EN
En kombinasjon av fornybare energiteknologier er større enn summen av delene. Fotovoltaisk-termiske systemer koblet til varmepumpe-systemer er blant de mest lovende bærekraftige hybridløsningene for bygningsenergiforsyning. I motsetning til konvensjonelle former for solvarme eller sollys-overføringsteknologier kan PVT-teknologier fange både elektrisitet og varme, og varmepumpen hever lavtemperert termisk energi (varme) til en bruksbar temperatur. Sammen danner de et sterkt duo, som er bevist og testet i reelle installasjoner verden over.
Hvordan hybrid-systemet fungerer
PVT-kollektoren (photovoltaic-thermal) er hovedelementet i dette systemet og består av fotovoltaiske celler som er festet til en termisk absorber på baksiden. PV-cellene produserer elektrisitet når de treffes av sollyset, og den termiske absorberen samler opp varmen som panelene avgir og overfører den til en væske som sirkulerer i systemet. Denne to-i-en-designen for produktet kan løse én av de grunnleggende svakhetene ved konvensjonelle sol-PV-moduler: overoppheting. Under normale driftsforhold for PVT-kjølesystemet har denne energien blitt undersøkt, og det viser seg at den elektriske effektiviteten forbedres betydelig ved bruk av PVT-kjølesystemet.
Den høstede varmen brukes deretter som en lavtemperert varmekilde i en varmepumpeprosess, noe som fører til en mindre belastning på kompressoren. For mange konfigurasjoner utgjør den termiske energien som genereres av PVT-en en betydelig andel av varmeinntaket til systemet. Væskeoverføringmetoden, for eksempel, sikrer bedre veting av veggene og full utnyttelse av overflaten som er tilgjengelig for varmeutveksling. Dette gjør at kompressoren kan suge inn damp med høyere tetthet og forbedrer både den termiske og den elektriske ytelsen. Denne effektive kombinasjonen av de to teknologiene gjør systemet til en lukket krets, siden avfallsvarme utnyttes som en ressurs.
Ytelsesmetrikker fra virkelige installasjoner
Ytelsen til PVT-varmepumpe-hybrider er imponerende, og data fra virkeligheten bekrefter dette. For drivhuset på testanlegget for ekte vinterforhold ble hybridanleggene – 12 kW PVT-solfangere og en variabelhastighets varmepumpe på 10 kW – undersøkt med hensyn til termisk og elektrisk ytelse. Temperaturen innendørs i drivhuset ble stabil ved 10 °C uavhengig av utendørs temperatur under –10,5 °C gjennom hele vinteren, og en varmemengde på 11 253 kWh ble levert. Ettersom det nesten ikke var noen oppvarmingsbehov i drivhuset under sesongen utenfor høysesongen, ble resten av 11 125 kWh lagret og deretter overført til å dekke årlig oppvarmingsbehov, noe som resulterte i en total årlig varmeleveranse på 22 378 kWh.
På den elektriske siden produserte PVT-systemet 3 839 kWh elektrisitet i løpet av året, noe som dekket 36,72 % av den totale elektrisitetsforbruket til varmepumpen og det tilleggsystemet. Forskningen viste en sesongbasert virkningsgrad (CoP) på 3,38, og at integrering av PVT-kollektorer med varmepumper i kalde forhold gir betydelige besparelser i energiforbruk og reduserer avhengigheten av konvensjonell strømforsyning fra nettet.
I et kommersielt bygg viste systemet med en PVT-areal på 392 m² en oppvarmings-COP mellom 5,8 og 6,3 i en typisk uke. Den samlede system-COP nådde opptil 11,4, mens den årlige gjennomsnittlige COP var 5,5. Tilbakebetalingstiden for systemet var bare 3,8 år. En annen helårsstudie viser en gjennomsnittlig COP på 2,92 om vinteren, 3,69 om sommeren og 3,46 i overgangssesongene, med en PVT-fordamper som hadde en gjennomsnittlig termisk virkningsgrad på 60,37 % og en total termoelektrisk virkningsgrad på 70,12 % for gjennomsnittsmåneder. Dette gjelder anvendelser og kostnadsfordeler.
Anvendelser og kostnadsfordeler
Hybride PVT-varmepumpe-systemer kan være spesielt fordelaktige for steder med høy årlig termisk etterspørsel, som svømmebassenger, vaskemaskinrom og drivhus. Disse systemene kan dekke de fleste, om ikke alle, oppvarmingsbehovene og kan også dekke mange av strømbehovene til huslige apparater på et slikt sted når de brukes som «primær» kraftkilde for solcellene. I nyere år har PVT-støttede jordvarmevarmepumper (PVT-GHP) blitt introdusert; disse har vist seg å gi opptil 20 prosent høyere total PVT-eksregi-effektivitet og 25,6 prosent lavere topp temperatur på solcellepanelene.
Kostnadssparingene gjelder ikke bare energiforbruket. I ett kommersielt tilfelle viste systemet å redusere den årlige temperatursvingningen i jordvarmelagringen med bare 0,4 °C og en tilbakebetalingstid på 3,8 år. Med økt avstand mellom brønnene har tilbakebetalingstiden blitt redusert med 18,8 %. PVT-installasjoner kombinert med varmepumper har vist en strømbesparelse fra nettet på opptil 70 %, og følgelig også reduksjon av CO₂-utslipp og livsvarige kostnader!
Fremtidige konsekvenser
Energiovergangen står for døren, bygningsenergieffektivitetsregler vil bli håndhevet strengere enn noensinne, og hybrid PVT-varmepumpe-systemer vil spille en avgjørende rolle. Teknologien viser også at fornybare energisystemer kan utformes slik at når de brukes i kombinasjonssystemer, overstiger ytelsen kraftig den til hver enkelt komponent alene. Det hybrid PVT-varmepumpe-systemet er derfor en etablert, økonomisk og miljøvennlig løsning for dem som vurderer investeringer i sine eiendommer for å oppnå energibærekraft.
Stiftet i 2009, arbeider Jiangsu DHC Environmental Si-Tech Co., Ltd med grønne energiprodukter. Basert på høy kvalitet og gode tjenester leverer selskapet alle PVT-solmoduler, varmepumper, vindturbiner og LiFePO₄-batterier til bruk i hybrid-systemer. Ring oss nå for å lære hvordan våre løsninger reduserer driften kostnader og gir deg energi-uavhengighet.
