Обычно, когда вы думаете о солнечных панелях, вы представляете себе солнечные фотоэлектрические панели (PV): панели, которые устанавливаются на крыше или на открытом пространстве и преобразуют солнечный свет в электричество. Однако солнечные панели также могут быть тепловыми, то есть они преобразуют солнечный свет в тепло, а не в электричество. Термодинамические солнечные панели — это один из типов тепловых солнечных панелей, также называемый коллектором, который резко отличается от традиционных тепловых панелей; Вместо того, чтобы требовать прямого солнечного света, термодинамические солнечные панели также могут генерировать энергию за счет тепла в воздухе.
Ключевые выводы
Термодинамические солнечные панели могут служить коллектором и испарителем в солнечных тепловых насосах прямого расширения (SAHP).
Они поглощают тепло как от солнечного света, так и от окружающего воздуха, и обычно не нуждаются в прямом солнечном свете, хотя в более холодном климате они могут работать не так хорошо.
Необходимы дополнительные испытания, чтобы оценить, насколько хорошо термодинамические солнечные панели работают в холодном климате.
Хотя термодинамические солнечные панели наиболее популярны в Европе, некоторые из них начинают появляться на рынке США.
Как работает солнечный тепловой насос?
SAHP используют тепловую энергию солнца и тепловых насосов для производства тепла. Хотя вы можете сконфигурировать эти системы по-разному, они всегда включают в себя пять основных компонентов: коллекторы, испаритель, компрессор, терморасширительный клапан и теплообменный бак.
Что такое термодинамические солнечные панели? Как они работают?
Термодинамические солнечные панели являются компонентами некоторых солнечных тепловых насосов прямого расширения (SAHP), где они служат коллектором, нагревая холодный хладагент. В SAHP прямого расширения они также служат испарителем: поскольку хладагент циркулирует непосредственно через термодинамическую солнечную панель и поглощает тепло, он испаряется, превращаясь из жидкости в газ. Затем газ проходит через компрессор, где он находится под давлением, и, наконец, в теплообменный бак-аккумулятор, где он нагревает воду.
В отличие от фотоэлектрических или традиционных тепловых солнечных панелей, термодинамические солнечные панели не нужно размещать под ярким солнечным светом. Они поглощают тепло от прямых солнечных лучей, но также могут извлекать тепло из окружающего воздуха. Таким образом, хотя термодинамические солнечные панели технически считаются солнечными панелями, в некотором смысле они больше похожи на воздушные тепловые насосы. Термодинамические солнечные панели можно монтировать на крыше или стене, как на ярком солнце, так и в полной тени. Предостережение заключается в том, что если вы живете в холодном климате, они, вероятно, будут работать наиболее эффективно при ярком солнечном свете, поскольку температура окружающего воздуха может быть невысокой. достаточно для удовлетворения ваших потребностей в отоплении.
А как насчет солнечной горячей воды?
В солнечных системах горячего водоснабжения используются традиционные коллекторы, которые могут либо нагревать хладагент, например, термодинамические солнечные панели, либо напрямую нагревать воду. Этим коллекторам требуется полный солнечный свет, и хладагент или вода могут перемещаться по системе либо пассивно под действием силы тяжести, либо активно через насос контроллера. SAHP более эффективны, поскольку они включают в себя компрессор, который создает давление и концентрирует тепло в газообразном хладагенте, а также потому, что они включают в себя теплообменный клапан, который регулирует скорость, с которой хладагент проходит через испаритель, который может представлять собой термодинамическую солнечную панель. – максимизировать выход энергии.
Насколько хорошо работают термодинамические солнечные панели?
В отличие от солнечных систем горячего водоснабжения, термодинамические солнечные панели все еще являются развивающейся технологией и не так хорошо проверены. В 2014 году независимая лаборатория Narec Distributed Energy провела испытания в Блите, Великобритания, для определения эффективности термодинамических солнечных панелей. В Блите довольно умеренный климат с обильными дождями, а испытания проводились с января по июль.
Результаты показали, что коэффициент полезного действия, или COP, термодинамической системы SAHP составил 2,2 (с учетом потерь тепла из теплообменного бака). Тепловые насосы обычно считаются высокоэффективными, если их COP превышает 3,0. Однако, хотя это исследование показало, что в 2014 году термодинамические солнечные панели не были высокоэффективными в умеренном климате, они могут работать более эффективно в более теплом климате. Кроме того, поскольку технология продолжает развиваться, термодинамические солнечные панели, вероятно, нуждаются в новом независимом исследовании испытаний.
Как оценить эффективность солнечных тепловых насосов
Прежде чем выбрать SAHP, следует сравнить коэффициент полезного действия (КПД) различных систем. COP — это мера эффективности теплового насоса, основанная на соотношении произведенного полезного тепла по сравнению с его потребляемой энергией. Более высокий COP означает более эффективные SAHP и более низкие эксплуатационные расходы. Хотя самый высокий КПД, которого может достичь любой тепловой насос, составляет 4,5, тепловые насосы с КПД выше 3,0 считаются высокоэффективными.
Время публикации: 19 июля 2022 г.