A napkollektor működése

A napsugárzást a különböző tárgyak anyaguktól, kialakításuktól függő részarányban visszaverik, elnyelik vagy átengedik. Hő akkor keletkezik, ha a napsugárzást az anyag elnyeli. Ezért a napkollektoros hőhasznosító berendezések célja a napsugárzás minél nagyobb részarányú elnyelése. Fontos tisztázni a napkollektor és a napelem közötti különbséget. A napelem teljesen más elven működik, és egyenáramot állít elő. A napkollektorok legelterjedtebb típusa a síkkollektor, ami egy elöl üvegezett, hátul hőszigetelt lapos dobozban elhelyezett csőjáratos fekete lemez.

A napkollektorok legfontosabb eleme az elnyelőlemez, az ún. abszorber. Ennek feladata a napsugárzás elnyelése és hővé alakítása, valamint a keletkezett hő átadása a kollektorban keringő munkaközegnek. A napsugárzást minden fekete színű és matt felületű anyag jó hatásfokkal nyeli el, azonban ha környezeti hőmérséklet fölé melegednek, maguk is sugárzóvá válnak, ami veszteséget jelent. A hősugárzás hullámhossza a sugárzó test hőmérsékletétől függ. A napsugárzás a magas hőmérsékletű Napból származik, ezért ez rövid hullámhosszú sugárzás, míg a Naphoz képest alacsony hőmérsékletű abszorberlemez hosszú hullámhosszú sugárzást bocsát ki. A jó hatásfokú napkollektorok abszorberlemezét ezért olyan ún. szelektív bevonattal látják el, mely a rövid hullámhosszú napsugárzást elnyeli, míg a saját hosszú hullámhosszú sugárzását nem engedi át, azt visszaveri. ĺgy a szelektív napkollektoroknak minimális a sugárzási veszteségük. A napkollektor-gyártók szelektív bevonatként többnyire feketekróm-, nikkel- vagy titánium-oxid-rétegeket alkalmaznak. (mi, t, o)