Tyhjiöputkikeräimet testissä
24.2.2009
Tyhjiöputkikeräimet testissä:
• AHP 20
• Sunpur NN10
• Rica TP48
• WATT CPC9
Ilmaista energiaa – lämpöä auringosta
Aurinkokeräimiä asennetaan kiihtyvällä tahdilla lisälämmön lähteiksi omakotitaloihin. Uudisrakennuksiin ja lämmitysjärjestelmän saneerauskohteisiin on tarjolla useita vaihtoehtoja aurinkoenergian hyödyntämiseen. Otimme selvää neljän uusimman tyhjiöputkikeräimen tehoista ja hyötysuhteista.
Kotitalouskäyttöön on tarjolla aurinkokeräinjärjestelmiä, joilla luvataan tuntuvia säätöjä lämmityskustannuksiin. Tavanomainen aurinkokeräinten markkinoijan lupaus on, että lämmin käyttövesi saadaan lämmityskauden ulkopuolella ”ilmaiseksi suoraan auringosta”.
On tutkittu, että meidän leveysasteillamme, pääkaupunkiseudun korkeudella, aurinko porottaa maanpinnan suuntaiselle yhden neliömetrin alalle noin 1 000 kWh:n energiamäärän vuodessa. Jos tuo neliömetri kallistetaan harjakaton etelälappeen suuntaiseksi, kasvaa energiamäärä noin 1 200 kWh:iin vuodessa. Kuulostaa lupaavalta! Olisiko tuo ilmainen energiamäärä hyödynnettävissä alentamaan omakotiasujan energialaskua?
Hankimme tutkittavaksi neljä eri valmistajan tyhjiöputkikeräintä: kiinalaiset AHP 20 ja Rica TP48 sekä saksalainen Sunpur NN10 että puolalainen WATT CPC9. Pinta-alaltaan hyvinkin erikokoisia keräinelementtejä voi asettaa samalla viivalle ja vertailla toisiinsa, kunhan mittaustulokset ilmoitetaan toisiinsa verrattavina yksikköinä, kuten esimerkiksi W/m². Kokonaispinta-alaltaan suurin (3,37 m²) oli 20-putkinen Rica TP48 ja pienin (1,09 m²) 10-putkinen NN 10. Kaikilla valmistajilla on tarjolla erikokoisia elementtejä putkien määrästä riippuen.
Aurinkokeräinten testit tehtiin turkulaisen Solar Simulator Finland Oy:n keinoaurinkolaboratoriossa. Turkulaisten ”aurinko” koostuu kaasupurkauslampuista, joiden yhteenlaskettu teho on 35 kW ja niillä saadaan aikaan noin 2,5-kertaista auringonpaistetta vastaava säteily.
Tässä testissä keskityimme ainoastaan aurinkokeräimiin. Testimme koostuivat kahdesta osasta. Ensimmäisessä osassa mitattiin kunkin keräimen hyötysuhdekäyrä. Se selvitetään mittaamalla keräimen sisälle menevän ja ulos tulevan veden välistä lämpötilaeroa vakioiduissa olosuhteissa. Mittaus tehdään neljällä eri sisäänmenolämpötilalla siten, että syntyvät lämpötilaerot vastaavat aurinkokeräinten todellista toimintaa lämmittäessään omakotitalon varaajan vettä.
Toisessa osassa aurinkokeräimellä lämmitettiin varaajan vettä ja mitattiin veden lämmittämiseen kuluvaa aikaa. Varaajassa olevan veden määrä on suhteutettu kunkin tyhjiöputkikeräimen putkien pinta-alaan. Vesivaraajan lämmitys on luonteeltaan dynaaminen mittaus ja tässä yhteydessä se antaa hyvän kuvan keräimen toiminnasta todellisissa käyttöolosuhteissa.
Säteilyteho oli kaikissa testeissä vähintään 850 W/m² ja testit tehtiin ilman tuulen vaikutusta. Virtausnopeudet olivat valmistajien suositusten mukaisia. Keräimet testattiin aurinkolaboratoriossa yksitellen. Ne asetettiin testaustelineeseen, joka oli kallistettu 55 asteen kulmaan siten, että säteily tuli keräimiin kohtisuoraan. Säteilyn teho ja tasaisuus mitattiin tarkkuuspyranometrillä jokaiselle keräimelle. Ympäristön lämpötila testien aikana oli 28–30 °C.
Loppuarvostelussa testatut tyhjiöputkikeräimet ovat kokonaisalan maksimitehon (W/m²) mukaan paremmuusjärjestyksessä. Toinen hyvä järjestys voisi olla kokonaispinta-alan mukaisen hyötysuhteen mukainen. Mielestämme mitattuja ominaisuuksia ei ole riittävästi pistearvosteluun ja tähtien jakamiseen. Pelkän keräimen testaaminen ei anna koko kuvaa aurinkojärjestelmän toimivuudesta. Järjestelmän toimivuuden kannalta tehokas keräin on joka tapauksessa ensimmäinen edellytys.
Mittauksemme on tehty optimiolojen mukaan. Mittaustulokset vastaavat suoritusarvoja, jotka saavutetaan keskikesällä auringon paistaessa keskipäivällä täydeltä terältä. Kaikki mitä keräimen jatkeeksi liitetään, aiheuttaa häviöitä, joten energiavaraajaan ei päädy kaikkea keräimen hyötysuhteen mukaista energiamäärää. Käytännössä vuorokauden vaihtelut, säätilat ja vuodenajat leikkaavat lopullisen hyödyn murto-osaan nyt mitatusta.
Myönteisesti ajatellen voisi aurinkokeräinjärjestelmistä todeta, että aurinkolämpöjärjestelmä pitää laittaa nyt, kun raaka-aineet ja työn osuus ovat halpoja. Aurinkokeräimet ovat olemassa olevaa tekniikkaa eikä näköpiirissä ole suuria mullistuksia. Ne on valmistettu kuparista, alumiinista, muovista ja lasista, joiden hinta ei halpene. Aurinkoenergian, siis säteilyn, ”hinta” ei nouse!
Jos nyt näillä hinnoilla asennuttaa aurinkokeräinjärjestelmän, saa 10–20 vuoden päästä nauttia ilmaisesta lisäenergiasta. Siihen mennessä ovat tavanomaiset energiamuodot todennäköisesti kallistuneet moninkertaisesti. Realistinen tavoite voisi olla se, että aurinkoenergialla voisi vaikkapa vain kompensoida jatkuvaa pääenergiamuodon, esimerkiksi öljyn tai sähkön, hinnan kohoamista.
Lue aiheesta lisää TM Rakennusmaailman numerosta 2/09, joka ilmestyy 25.2.
Osta koko juttu
Tulosta juttu