Як правило, коли ви думаєте про сонячні панелі, ви уявляєте сонячні фотоелектричні (PV): панелі, які встановлюються на даху або на відкритому просторі та перетворюють сонячне світло в електрику. Однак сонячні панелі також можуть бути тепловими, тобто вони перетворюють сонячне світло в тепло, а не в електрику. Термодинамічні сонячні панелі — це один із типів теплових сонячних панелей, які також називаються колекторами, і вони значно відрізняються від традиційних теплових панелей; замість того, щоб вимагати прямого сонячного світла, термодинамічні сонячні панелі також можуть виробляти електроенергію за рахунок тепла в повітрі.
Ключові висновки
Термодинамічні сонячні панелі можуть служити колектором і випарником у теплових насосах прямого розширення з сонячною батареєю (SAHP)
Вони поглинають тепло як від сонячного світла, так і від навколишнього повітря, і зазвичай не потребують прямого сонячного світла, хоча вони можуть не працювати так добре в холодному кліматі
Потрібні додаткові тести, щоб оцінити, наскільки добре термодинамічні сонячні панелі працюють у холодніших кліматичних умовах
Хоча термодинамічні сонячні панелі найбільш популярні в Європі, деякі з них починають надходити на ринок Сполучених Штатів
Як працює сонячний тепловий насос?
SAHP використовують теплову енергію від сонця та теплових насосів для виробництва тепла. Хоча ви можете налаштувати ці системи різними способами, вони завжди включають п’ять основних компонентів: колектори, випарник, компресор, терморозширювальний клапан і накопичувальний теплообмінний бак.
Що таке термодинамічні сонячні панелі? Як вони працюють?
Термодинамічні сонячні панелі є компонентами деяких сонячних теплових насосів прямого розширення (SAHP), де вони служать колектором, нагріваючи холодний холодоагент. У SAHP прямого розширення вони також служать випарником: коли холодоагент циркулює безпосередньо через термодинамічну сонячну панель і поглинає тепло, він випаровується, перетворюючись із рідини на газ. Потім газ проходить через компресор, де він знаходиться під тиском, і, нарешті, до теплообмінного резервуара, де він нагріває воду.
На відміну від фотоелектричних або традиційних теплових сонячних панелей, термодинамічні сонячні панелі не потрібно розміщувати на сонячному світлі. Вони поглинають тепло від прямих сонячних променів, але також можуть забирати тепло від навколишнього повітря. Таким чином, хоча термодинамічні сонячні панелі технічно вважаються сонячними панелями, вони в деякому роді більше схожі на повітряні теплові насоси. Термодинамічні сонячні батареї можна монтувати на дахах або стінах, на сонці або в повній тіні. Застереження тут полягає в тому, що якщо ви живете в холодному кліматі, вони, ймовірно, працюватимуть найбільш ефективно при повному сонячному світлі, оскільки температура навколишнього повітря може бути невисокою. достатньо для задоволення ваших потреб в опаленні.
А як щодо сонячної гарячої води?
Сонячні системи гарячого водопостачання використовують традиційні колектори, які можуть або нагрівати холодоагент, як термодинамічні сонячні панелі, або безпосередньо воду. Ці колектори вимагають повного сонячного світла, і холодоагент або вода можуть рухатися через систему або пасивно через силу тяжіння, або активно через насос контролера. SAHP є більш ефективними, оскільки вони містять компресор, який створює тиск і концентрує тепло в газоподібному холодоагенті, а також тому, що вони включають теплообмінний клапан, який регулює швидкість, з якою холодоагент протікає через випарник, який може бути термодинамічною сонячною панеллю. – максимізувати вихід енергії.
Наскільки добре працюють термодинамічні сонячні панелі?
На відміну від сонячних систем гарячого водопостачання, термодинамічні сонячні панелі все ще є технологією, що розвивається, і не настільки добре перевірені. У 2014 році одна незалежна лабораторія, Narec Distributed Energy, провела випробування в Бліті, Сполучене Королівство, щоб визначити ефективність термодинамічних сонячних панелей. Бліт має досить помірний клімат з рясними опадами, і випробування проводилися з січня по липень.
Результати показали, що коефіцієнт ефективності, або COP, термодинамічної системи SAHP становив 2,2 (якщо врахувати втрату тепла з теплообмінного бака). Теплові насоси зазвичай вважаються високоефективними, якщо вони досягають COP вище 3,0. Однак, хоча це дослідження продемонструвало, що в 2014 році термодинамічні сонячні панелі не були дуже ефективними в помірному кліматі, вони можуть працювати більш ефективно в більш теплому кліматі. Крім того, оскільки технологія продовжує розвиватися, термодинамічні сонячні панелі, ймовірно, потребують нового незалежного тестування.
Як оцінити ефективність теплових насосів із сонячною батареєю
Перш ніж вибрати SAHP, вам слід порівняти коефіцієнт ефективності (COP) різних систем. COP — це показник ефективності теплового насоса, який базується на співвідношенні виробленого корисного тепла та споживаної енергії. Вищий COP означає більш ефективні SAHP і нижчі експлуатаційні витрати. Хоча найвищий COP, якого може досягти будь-який тепловий насос, становить 4,5, теплові насоси з COP вище 3,0 вважаються високоефективними.
Час публікації: 19 липня 2022 р