Napkollektoros rendszerek megvalósítása a gyakorlatban Varga Pál Fülöp István Az Európai napkollektoros piac benne Magyarország Forrás: www.estif.org 1
Az Európai napkollektoros piac benne Magyarország Az európai napkollektoros piac Forrás: Az Európai napkollektoros piac benne Magyarország Az európai napkollektoros piac Forrás: 2
Az Európai napkollektoros piac benne Magyarország Az Európai Unió tervei Forrás: The Solar Thermal Potential in Europe. 2009. Werner Weiss, AEE Institute for Sustainable Technologies, Peter Biermayr, Vienna University of Technology Az Európai napkollektoros piac benne Magyarország Az Európai Unió tervei Forrás: The Solar Thermal Potential in Europe. 2009. Werner Weiss, AEE Institute for Sustainable Technologies, Peter Biermayr, Vienna University of Technology 3
Az Európai napkollektoros piac benne Magyarország A magyarországi napkollektoros piac (Becsült adatok) 2011-ig megvalósult napkollektoros rendszerek nagysága: ~170.000 m 2 Az Európai napkollektoros piac benne Magyarország A magyarországi napkollektoros piac a támogatások tükrében (Becsült adatok) 4
Az Európai napkollektoros piac benne Magyarország Magyarország napkollektoros piac lehetséges jövőkép Növekedési lehetőségek Az Európai napkollektoros piac benne Magyarország Magyarország napkollektoros piac lehetséges jövőkép A megvalósult napkollektoros rendszerek mennyisége 5
Az Európai napkollektoros piac benne Magyarország Európai Parlament és Tanács RED irányelve Magyarország számára 2020-ra: Megújulók részaránya 13% a bruttó végső energiafogyasztásban Magyarország megújuló energia hasznosítási cselekvési terve Magyarország vállalása: 14,65% Az Európai napkollektoros piac benne Magyarország Termikus napenergia-hasznosítás a cselekvési tervben 1 toe = 41 868 GJ = 11 630 kwh 90 80 [ktoe] (82 ktoe = 954 GWh) 73 82 70 64 60 53 50 43 40 30 20 10 6 9 14 17 22 31 0 2010 Növekedés 2011 20126-ról 2013 82 2014 ktoe-ra: 2015 13,62016 szoros 2017 növekedés 2018 2019 2020 6
Az Európai napkollektoros piac benne Magyarország Termikus napenergia-hasznosítás a cselekvési tervben 1 toe = 41 868 GJ = 11 630 kwh 2 600 000 2 400 000 2 200 000 2 000 000 1 800 000 1 600 000 1 400 000 1 200 000 1 000 000 800 000 600 000 400 000 200 000 0 [m 2 ] ] 1,5 GJ/(m2.év) 1,8 GJ/(m2.év) Növekedés 2010 2011 6-ról 201282 2013 ktoe-ra: 201413,6 2015 szoros 2016növekedés 2017 2018 2019 2020 Napsugárzási adatok mérése 2004-től 2009 Napi adatok Napsugárzás mérése piranométerrel Budapest, Naplopó Kft. Mérés: 2004-től Adatok: www.naplopo.hu Éves napsugárzás 2009-ben: 1346 kwh/m 2 Napi adatok 30 napos átlagolással Havi adatok 7
Naplopó szoftverek Ingyenes, méretezést, tervezést segítő szoftverek Naplopó-Energy Naplopó-Expans Naplopó-Flow Naplopó-Efficiency Naplopó-Emission Naplopó-Economy Mire elég a napsugárzás? Magyarország napsugárzási adottságai Magyarország: ~1300-1400 kwh/m 2.év 8
Mire elég a napsugárzás? Vízszintes felületre érkező globális napsugárzás Magyarországon A legnagyobb különbség az országrészek között: 8% Az ország egész területe alkalmas a napenergia gazdaságos hasznosítására! Mire elég a napsugárzás? 50 liter víz 10 C-ról 50 C-ra melegítésének hőszükséglete Déli tájolású, 45 -os dőlésű felületre érkező, és ebből napkollektorokkal hasznosítható napsugárzás havi megoszlása Magyarországon Érkező napsugárzás: Hasznosítható napsugárzás: ~1300-1400 kwh/(m 2.év) ~550-600 kwh/(m 2.év) 9
Mire elég a napsugárzás? Délnyugat / 45 = 93% Délkelet / 30 = 94% Az érkező napsugárzás mennyisége az elnyelőfelület dőlésszöge és tájolása függvényében Kisebb napkollektoros rendszerek Melegvíz készítés Fűtés rásegítés Medence fűtés Épület hőszükséglet és a hasznosítható napenergia aránya Nagyobb létesítmények: Használati-melegvíz készítés Nagyobb medencék fűtése 10
Napkollektoros rendszerek méretezése Szoláris részarány = Rendszerhatásfok = Kollektorokkal hasznosított hőmennyiség Teljes hőszükséglet Kollektorokkal hasznosított hőmennyiség Kollektorok felületére érkező napsugárzás Szoláris részarány és rendszerhatásfok összefüggése Napkollektoros rendszerek méretezése Fontos: Melegvíz-fogyasztás pontos megállapítása, lehetőleg méréssel Napi, heti vízfogyasztás jellegének megállapítása: Kedd Szerda Szombat Teljes napi 5% 10% 15% 10% 5% 20% 30% 5% 6400 liter 11
Napkollektoros rendszerek méretezése Fontos: Melegvíz-fogyasztás pontos megállapítása, lehetőleg méréssel Éves vízfogyasztás jellegének megállapítása: Jan. Febr. Aug. Szept. Okt. Nov. Dec. 100% Napkollektoros rendszerek méretezése Napkollektoros rendszer előméretezése: Használati-melegvíz készítés Napsugárzási zóna: 1250 kwh/év (Magyarország) Napkollektor felület és tárolókapacitás becslése Kollektor 0,4m 2 1m 2 25-40 liter / kollektor m 2 40-60 liter / kollektor m 2 12
Napkollektoros rendszerek méretezése Pontosabb méretezés: számítógépes programmal Napkollektoros rendszerek gazdaságossága Energiaárak Villamosenergia Vezetékes földgáz 2,7945 Ft/MJ + 25% ÁFA = 3,4931 Ft/MJ = 12,57 Ft/kWh (119,45 Ft/m 3 ) Figyelembe vett rendszerhatásfok: 70% Gázár a hatásfok figyelembevételével: 12,57 Ft/kWh / 0,7 = 18 Ft/kWh 13
Napkollektoros rendszerek gazdaságossága Egyszerűsített, pénzügyi megtérülési idő Példa: Családi ház, 6m 2 napkollektor, beruházás bruttó 900.000.-Ft = 150.000 Ft/m 2 Villamos áram Energiahordozó fajtája Napkollektoros rendszer fajlagos beruházási költsége (K) Éves energia-megtakarítás a kollektorokkal (Qk) A Lakossági általános B Lakossági vezérelt 150.000.-Ft/m2 600 kwh/m2 Vezetékes földgáz Energia bruttó egységára (Pe) Éves megtakarítás egy négyzetméter napkollektorral: (Mév = Qk x Pe) Egyszerűsített megtérülési idő (K/Mév): (Mév = Qk x Pe) 47,82 Ft/kWh 29,47 Ft/kWh 18 Ft/kWh 28.692 Ft/év 17.682 Ft/év 10.800 Ft/év 5,2 év 8,5 év 13,9 Nagyobb melegvíz készítő rendszerek 14
Nagyobb melegvíz készítő rendszerek Megvalósult rendszerek 15
Megvalósult rendszerek Megvalósult rendszerek 16
Nagyobb melegvíz készítő rendszerek Tárolás puffertárolóban Megvalósult rendszerek 17
Megvalósult rendszerek Megvalósult rendszerek 10 éve működő rendszer 18
Megvalósult rendszerek Üzembe helyezés: 2000 október Hőmennyiség, 2010 október: 2342,064 GJ = 650573 kwh Hasznos napkollektor felület: 50 db x 1,78 m 2 = 89 m 2 Éves fajlagos hasznosítás: 650573 kwh / (10 év x 89 m 2 ) = 731 kwh/(m 2 xév) Éves hatásfok: ~52% CO 2 kibocsátás megtakarítás: ~210 t Tágulási tartály A tágulási tartály feladata: Biztosítani a hőhordozó közeg térfogatváltozását úgy, hogy a rendszer nyomása csak kis mértékben változzon. Nyomás- és térfogatviszonyok a tágulási tartályban 19
A napkollektorok Napkollektor típusok összehasonlítása? Síkkollektor, vagy vákuumcsöves kollektor? A napkollektorok Forrás: www.estif.org 20
A napkollektorok Napkollektorok energiamérlege Kollektorok energia átalakítási viszonyai átlagos napsugárzás esetén A napkollektorok Napkollektorok hatásfokának ábrázolása 2 0 a1 X a2 G X 21
A napkollektorok Vákuumcsöves napkollektorok Szelektív síkkollektorok Efficiency characteristic curves (referring to Absorber area) 623 (Vaillant VTK 550) Efficiency characteristic curves (referring to Absorber area) 613 (Rüesch Terza) 1,0 624 (Oertli Sun 3000) 1,0 598 (Tecalor TSK 25 S) 604 (Thermomax Solamax 30 - TDS 300) 595 (Velux CLI U10 2000) 603 (Thermomax Solamax 20 - TDS 300) 590 (Sun-Systems Synox 9000 si) 0,8 602 (Thermomax Mazdon 30 - TMA 600S) 601 (Thermomax Mazdon 20 - TMA 600S) 0,8 588 (Brötje FK 25 R) 585 (Vescal Oertli SKF 225) 597 (Viessmann Vitosol 250) 584 (Friap Friap 230) 0,6 589 (Schott ETC 16) 559 (Focus Technology FSCB-20-SS) 0,6 582 (SESOL 2.5 Quick Var 1) 580 (SESOL FK3.8) 534 (Collectra OPC 15 T) 579 (Vögelin Aldo 225) 0,4 500 (Consolar TUBO 11 CPC) 456 (Hoval Solamax) 0,4 576 (Energiebig ENZX 54) 573 (Stiebel Eltron SOL 25 Plus) 414 (Hoval Solkit Mazdon) 572 (Geo-Tec GSE 2000/TIN) 0,2 404 (Schw eizer Energie Sw isspipe 2) 370 (Paradigma CPC 14 Star) 0,2 567 (Winkler VarioSol A) 566 (Winkler VarioSol A-antireflex) 0,0 0,0 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 x [m K / W] x [m K / W] Efficiency characteristic curves (referring to Absorber area) 344 (GreenOneTec VK29) Efficiency characteristic curves (referring to Absorber area) 562 (Teufel u. Schw arz Eurosol) 1,0 338 (Viessmann VitoSol 200 D20) 1,0 561 (Sonnenkraft SK 500 N Sunselect) 264 (Thermomax Memotron TMO 600) 560 (Ebner P2) 250 (Microtherm SK-6) 556 (Solarw erk 2.60) 0,8 239 (ThermoLUX LUX 2000-6R) 238 (ThermoLUX LUX 2000-5R) 0,8 547 (P. Weissb. DW 750 Select) 546 (P. Weissb. DW 580 Standart) 221 (AMK SLL-120/50-H) 537 (Rosskopf OEKO 3000) 0,6 196 (Sunda SEIDO 5-16) 182 (Sunda SEIDO 1-16) 0,6 535 (Solarw erk 2.25) 533 (Niklaus Vela Star AR) 181 (Sunda SEIDO 2-6) 532 (Solarenergie Kranmodulk. IDK) 0,4 115 (Schw eizer Energie TTS 2700) 56 (Microtherm SK-6F) 0,4 529 (ROTEX Solaris V26) 527 (Ernst Schw eizer AV 23) 521 (Sandler S 03) 0,2 0,2 0,0 0,0 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 x [m K / W] x [m K / W] Institut für Solartechnik SPF, www.spf.ch Rapperswil, Svájc A napkollektorok Napkollektorok minősítése Európában elfogadott minőség tanúsítás: Solar Keymark www.solarkeymark.org www.estif.org/solarkeymark 22
A napkollektorok Solar Keymark Vizsgálatok EN 12975 szabvány alapján Megbízhatósági, tartóssági teszt Hatásfok, nyomásveszteség vizsgálat Konkrét vizsgálati jegyzőkönyv megnevezése Konkrét, kimért hatásfok Szabad üvegfelületre, Abszorber felületre A napkollektorok Napkollektor típusok összehasonlítása 23
Apróságok? - Cirkulációs hálózat Cirkulációs vezeték helyes bekötése termosztatikus keverőszelep alkalmazása esetén Apróságok? -Napkollektorok tetőre szerelése Nappálya diagram 24
Apróságok? -Napkollektorok tetőre szerelése Rögzítés: beton súlyokkal Apróságok? -Napkollektorok tetőre szerelése Rögzítés: beton súlyokkal (Budaörs) 25
Apróságok? - Külső hőcserélők 55 C 38 C 90 C 79 C 10720 W, h=67% 7040 W, h=44% Mekk Elek Hát Izsák Apróságok? - Külső hőcserélők Külső hőcserélő méretezése 26
Apróságok? Csővezeték hőszigetelése A napkollektor köri csővezetéket teljes terjedelemben, megfelelően vastag hőszigeteléssel kell ellátni! Hőveszteség: A hőszigetelés vesztesége Példa: 3 kollektoros rendszer Csővezeték hossz: 25 m Csővezeték átmérő: 18mm Hőszigetelés átmérő: 9mm Szállított közeg átlagos hőmérséklete: 60 C Környezet átlagos hőmérséklete: 10 C Fajlagos hőveszteség: 18 W/m Teljes csővezeték hővesztesége: 450 W Kollektorok teljesítménye: 2500 W Hőveszteség: 18% Apróságok? Csővezeték hőszigetelése Kültéri csővezeték védelme EKATEC AEROCOAT védőfesték AEROPRO burkolat 27
Köszönjük a figyelmet! Varga Pál Fülöp István Bővebb információ: www.naplopo.hu 28