy mekkora az
optimális rendszer, és milyen részarányban tudja fedezni az adott feladathoz
tartozó hősszükségletet. A napkollektorok által fedezett hőigény és a teljes
szükséges hőigény hányadosát szoláris részaránynak nevezzük.
A napkollektoros rendszerek másik fontos jellemzője a rendszerhatásfok,
ami nem más, mint a napkollektoros rendszerrel hasznosított és a napkollektorok
felületére érkező napsugárzás aránya.
A két jellemzőt közös grafikonban ábrázolva láthatjuk, hogy irányzatuk
éppen ellentétes. Az alacsony szoláris részarányú rendszerek magas
rendszerhatásfokkal működnek, magas szoláris részarányt viszont általában csak
alacsony rendszerhatásfokkal lehet elérni.
Az optimális szoláris részarány igen sok tényezőtől függ.
Kisebb használati-melegvíz készítő rendszereknél, családi házak esetében, nagy
valószínűséggel elérhető az 50-70%-os hatásfok. Nagyobb rendszereknél inkább alacsonyabb,
20-50% körüli érték a célszerű, a megtakarítás ekkor is jelentős. Mindkét esetben
a napkollektoros rendszer egész éves hatásfoka és megbízható működése, ill. a beruházási
költség megtérülési ideje a fontos.
Napkollektorok
hőmennyisége
Szoláris részarány = -----------------------------------------------------------
Teljes
hőigény
Hasznosított
napsugárzás
Rendszerhatásfok = -----------------------------------------------------------
A napkollektoros
rendszerekkel hasznosítható hőmennyiség
Globális sugárzás
évi összege Magyarországon [kWh/m2/év]
Vízszintes felületre
érkező napsugárzás energiájának napi átlagértékei [kWh/m2/nap]
Napkollektoros rendszerek pontosabb méretezése csak
számítógépes szimulációs programmal végezhető el. A program alkalmas arra, hogy
valamennyi, a valóságos rendszerekben is előforduló paraméterek beállítása után
elvégezze a rendkívül bonyolult, sok tényezőtől függő méretezést.
Nem számítógépes módszerrel napkollektoros rendszereket
nehéz méretezni. Egyszerűsítő összefüggések, térképek, vagy nomogramok léteznek,
melyekkel közelítő előméretezést lehet végezni.
Déli tájolású, 35°-os dőlésszögű felületre beeső teljes
sugárzás erősség, a hónapok egy napjára számított átlagértékek alapján: [W/ m2]
|
Óraköz
|
Jan.
|
Febr.
|
Márc.
|
Ápr.
|
Máj.
|
Jún.
|
Júl.
|
Aug.
|
Szept.
|
Okt.
|
Nov.
|
Dec.
|
|
6 – 7
|
-
|
-
|
23
|
41
|
72
|
95
|
80
|
54
|
31
|
-
|
-
|
-
|
|
7 – 8
|
-
|
52
|
87
|
123
|
141
|
164
|
149
|
137
|
114
|
68
|
34
|
-
|
|
8 – 9
|
67
|
119
|
205
|
266
|
290
|
337
|
302
|
287
|
241
|
175
|
84
|
63
|
|
9 – 10
|
133
|
249
|
335
|
427
|
485
|
529
|
496
|
472
|
401
|
309
|
173
|
105
|
|
10 – 11
|
199
|
313
|
462
|
579
|
694
|
792
|
707
|
657
|
560
|
427
|
220
|
170
|
|
11 – 12
|
248
|
352
|
525
|
663
|
836
|
999
|
876
|
764
|
646
|
524
|
291
|
207
|
|
12 – 13
|
245
|
352
|
514
|
645
|
812
|
949
|
858
|
759
|
623
|
498
|
285
|
212
|
|
13 – 14
|
201
|
302
|
425
|
545
|
648
|
768
|
667
|
616
|
515
|
414
|
230
|
168
|
|
14 – 15
|
127
|
202
|
300
|
380
|
457
|
509
|
454
|
431
|
370
|
296
|
152
|
99
|
|
15 – 16
|
56
|
108
|
176
|
240
|
283
|
321
|
278
|
266
|
219
|
157
|
66
|
46
|
|
16 – 17
|
-
|
22
|
76
|
119
|
144
|
168
|
148
|
129
|
102
|
56
|
33
|
-
|
|
17 – 18
|
-
|
-
|
19
|
41
|
72
|
96
|
80
|
52
|
25
|
-
|
-
|
-
|
|
Összesen Wh/m2/d
|
1276
|
2041
|
3146
|
4069
|
4934
|
5761
|
5095
|
4621
|
3847
|
2925
|
1568
|
1070
|
35°-os dőlésszögű felületre beeső napsugárzási adatok
Déli tájolású, 45°-os dőlésszögű felületre beeső teljes
sugárzás erősség, a hónapok egy napjára számított átlagértékek alapján: [W/ m2]
|
Óraköz
|
Jan.
|
Febr.
|
Márc.
|
Ápr.
|
Máj.
|
Jún.
|
Júl.
|
Aug.
|
Szept.
|
Okt.
|
Nov.
|
Dec.
|
|
6 – 7
|
-
|
-
|
27
|
48
|
80
|
104
|
88
|
61
|
39
|
-
|
-
|
-
|
|
7 – 8
|
-
|
62
|
87
|
142
|
152
|
175
|
159
|
148
|
128
|
78
|
41
|
-
|
|
8 – 9
|
83
|
118
|
223
|
280
|
302
|
344
|
312
|
284
|
260
|
196
|
97
|
75
|
|
9 – 10
|
149
|
244
|
357
|
441
|
489
|
529
|
499
|
482
|
422
|
335
|
195
|
120
|
|
10 – 11
|
223
|
335
|
478
|
582
|
682
|
768
|
692
|
657
|
578
|
456
|
243
|
189
|
|
11 – 12
|
276
|
389
|
542
|
662
|
810
|
952
|
840
|
750
|
655
|
552
|
316
|
229
|
|
12 – 13
|
269
|
376
|
530
|
644
|
787
|
932
|
834
|
745
|
631
|
525
|
309
|
225
|
|
13 – 14
|
224
|
323
|
439
|
548
|
637
|
744
|
653
|
616
|
531
|
441
|
253
|
187
|
|
14 – 15
|
143
|
224
|
319
|
393
|
460
|
508
|
457
|
440
|
390
|
321
|
171
|
113
|
|
15 – 16
|
69
|
108
|
190
|
253
|
294
|
328
|
287
|
265
|
237
|
176
|
77
|
55
|
|
16 – 17
|
-
|
45
|
76
|
130
|
155
|
179
|
157
|
140
|
115
|
65
|
40
|
-
|
|
17 – 18
|
-
|
-
|
21
|
47
|
82
|
105
|
88
|
57
|
31
|
-
|
-
|
-
|
|
Összesen Wh/m2/d
|
1436
|
2220
|
3288
|
4170
|
4930
|
5668
|
5066
|
4645
|
4017
|
3145
|
1742
|
1203
|
45°-os dőlésszögű felületre beeső napsugárzási adatok
