Ahogy a fosszilis tüzelőanyagoktól a megújuló energia felé haladunk, a napenergia egyre népszerűbb, mint fenntartható energiaforma. A napenergia a modern infrastruktúra fontos részévé vált, a tetőkön és az ablakokon elhelyezett napelemektől kezdve. Azonban az egyik egyre nagyobb teret nyerő innovatív alkalmazás a napelemes kémény, amely fontos szerepet játszik az épületek fűtésében és hűtésében.

A napkollektoros kémény a passzív szoláris fűtési és hűtési rendszer egy fajtája, funkciója viszonylag egyszerű. Bár úgy néz ki, mint egy hagyományos kémény, célja az épület hőmérsékletének szabályozása a napfény elnyelésével és hővé alakításával vagy a szellőzés megkönnyítésével. Mivel az éghajlatváltozás arra késztet bennünket, hogy újragondoljuk az épületterveket, a napkollektoros kémények energiahatékony megoldást jelentenek az otthonok és irodák kényelmének biztosítására, miközben csökkentik a nem megújuló energiától való függést.

A szoláris kémény alapvető kialakítása a hagyományos kéményhez hasonlóan felépített függőleges aknával kezdődik, amelyet gyakran sötét vagy fekete anyaggal vonnak be, hogy a lehető legtöbb napfényt elnyeljék. Ez az elnyelt napfény felmelegíti a levegőt a kémény belsejében. Amikor a nap eléri a kémény felületét, a benne lévő levegőoszlop felmelegszik. Attól függően, hogy ezt a felmelegített levegőt hogyan kezelik, a napkollektoros kémény fűthet vagy hűthet egy épületet.

A kémény felső szellőzőnyílása fűtési célból zárva marad, bezárva a meleg levegőt. Ahogy a kémény belsejében lévő levegő felmelegszik, az az épületbe kering, megemeli a belső hőmérsékletet. Ez a folyamat teljesen passzív, vagyis nincs szükség ventilátorokra, motorokra vagy külső áramforrásra. Amint a meleg levegő lehűl a lakótérben, természetesen visszahúzódik a kéménybe, ahol újra felmelegszik és visszakeringet a helyiségbe. Ez a ciklikus folyamat melegen tartja az épületeket a hideg hónapokban, csökkentve a külső fűtési rendszerek szükségességét.

A hűtéshez a kémény mechanizmusa kissé megváltozik. A kémény felső szellőzőnyílása nyitva marad, így a felmelegedett levegő távozik. Ahogy a meleg levegő felemelkedik és kilép az épületből, a kívülről hidegebb levegő szívódik be az épület másik végén található második szellőzőnyíláson keresztül. Ez olyan huzatot hoz létre, amely az egész beltéri térben kering. Más passzív hűtési technikákkal, például stratégiailag elhelyezett ablakokkal vagy szellőzőaknákkal kombinálva a napkollektoros kéményekről kimutatták, hogy akár 8°C-kal is csökkentik a beltéri hőmérsékletet a külső hőmérséklethez képest.

A jövőben a napelemes kémények a fenntartható építészet mozgalmának részévé válnak, amelyben az épületeket az energiahatékonyság jegyében tervezik. Ezek a kémények különösen alkalmasak a forró éghajlatú és magasabb hűtési igényű régiókban. A rendszer sokoldalúsága azonban azt jelenti, hogy a kémény méretének, tájolásának és anyagainak beállításával különféle éghajlatokhoz igazítható.

Néhány innovatív projektben a napelemes kéményeket is beépítik már nagyszabású fejlesztésekbe, napelemekkel, zöldtetőkkel és esővízgyűjtő rendszerekkel párhuzamosan. E technológiák együttes hatása jelentősen csökkentheti a városok energiafogyasztását, és mérsékelheti a városi hősziget-hatást – azt a jelenséget, amikor a városok az emberi tevékenység következtében jelentősen felmelegednek, mint a környező vidéki területek.

Ahogy egyre több építész és mérnök ismeri fel a napelemes kémények előnyeit, alkalmazásuk valószínűleg egyre népszerűbbé fog válni, különösen azokon a területeken, amelyek a szigorú környezetvédelmi előírások betartására törekszenek. A technológia megvalósítása más energiatakarékossági intézkedésekhez képest viszonylag olcsó, és magas befektetési megtérülést kínál az energiaszámlák csökkentésével és az épületek általános fenntarthatóságának javításával.

 

• napelem
• napenergia
• kémény