Гибридная панель PVT объединяет в одном модуле фотоэлектрические элементы и тепловой абсорбер: элементы преобразуют солнечный свет в электричество, а абсорбер, соединенный с их тыльной стороной, забирает тепло, которое элементы использовать не могут, и передает его циркулирующему теплоносителю. Отвод этого тепла удерживает элементы на 10–20 °C холоднее, добавляя примерно 3–8 % электрической выработки, и при этом с той же площади кровли получают пригодную к использованию горячую воду.
Из каких слоев состоит панель PVT?
Гибридный коллектор PVT — это фотоэлектрический модуль и тепловой абсорбер солнечного коллектора в одной раме. Со стороны солнца вниз слои работают вместе как единое энергетическое устройство:
| Слой (сверху вниз) | Функция |
|---|---|
| Закаленное солнечное стекло | Защищает элементы и пропускает солнечный свет |
| Инкапсулированные PV-элементы | Преобразуют примерно пятую часть солнечного света в электричество |
| Теплопроводящий абсорбер | Отводит тепло, которое выделяют элементы |
| Каналы для жидкости | По ним течет гликоль или вода, переносящие тепло |
| Тыльная теплоизоляция или открытая тыльная сторона (в зависимости от модели) | Смещает баланс панели в сторону тепловой или электрической выработки |
| Рама, кабели и гидравлические патрубки | Стандартные PV-разъемы плюс фитинги подающей и обратной линий |
В электрическом отношении панель ведет себя как обычный PV-модуль и подключается к стринговому инвертору; в гидравлическом — как солнечный коллектор и подключается трубами к замкнутому контуру.
Как одна панель одновременно дает два вида энергии?
Кристаллические PV-элементы превращают в электричество лишь около 20–22 % падающего солнечного света — большая часть солнечной энергии превращается в тепло внутри элемента. Обычный PV-модуль просто отдает это тепло ветру. В модуле PVT абсорбер, приламинированный к элементам, вместо этого отводит его в циркулирующий теплоноситель, так что один квадратный метр кровли одновременно дает два вида энергии: электричество постоянного тока для инвертора и тепло 25–60 °C для бойлера, бассейна или контура источника теплового насоса. Один вид выработки не мешает другому; они идут параллельно, пока светит солнце.
Почему охлаждение PV-элементов увеличивает выработку электричества?
Потому что кремний лучше работает при низкой температуре. Кристаллические элементы теряют примерно 0,3–0,5 % мощности на каждый градус нагрева выше номинальной точки 25 °C, а неохлаждаемый кровельный модуль летом регулярно нагревается на 30–40 °C выше температуры окружающей среды. Отвод тепла в панели PVT удерживает элементы на 10–20 °C холоднее, чем у эквивалентного неохлаждаемого модуля, что дает примерно на 3–8 % больше электроэнергии за год. Физика подробно рассмотрена в материале вырабатывают ли солнечные панели больше электричества при охлаждении.
Куда уходит собранное тепло?
Тепловая сторона подключается как любой солнечный контур: насосная группа прокачивает теплоноситель через поле панелей и передает тепло змеевику бойлера, теплообменнику бассейна или стороне источника теплового насоса «рассол-вода». Конфигурация с тепловым насосом — когда панель заменяет наружный блок или скважину — самое быстрорастущее направление применения; оно объяснено в материале как панель PVT работает источником для теплового насоса. Типичные температуры на выходе по сезонам рассмотрены в материале какую температуру воды дает панель PVT.
Насколько эффективна панель PVT в целом?
С учетом обеих выработок панель PVT дает в 3–4 раза больше суммарной энергии, чем обычный PV-модуль той же площади, если тепло реально используется, — электричество и тепло вместе могут превышать 60 % преобразования падающего солнечного света против около 20 % у одних PV. Технология устоявшаяся, а не экспериментальная: отчеты IEA SHC Solar Heat Worldwide показывают, что в мире установлено значительно более миллиона квадратных метров коллекторов PVT, а IEA SHC Task 60 документирует системы с мониторингом по всей Европе. Solimpeks выпускает гибридные панели PV-T в Конье с 2008 года; нынешняя модель PV-T 590 имеет номинальную электрическую мощность 590 Wp, сертификацию Solar Keymark через Kiwa Cermet Italia (лицензия 16918 Rev.0) и сертификацию PV-модуля по IEC 61215/61730-1 (16917 Rev.0). Оправдана ли такая панель для вашего здания с учетом суммарной выработки, честно разобрано в материале лучше ли панели PVT, чем обычные PV.
Часто задаваемые вопросы
Вырабатывает ли панель PVT электричество, если я не использую тепло?
Да — PV-часть работает независимо, как обычный модуль. Но если тепловой контур никогда не отводит тепло, вы теряете эффект охлаждения, и панель работает при обычных для PV температурах, поэтому экономическая целесообразность зависит от наличия реальной потребности в тепле — горячей воды, бассейна или источника теплового насоса.
Работают ли панели PVT в облачные дни?
Да. PV-элементы вырабатывают энергию из рассеянного света с пониженной мощностью, а абсорбер по-прежнему собирает низкопотенциальное тепло. Неостекленные панели PVT также обмениваются теплом с окружающим воздухом, поэтому они остаются полезными как источник для теплового насоса даже в пасмурную погоду.
Могут ли панели PVT заменить и PV-модули, и солнечные коллекторы?
На кровлях с ограниченным местом — да, в этом их главное преимущество: одно поле панелей дает обе выработки с той же площади. Там, где место на кровле не ограничено, отдельные PV и тепловые системы можно подбирать независимо; этот компромисс сравнивается в статье pvt-vs-separate-pv-and-solar-thermal.
Какую электрическую мощность имеет современная панель PVT?
Модули PVT нынешнего поколения соответствуют по мощности массовым PV-модулям. Например, Solimpeks PV-T 590 имеет номинальную электрическую мощность 590 Wp, а тепловой абсорбер добавлен за элементами, а не за счет электрической мощности.