Németországban jártában az ember egyre több ház tetején lát napelemeket és napkollektorokat. Ezek a kütyük nagyon hasznosak: a Nap energiájának hasznosításával állítanak elő használati meleg vizet, hűtik vagy fűtik a lakást, és elektromos áramot is termelnek. A képen: Napelemek a vasút mellet (Regensburg környékén), a fehér házikóban van az akkumulátor.
A technológia ismertetésére csak vázlatosan térek ki:
- Használati meleg víz előállítása napkollektorral: a kollektor testében csőhálózat található, melyben fagytűrő folyadék van feltöltve. A felmelegedő folyadék a hőmérséklet-különbség hatására áramolni kezd, és felmelegíti a hőtároló tartályban lévő vizet, melyet majd a háztartás különböző pontjain használhatunk.
- Elektromos áram termelése napelemekkel: akkumulátor segítségével tárolható az áram, átvételi szerződéssel a hálózatba is lehet termelni. Németországban ez év január óta drasztikusan csökkent a támogatás és az átvételi ár, de még mindig megéri telepíteni napelemeket.
- Légkondicionálás napkollektorral: a ház hátsó, árnyékos oldaláról a rendszerbe szívott hideg levegő segítségével, egyszerű hőmérséklet-különbség alapján működik. Télen természetesen ez a módszer átkapcsolható fűtésre. Általában összekötik olyan megoldással, hogy a konyhából, mosdóból és fürdőből elszívott levegő (szagok) helyére hőcserélő és abszorber/adszorber közbeiktatásával a friss levegőt nyomja be a rendszer.
Teljesen passzív ház esetén az épület fűtése nem igényel fosszilis tüzelőanyagokat.
A meleg vizes esetekben tehát mindenképpen szükséges egy hőcserélő és egy hőtartály, ami után a csövek vezetése tulajdonképpen csak akkora szakértelmet igényel, hogy éppen mit szeretnénk kialakítani (légkondicionálással vagy nélküle).
A következőkben sok adattal foglak titeket bombázni, ezért elnézést kérek. (Folytatás is lesz a harmadik részben...)
A Németországban megtermelt megújuló energia mennyisége 2006-ban 77,7 TWh, 2010-ben 105,2 TWh volt. Ezen felül hőtermelés megújuló energiák segítségével: 92,0 és 124,3 TWh.
Biológiai eredetű anyagok energiatartalma ugyanezen években 40,3 és 35,2 TWh.
Az össz-energia felhasználás arányában ez 2006-ban 8,1; 2010-ben 10,5 % volt.
A megújuló források részesedése 2006-ban és 2010-ben az áramtermelésből:
víz: 20 TWh és 19,5 TWh
szél: 30,7 TWh és 37,5 TWh
napelem: 2,2 TWh és 12,1 TWh
biomassza (szilárd): 6,3 TWh és 12,4 TWh
biogáz: 6 TWh és 15 TWh
biomassza (folyékony): 1,3 TWh és 3 TWh
biohulladék, lerakógáz: 5,6 TWh és 6,7 TWh
Az áramfelhasználás százalékában: 2006-ban a felhasznált elektromos áram12,6 %.a, 2010-ben 17,4 %-a származott megújuló forrásokból.
Megújulók segítségével megtermelt hő (2006 és 2010):
Bioenergia: 85 és 112 TWh
napenergia: 3,8 és 5,ö TWh
geotermális és környezeti hőből származó hőenergia: 3,2 és 6,5 TWh
Összesen:92 és 124,3 TWh, melynek részesedése a hőfelhasználás arányaiban: 2006-ban 6,2 %, 2010-ben 8,9 %.
A napelemekre és kollektorokra koncentrálva: Németországban míg 1999-ben 2,3 millió m2, addig 2010-ben már 13 millió m2 kollektorfelület üzemelt.
Az egységnyi felületre besugárzott napenergia széles skálán mozog az országban:
Berlin: 1000- 1020 kWh/év, München: 1160- 1200 kWh/év, Essen: 970 kWh/év, Frankfurt és Nürnberg: kb. 1050 kWh/év.
Általános szabály szerint a napkollektorokat a következők alapján célszerű tervezni:
1,5 m2 kollektor-felület szükséges a házra lakónként sima kollektorból, és 1 m2 felületű szükséges a vákuumcsöves kollektorokból. Az éves hőátadás 350-400 kWh/m2. Ehhez szükséges melegvíz-tartályt is telepíteni, melyet a napi melegvíz-igény kétszeresével kell tervezni.
A hőcserélő felülete érdes cső esetén 1 m2 kollektor-felületre vetítve 0,35 m2, sima cső esetén elegendő 0,25 m2.
A fenti példa kiegészíthető támogatott fűtéssel is:
Szezonális hőtárolás nélkül:10 m2 fűtött lakóterülethez sima kollektorból kb. 1,1 m2, vákuumcsöves kollektorból 0,8 m2 szükséges, és mellé minimum 50 liter tárolókapacitás szükséges 1 m2 kollektorfelület esetén.
Szezonális hőtárolással: 1,5- 3 m2 sima kollektor vagy 1-2 m2 vákuumcsöves kollektor/10 m2 fűtött lakófelület. Ehhez már 250- 1000 liter hőtároló kapacitás szükséges.
A teljes rendszer költsége az utóbbi években nagy mértékben csökkent: míg 2002-ben a meleg víz előállítására telepített rendszerek ára 6000 euróba került, addig 2006-ra ez 4000 euróra csökkent. Az ár tartalmazza az ÁFÁ-t és a szerelési költségeket. A költségek összetétele: 27 % szerelési ktg, 36 % kollektor-felület, 24 % hőtároló egység, 8 % szolár állomás (tető alatti részek), 6 % egyéb ktg.
A sima felületű kollektorok a beérkező napenergia 35 %-át hasznosítják. A rendszer 800- 1000 euró/m2 áron érhető el ÁFÁ-val. A teljes költség egy 5 m2 felületű kollektor és egy 300 literes hőtároló esetében szereléssel és ÁFÁ-val: 4-5000 euró (2012-ben).
Ha a hőtermelés nem elégséges, és ezért további kollektorfelület beépítése is szükséges, akkor 10 m2 felületű kollektor és 800 literes hőtároló beépítése 8-10.000 euróba kerül szereléssel és ÁFÁ-val.
Ugyanezt vákuumcsöves kollektorral is meg lehet oldani: fűtés-kiegészítés nélkül 4 m2 kollektor és 300 literes hőtartály 5-6 ezer euróba kerül, mindez fűtéssel kombinálva 8 m2 kollektorral és 800 liter tartállyal 10- 12 ezer euróba kerül, ÁFÁ-val és szerelési költséggel.
A levegővel hűtött berendezések is jó hatásfokkal építhetők be a házakba: januárban átlagosan 70 óra üzemidővel 25 kWh meleg víz és 160 kWh fűtőenergia termelhető. Ugyanez nyáron, júniusban 210 óra üzemidővel számolva 220 kWh meleg víz és 95 kWh fűtés.
Ennek költsége kb. 550- 700 euró/m2 szerelési költségek nélkül.
Léteznek már naperőművek is, melyek működési elve a víz felmelegítésén alapszik, tükrök segítségével egy oszlopra irányítják a Nap sugarait, az oszlopban lévő víz felmelegszik és áramlani kezd, hőcserélőn keresztül átadja a hőt a generátor felé áramló folyadéknak, a generátor áramot termel, majd a vízgőz kondenzálódik és lehűl.
Néhány szó az árakról:
2004-ben a háztartási áram ára 18 Ct/kWh
2010-ben: 20 Ct/kWh
2013-ban:23 Ct/kWh
Megtermelt áram átvételi ára:
2004-ben: 57,4 Ct/kWh
2010-ben: 39,14 Ct/kWh
2013-ban: 20,03 Ct/kWh
Napenergiával megtermelt áram termelési költség:
2000-ben: 75 Ct/kWh
2010: 36 Ct/kWh
előrejelzés 2020-ra: 15 Ct/kWh
A napenergiával megtermelt lakossági áram díja:
2000: 15 Ct/kWh
2010: 22 Ct/kWh
előrejelzés 2020-ra: 35 Ct/kWh
Galéria képek:
1. A napkollektor sematikus működési vázlata és elrendezése (Forrás: DSG 2009)
2. Napkollektor segítségével történő légkondicionálás sematikus vázlata (DSG 2009)
3. Vákuumcsöves kollektor (Forrás: Wiki.Sonnenertrag.eu)
A folytatásban: a 3. rész a napelemekről fog szólni.