Обикновено, когато мислите за слънчеви панели, си представяте слънчеви фотоволтаици (PV): панели, които са инсталирани на покрива ви или на открито и преобразуват слънчевата светлина в електричество. Слънчевите панели обаче могат да бъдат и топлинни, което означава, че преобразуват слънчевата светлина в топлина, за разлика от електричество. Термодинамичните слънчеви панели са един вид топлинен слънчев панел – наричан още колектор – който се различава драматично от традиционните термични панели; вместо да изискват пряка слънчева светлина, термодинамичните слънчеви панели могат също да генерират енергия от топлина във въздуха.
Ключови изводи
Термодинамичните слънчеви панели могат да служат като колектор и изпарител в слънчеви термопомпи с директно разширение (SAHP)
Те абсорбират топлина както от слънчевата светлина, така и от околния въздух и обикновено не се нуждаят от пряка слънчева светлина, въпреки че може да не работят толкова добре в по-студен климат
Необходими са повече тестове, за да се оцени колко добре работят термодинамичните слънчеви панели в по-студен климат
Докато термодинамичните слънчеви панели са най-популярни в Европа, някои започват да излизат на пазара в Съединените щати
Как работи термопомпа със слънчева енергия?
SAHP използват топлинна енергия от слънцето и термопомпи за производство на топлина. Въпреки че можете да конфигурирате тези системи по много различни начини, те винаги включват пет основни компонента: колектори, изпарител, компресор, терморазширителен вентил и топлообменен резервоар за съхранение.
Какво представляват термодинамичните слънчеви панели? Как действат?
Термодинамичните слънчеви панели са компоненти на някои слънчеви термопомпи с директно разширение (SAHP), където те служат като колектор, загряващ студения хладилен агент. При SAHP с директно разширение те служат и като изпарител: тъй като хладилният агент циркулира директно през термодинамичен слънчев панел и абсорбира топлина, той се изпарява, превръщайки се от течност в газ. След това газът преминава през компресор, където е под налягане, и накрая до топлообменен резервоар за съхранение, където загрява вашата вода.
За разлика от фотоволтаиците или традиционните топлинни слънчеви панели, термодинамичните слънчеви панели не трябва да се поставят на пълна слънчева светлина. Те абсорбират топлина от пряка слънчева светлина, но могат да изтеглят топлина и от околния въздух. По този начин, докато термодинамичните слънчеви панели технически се считат за слънчеви панели, те в някои отношения са по-сходни с въздушните термопомпи. Термодинамичните слънчеви панели могат да се монтират на покриви или стени, на слънце или на пълна сянка – предупреждението тук е, че ако живеете в студен климат, те вероятно ще работят най-ефективно на пълна слънчева светлина, тъй като температурата на околния въздух може да не е топла достатъчно, за да задоволи вашите нужди за отопление.
Какво ще кажете за слънчевата топла вода?
Слънчевите системи за топла вода използват традиционни колектори, които могат или да загряват хладилен агент, като термодинамични слънчеви панели, или да напояват директно. Тези колектори изискват пълна слънчева светлина и хладилният агент или водата могат да се движат през системата или пасивно чрез гравитация, или активно чрез помпа на контролера. SAHP са по-ефективни, защото включват компресор, който повишава налягането и концентрира топлината в газообразния хладилен агент, и защото включват топлообменен клапан, който регулира скоростта, с която хладилният агент протича през изпарителя – който може да бъде термодинамичен слънчев панел – за максимизиране на добива на енергия.
Колко добре работят термодинамичните слънчеви панели?
За разлика от слънчевите системи за гореща вода, термодинамичните слънчеви панели са все още развиваща се технология и не са толкова добре тествани. През 2014 г. една независима лаборатория, Narec Distributed Energy, проведе тестове в Блайт, Обединеното кралство, за да определи ефективността на термодинамичните слънчеви панели. Blyth има сравнително умерен климат с обилни валежи и тестовете са проведени от януари до юли.
Резултатите показаха, че коефициентът на ефективност или COP на термодинамичната система SAHP е 2,2 (когато вземете предвид загубата на топлина от топлообменния резервоар). Термопомпите обикновено се считат за високоефективни, когато постигат COP над 3,0. Въпреки това, докато това проучване показа, че през 2014 г. термодинамичните слънчеви панели не са били много ефективни в умерен климат, те могат да работят по-ефективно в по-топъл климат. Освен това, тъй като технологията продължава да напредва, термодинамичните слънчеви панели вероятно се нуждаят от ново независимо изследване за тестване.
Как да оценим ефективността на слънчевите термопомпи
Преди да изберете SAHP, трябва да сравните коефициента на ефективност (COP) на различните системи. COP е мярка за ефективността на термопомпата въз основа на съотношението на произведената полезна топлина спрямо вложената енергия. По-високите COP се равняват на по-ефективни SAHP и по-ниски оперативни разходи. Докато най-високият COP, който всяка термопомпа може да постигне, е 4,5, термопомпите с COP над 3,0 се считат за високоефективни.
Време на публикуване: 19 юли 2022 г