belépés / regisztráció
2020. december 5. szombat
Aktuális lapszám

Napenergia-hasznosító rendszerek hatásosságának számítása: megtérülési idő és működési biztonság

A megújuló energiákat hasznosító rendszerek terén - tekintettel a magyarországi gazdasági helyzetre is - erőteljes kínálati piac alakult ki, azaz megoldásokból számtalan áll a leendő felhasználók rendelkezésére. Bár sajnos ezeket a rendszereket itthon még nem tekinthetjük elterjedtnek, de a sokféle gyártó és a felvonultatott termékpaletta máris komoly fejtörést tud okozni a döntés-előkészítés és a döntés folyamán is.

 

Mindenekelőtt egy dolgot fontos tisztázni: a megújuló energiákat hasznosító rendszerek legtöbbje gondos előkészítést, tervezést és hozzáértő kivitelezést igényel. Ha ezek elmaradnak, a projektre fordított energia és főleg annak költsége a vártnál lassabban térül meg, egyes esetekben pedig a rendszer meghibásodását vagy működésképtelenségét is eredményezheti.

Ezzel szemben a gyakorlat legtöbbször mást mutat: számtalan rendszert méretezés nélkül, csomagként megvásárolva olyan kivitelezők telepítenek, akik még alapvető ismeretekkel sem rendelkeznek például a napkollektoros rendszerek tervezésével és telepítésével kapcsolatosan. Az eredmény pedig beüzemelhetetlen (egyes esetekben működésképtelen) rendszerek, gazdaságtalan működés vagy éppen a teljes körű műszaki biztonság hiánya.

Sajnos ebben nem ritkán a forgalmazók és/vagy gyártók/importőrök is "hibásak", mert az összevethetőség érdekében egyes összeállításokat olyan besorolásokkal címkéznek fel, amelyek abban igyekeznek segíteni, hogy azok milyen igények kielégítésére alkalmasak. Ez azonban, mint tudjuk, csak ahhoz elegendő, hogy egy laikus számára tájékoztatást adjon az elképzelt rendszer nagyságrendileg várható áráról, bár ehhez még jelentős költségek jöhetnek a kiépítéshez szükséges járulékos anyag és munkadíjak kiszámításakor! Mindezek megtámogatva még a színes szóróanyagok jól megfogalmazott marketing mondataival is, azt a képzetet keltik, hogy a "vegyed-vi-gyed és élvezd az előnyeit" eljárás végén a befektetett összeg néhány év alatt megtérülhet. Van is számos olyan jól megtervezett rendszer, amelyeknél ez gond nélkül teljesül, de az elmúlt egy-két év gyakorlati tapasztalatai azt mutatják, hogy a tényleges felhasználói igények alapos ismerete nélkül sok olyan, elsősorban túlméretezett rendszer épült ki, amelyek már a működésük első évében valamilyen működési problémával küzdöttek. Ezek kijavítása szerencsésebb esetben kisebb-nagyobb utómunkát (javítást) igényelt, rosszabb esetben komplett napkollektor-mezők cseréjét, vagy egyéb más járulékos károkat okoztak.

Az egyik gyakori hiba, amit a kivitelezők felkészületlensége okoz, hogy hajlamosak akár az ismeretek hiánya, akár az ügyfél alkudozásainak következtében alapvető biztonsági berendezéseket és szerelvényeket kihagyni a napkollektoros rendszerek hidraulikai köreiből. Ilyen például a használati melegvíz-keve-rőszelep, amelynek elhagyása (bár ezek kötelező alkalmazása előírás!) akár forrázáshoz is vezethet, vagy egy rosszul méretezett tágulási tartály visszacsapó szelepek nélküli vízhálózattal párosulva olyan hibás működést is eredményezhet, hogy még a hidegvíz-csapból is a meleg víz fog folyni. De volt már arra is nem egy példa, hogy a nem megfelelő csőanyagok, kötések és tömítőanyagok okoztak anyagi károkat (sok olyan rendszerrel találkoztunk, ahol a napkollektorokat ötrétegű műanyag csövekkel(!) kötötték ösz-sze a tárolóval és csodálkoztak, amikor a 110-120 °C-os hőhordozó közeget nem bírták).

Pedig a megfelelő tervezést és a rendszerkialakítások sajátosságait meg lehet tanulni, legyen szó a vonatkozó szabványok és előírások megismeréséről, vagy a képzési központok, jelentősebb gyártók és forgalmazók különböző elméleti és gyakorlati képzéseiről!

De mi a helyzet a megtérülési idővel? Nos, annak tervezése már nem egy egyszerű számítási metodikán alapul. Cserébe viszont több olyan szimulációs szoftver áll a tervezők, kivitelezők vagy akár a felhasználók rendelkezésére, melyek a komoly műszaki és időjárás-kutatási tapasztalatokon alapulva részletes és pontos kalkulációkat képesek végezni a tervezett rendszer várható működéséről. Ezek a szoftverek szinte bármilyen önálló vagy úgynevezett rásegítő (kiegészítő) rendszer működését képesek számításba venni, legyen szó a meglévő primer energiaforrások változatosságáról, a napenergiahasznosítás módjáról, vagy a teljes épületgépészeti rendszer működéséről. Ha minden adatot beviszünk a rendszerbe, napkollektoros rendszerek esetében a telepítés földrajzi helyétől függően (akár GPS koordinátákkal is megadva) a szimuláció az év minden napjára tekintettel figyelembe veszi a mindenkori Nap-pályát és a sokévi átlagnak megfelelő napsütéses órák számát, valamint intenzitását, majd kikalkulálja az adott rendszerrel hasznosítható napenergia mennyiségét. Ezt az energiamennyiséget aztán képes a megadott primer energiahordozóra átszámolva a várható megtakarításokat köbméter gázban, liter fűtőolajban, kilogramm fában, vagy akár a távhő fogyasztáscsökkenésében kimutatni. Ha ez az adat megvan, akkor és csak akkor lehet megtérülési időt számítani, mivel a megtakarítás a pillanatnyi árakkal forintosítva, a teljes beruházási költségekkel összevethetővé válik. Ezek a programok ráadásul számolni képesek az üzemeltetési költségekkel is, azaz nem élnek azzal az olcsó frázissal, hogy a napenergia ingyen van, csak egyszer kell a hasznosítására beruházni. Mert a napenergia tényleg ingyen van, de a mindennapi hasznosításához üzemeltetési költségekkel is számolni kell, hogy a rendszeres karbantartási igényéről már ne is beszéljünk.

Ennek bemutatására a szimulációk eredményeit többféle módon is képes megjeleníteni:

  • Havi bontásban és az adott feladatokra lebontva képes kimutatni a megtakarításokat.
  • Folyamatábrát készít az energiafelhasználásról és a hasznosított energiákról (1. ábra).
  • A napkollektoros rendszer hatásosságát grafikusan is bemutatja

Egy ilyen szimulációval az is gyorsan átlátható, hogy nincs két egyforma helyzet. Ugyanaz a napkollektoros rendszer, azonos műszaki tartalom és bekerülési ár mellett, az eltérő felhasználói szokások miatt, akár kétszer olyan gyors megtérülési időt is eredményezhet ott, ahol a felhasználói igényekhez jobban igazodik annak működése!

A hatásossági számítások segítségével meghatározható megtérülési időn túl ezeknek az adatoknak köszönhetően még a tervezési fázisban gyorsan és "fájdalommentesen" ellenőrizhetők a napkollektoros rendszer működési paraméterei, valamint egyszerűen vizsgálhatók az egyes változatok. A program számolja az egyes tárolók (használati melegvíz-tároló, fűtési puffertároló) és az esetleges medence vízhőmérsékletét, de ami ennél is fontosabb, számolja a megadott üzemi körülmények mellett a napkollektoros mezők hőmérsékletét is. Ez utóbbi alapján pedig szintén tervezhetővé válik a működés biztonsága.

És itt a lényeg: a napkollektoros rendszer működését és főleg a napkollektoros mező hőmérsékletét nagyságrendileg befolyásolja a hőel-vitel mértéke, azaz például használati melegvíz-rásegítés esetén a naponta felhasznált vízmennyiség minél pontosabb ismerete, értelemszerűen főleg nyári viszonylatban. Mivel a felhasználók nem kapnak (időnként nem is igényelnek) részletes tájékoztatást ennek fontosságáról, nem egy olyan rendszert építenek, ahol az "inkább legyen több, abból nem lehet baj" elve gazdaságtalan működést, nem ritkán gyors elhasználódást és meghibásodást okoz.

Nyáron, medence hiányában, nagyon kevés hőenergiára van szüksége a háztartásoknak, így egy-egy több kollektorból álló rendszer esetén vagy az időszakos és részleges letakarásról kellene gondoskodni, vagy ennek hiányában olyan kisebb rendszert kéne tervezni, ahol a folyamatos hőelvitel valamilyen formában megoldható. Rendszertől függően alkalmazható a tároló(k) éjszakai visszahűtése is egy olyan időszakban, amikor például nyaralni megy a család és egyáltalán nincs melegvízigény.

A napenergia-hasznosítás másik lehetőségénél, a napelemes rendszerek esetében is léteznek szimulációs szoftverek, ám itt elsősorban a várható hozam kalkulációja miatt fontos ezeket használni, mivel ezeknél a rendszereknél a kihasználatlanság állapota nem okoz a napkollektorok túlmelegedésénél bekövetkező hibákhoz hasonló működési problémákat (3. ábra).

Itt a legfontosabb feladat a napelemes mezők elhelyezkedésén túl a környezet leképezése, azaz a szimuláció alapja a közeli és távoli tereptárgyak (például örökzöld vagy lombhullató fák, árnyékot vető hegyek) és épületek vagy épületrészek (például kémények vagy kiugró tetőrészek, ablakok) helyének, alakjának és jellegének rögzítése, hogy a Nap-pályák alapján azok esetleges beárnyékolá-si idejét és felületét ki tudja számítani a program.

Ezeket a szimulációkat az egyes gyártók és forgalmazók nem ritkán külön költségtérítés nélkül is elvégzik bárkinek, mert a cél közös: jól működő és hatékony rendszerek telepítése, melyek a lehetőségekhez mérten a lehető leggyorsabb megtérülést eredményezik.

Kardos Géza
gépészmérnök

Eseménynaptár

Hirdetés
Kiadja a Média az épületgépészetért Kft.
Szerkesztőség és kiadóhivatal:
H-1112 Budapest, Oltvány u. 43. I/2.
Telefon: +36 (1) 614 5688
E-mail: kiado@magyarinstallateur.hu

 
Előfizetésben terjeszti a Magyar Posta Zrt. Hírlap Igazg.
Előfizetés és reklamáció: +36 (1) 767-8262
E-mail: hirlapelofizetes@posta.hu
 
 
elfelejtettem a jelszavam