EN
Yenilenebilir enerji teknolojilerinin birleşimi, parçalarının toplamından daha büyüktür. Fotovoltaik-termal sistemlerin ısı pompası sistemleriyle entegrasyonu, sürdürülebilir bina enerji tedarikine yönelik en umut verici hibrit çözümlerden biridir. Geleneksel güneş ısısı veya güneş ışığı iletim teknolojilerinin aksine, PVT teknolojileri hem elektrik hem de ısıyı aynı anda yakalayabilir; ısı pompası ise düşük dereceli termal enerjiyi (ısıyı) kullanılabilir bir seviyeye yükseltir. Bir araya geldiklerinde, bu sistemler dünya genelinde gerçek tesislerde kanıtlanmış ve test edilmiş güçlü bir ikili oluşturur.
Hibrit Sistem Nasıl Çalışır
PVT (Fotovoltaik-Isıl) kolektörü bu sistemin temel unsuru olup, ters yüzüne ısı emiciye bağlı fotovoltaik hücrelerden oluşur. PV hücreleri güneş ışığına maruz kaldıklarında elektrik üretirken, ısı emici panellerin atık ısısını toplar ve bu ısıyı bir sistem içinde dolaşan akışkana aktarır. Bu ürünün iki işlevli tasarımı, geleneksel güneş PV modüllerinin aşırı ısınma gibi temel eksikliklerinden birini çözer. PVT soğutma sisteminin normal çalışma koşulları altında yapılan bu enerji analizleri, elektrik veriminde PVT soğutma sisteminin kullanımıyla önemli ölçüde artış olduğu gösterilmiştir.
Toplanan ısı, daha sonra bir ısı pompası döngüsünde düşük sıcaklıklı bir ısı kaynağı olarak kullanılır ve bu durum kompresöre uygulanan yükü azaltır. Birçok yapılandırmada PVT ile üretilen termal enerji, sisteme verilen ısı girişinin önemli bir kısmını oluşturur. Örneğin sıvı fazla besleme yöntemi, duvarların ıslatılmasında iyileşme sağlar ve ısı değişimi için mevcut yüzeyin tamamından yararlanmayı garanti eder; bu da kompresörün daha yüksek yoğunluklu buhar emesini sağlar ve termal ile elektriksel performansları artırır. Bu iki teknolojinin etkili birleşimi, atık ısının bir kaynak olarak değerlendirilmesiyle kapalı bir devre oluşturur.
Gerçek Kurulumlardan Elde Edilen Performans Ölçütleri
PVT-isı pompası hibritlerinin performansı etkileyici olup, gerçek dünya verileri bu durumu doğrulamaktadır. Gerçek kış koşulları test düzeneğinde bulunan sera için 12 kW’lık PVT güneş kolektörü alanları ve değişken hızlı 10 kW’lık bir ısı pompasından oluşan hibrit sistemlerin termal ve elektriksel performansları incelenmiştir. Sera içi sıcaklığı, dış sıcaklığın -10,5 °C’nin altına düştüğü tüm kış boyunca sabit 10 °C olarak kalmıştır; sağlanan ısı miktarı 11.253 kWh’tır. Sezon dışı dönemde neredeyse hiç ısıtma ihtiyacı olmaması nedeniyle kalan 11.125 kWh’lik ısı yıllık ısıtma yüküne depolanmış ve aktarılmıştır; böylece yıllık toplam ısı sağlama miktarı 22.378 kWh olmuştur.
Elektrik açısından, PVT sistemi yıl boyunca 3.839 kWh elektrik üretti ve bu miktar, ısı pompası ile yardımcı sistemin toplam elektrik tüketiminin %36,72’sini karşıladı. Araştırma, soğuk koşullarda ısı pompasıyla entegre edilen PVT kollektörlerinin enerji tüketiminde ve geleneksel şebeke elektriğine bağımlılıkta büyük tasarruflar sağladığını gösterdi; mevsimsel performans katsayısı (CoP) 3,38 olarak ölçüldü.
Ticari bir binada, 392 m²’lik bir PVT sistemine sahip kurulumda tipik bir hafta içinde ısıtma CoP’si 5,8 ile 6,3 arasında değişti. Tümleşik sistemin CoP’si en fazla 11,4’e ulaştı; yıllık ortalama CoP ise 5,5 oldu. Sistemin geri ödeme süresi yalnızca 3,8 yıl oldu. Başka bir yıl boyu yapılan çalışmada, PVT buharlaştırıcısı ile kışın ortalama CoP’nin 2,92, yazın 3,69 ve geçiş mevsimlerinde 3,46 olduğu belirlendi; aynı zamanda ortalama aylık termal verim %60,37 ve toplam termoelektrik verim %70,12 olarak kaydedildi. Bu sonuçlar uygulama alanları ve mali avantajlar bağlamında değerlendirilmiştir.
Uygulamalar ve Mali Avantajlar
Hibrit PVT-isı pompası sistemleri, yüzme havuzları, çamaşırhaneler ve sera gibi yıllık termal talep yüksek olan tesisler için özellikle faydalıdır. Bu sistemler, ısıtma gereksinimlerinin büyük bir kısmını veya tamamını karşılayabilir ve güneş enerjisi için 'birincil' güç kaynağı olarak kullanıldığında, bu büyüklükteki bir tesis üzerindeki evsel elektrikli cihazların çoğu için gerekli elektriği sağlayabilir. Son yıllarda, PVT destekli Yer Kaynaklı Isı Pompaları (PVT-GHP'ler) tanıtılmıştır; bu sistemlerin toplam PVT ekserji veriminde %20'ye kadar artış ve PV panelin tepe sıcaklığında %25,6 azalma sağladığı kanıtlanmıştır.
Maliyet tasarrufları yalnızca enerji tüketimi açısından değil, aynı zamanda bir ticari uygulamada sistemin yıllık toprak ısı depolama sıcaklığı değişimi miktarını yalnızca 0,4 °C'ye ve geri ödeme süresini 3,8 yıla düşürdüğü gözlemlenmiştir. Kazık aralıklarının artırılmasıyla geri ödeme süresi %18,8 azalmıştır. Isı pompalarıyla birlikte kurulan PVT sistemleri, şebeke elektriği tüketiminde %70'e varan tasarruf sağlamıştır; bu da CO₂ emisyonları ve yaşam döngüsü maliyetlerinde de tasarrufa yol açmıştır!
Geleceğe Yönelik Etkiler
Enerji geçişi, önümüzdeki kapıda; bina enerji verimliliği düzenlemeleri daha önce hiç olmadığı kadar sıkı uygulanacak ve hibrit PVT-isı pompası sistemleri kritik bir rol üstlenecek. Bu teknoloji ayrıca, yenilenebilir enerji sistemlerinin, birlikte çalıştıklarında her bileşenin tek başına sağladığı performansı çok fazla aşacak şekilde tasarlanabileceğini de göstermektedir. Dolayısıyla hibrit PVT-isı pompası sistemi, enerji sürdürülebilirliği yönünde tesislerine yatırım düşünmekte olanlar için kanıtlanmış, ekonomik ve çevre dostu bir çözümdür.
2009 yılında kurulan Jiangsu DHC Environmental Si-Tech Co., Ltd., yeşil enerji ürünlerinde faaliyet göstermektedir. Şirket, sağlam kalite ve hizmet anlayışıyla, hibrit sistemlerde kullanılmak üzere tüm PVT güneş modüllerini, ısı pompalarını, rüzgâr türbinlerini ve LiFePO₄ pillerini tedarik etmektedir. İşletmenizin işletme maliyetlerini nasıl azalttığımızı ve enerji bağımsızlığı sağladığımızı öğrenmek için hemen arayın.
