EN
Комбинация от технологии за възобновяема енергия дава по-добри резултати, отколкото сумата от отделните им компоненти. Фотоволтаично-термичните системи, свързани с топлинни помпи, са сред най-перспективните хибридни решения за устойчиво енергоснабдяване на сгради. За разлика от конвенционалните форми на слънчева топлина или технологии за пренос на слънчева светлина, PVT технологиите могат да улавят както електричество, така и топлина, а топлинната помпа повишава нискокачествената топлинна енергия (топлина) до използваема температура. Заедно те образуват силна двойка, която е доказана и тествана в реални инсталации по целия свят.
Как работи хибридната система
Колекторът PVT (фотоелектрически-термичен) е ключовият елемент на тази система и се състои от фотоелектрически клетки, прикрепени към термичен абсорбер на обратната страна. Фотоелектрическите клетки произвеждат електричество, когато са изложени на слънчева светлина, а термичният абсорбер улавя излишната топлина от панелите и я предава на течност, циркулираща в системата. Двукомпонентният дизайн на този продукт може да преодолее един от основните недостатъци на конвенционалните слънчеви PV модули – прегряването. При нормални работни условия на PVT охладителната система е изследвана и се установява, че електрическата ефективност значително се подобрява благодарение на използването на PVT охладителната система.
Събраното топлинно съдържание след това се използва като източник на ниско температурна топлина в цикъл на топлинен насос, което води до по-малка натовареност на компресора. При много конфигурации термичната енергия, генерирана от PVT, представлява значителна част от топлинния вход към системата. Например методът с течност над подаването гарантира подобряване на овлажнянето на стените и пълно използване на повърхността, достъпна за топлообмен; това позволява на компресора да засмуква пара с по-висока плътност и подобрява топлинната и електрическата ефективност. Тази ефективна комбинация от двете технологии превръща системата в затворен кръг, тъй като отпадната топлина се използва като ресурс.
Метрики за производителност от реални инсталации
Производителността на хибридните PVT-топлинни помпи е впечатляваща, а данните от реални условия потвърждават това. За парника, разположен на тестовата инсталация за реални зимни условия, са изследвани хибридните системи – 12 kW PVT слънчеви колекторни полета и променлива скорост 10 kW топлинна помпа – по отношение на топлинната и електрическата им производителност. Температурата вътре в парника беше стабилна при 10 °C независимо от външната температура под -10,5 °C през цялата зима; доставеното количество топлина беше 11 253 kWh. Тъй като през междусезонието почти нямаше нужда от отопление на помещението, останалите 11 125 kWh бяха съхранени и след това прехвърлени към годишната отоплителна нагрузка, което води до общо годишно топлинно снабдяване от 22 378 kWh.
От електрическа гледна точка PVT системата генерира 3 839 kWh електроенергия през годината, което покрива 36,72 % от общото електричество, консумирано от топлинния помп и допълнителната система. Сезонният коефициент на производителност (CoP) от 3,38 показва, че интегрирането на PVT колекторите с топлинния помп при студени условия осигурява значителни спестявания в енергийното потребление и намалява зависимостта от конвенционалната мрежова електроенергия.
В търговска сграда системата с PVT площ от 392 m² показва COP за отопление между 5,8 и 6,3 през типична седмица. Комплексният системен COP достига до 11,4, докато средният годишен COP е 5,5. Времето за възстановяване на инвестициите за системата е само 3,8 години. Друго проучване през цялата година показва среден COP от 2,92 през зимата, 3,69 през лятото и 3,46 през преходните сезони, като PVT изпарителят има средна топлинна ефективност от 60,37 % и обща термоелектрична ефективност от 70,12 % за средните месеци. Това се отнася за приложения и за икономически предимства.
Приложения и икономически предимства
Хибридните PVT-топлинни помпи могат да бъдат особено полезни за обекти с високо годишно топлинно търсене, като басейни, перални и оранжерии. Тези системи могат да задоволят повечето или всички отоплителни нужди и, когато се използват като «основен» източник на енергия за слънчевата система, могат да покрият значителна част от електрическите нужди на домакинските уреди на такъв обект. През последните години са въведени PVT-подпомагани топлинни помпи с наземен източник (PVT-GHP), които са показали до 20 % по-висока общо PVT ексергийна ефективност и 25,6 % по-ниска пикова температура на PV-панелите.
Икономиите не са само във връзка с енергийното потребление. При едно търговско приложение е установено, че системата намалява годишната температурна вариация на топлинното съхранение в почвата само с 0,4 °C и има период на възвръщане на инвестициите от 3,8 години. При увеличаване на разстоянието между свределните кладенци периодът на възвръщане на инвестициите се намалява с 18,8 %. Инсталирането на PVT системи заедно с топлинни помпи е показало спестяване на електроенергия от мрежата до 70 % и, като следствие, също така намаляване на емисиите на CO₂ и на цикъла на жизнената цена!
Бъдещи последици
Енергийният преход е на прага ни; нормативите за енергийна ефективност на сградите ще се прилагат по-строго от всякога, а хибридните PVT-топлинни помпи ще играят ключова роля. Тази технология също показва, че системите за възобновяема енергия могат да бъдат проектирани така, че при работа в комбинирани системи производителността им значително да надвишава тази на отделните компоненти. Хибридната PVT-топлинна помпа е следователно установено, икономично и екологично изгодно решение за онези, които обмислят инвестиции в своите сгради с цел енергийна устойчивост.
Основана през 2009 г., Jiangsu DHC Environmental Si-Tech Co., Ltd работи с продукти за зелена енергия. Въз основа на високото качество и услугите си компанията доставя всички PVT слънчеви модули, топлинни помпи, ветрогенератори и LiFePO₄ батерии за използване в хибридни системи. Обадете ни се още днес, за да научите как нашите решения намаляват експлоатационните ви разходи и ви осигуряват енергийна независимост.
