混合光伏热模块为盐水热泵提供热源
混合光伏热模块为盐水热泵提供热源
陈讲运清洁供热分会
23分钟前
该模块由荷兰公司 UseAllEnergy 开发，其背面装有一个热交换器，用作盐水-水热泵的热源。由于这项创新，热泵不需要从钻孔中获取热量，但仍然可以产生足够的热能。据称，该解决方案易于安装，也适用于改造。
Longi HiMo4 PERC 模块背面的热交换器
René Siegerink 是一位居住在荷兰本特洛的自动化工程师，他为未来的电加热开发了自己的概念。在他 1978 年建造的独立式住宅的屋顶上，Siegerink 部署了一个光伏系统，并对部分组件进行了改造，以确保它们不仅可以发电，还有助于为房屋供暖。
两年来，这位企业家不再用燃气取暖，而是使用盐水热泵。这并不奇怪，因为这样的系统是标准解决方案，盐水通过钻孔用地热能加热，热泵由屋顶的太阳能供电。然而，西格林克并没有在地上挖一个洞。他开发了一个附件，他绑在光伏模块的背面，作为盐水-水循环的热源。他现在与他的公司 UseAllEnergy 一起生产和销售这种解决方案。
通过这个附件，一个热交换器，他将标准光伏模块转换为光伏太阳能热 (PVT) 模块。这种混合面板已经存在很长时间了。然而，他们无法在更大范围内占上风。造成这种情况的一个原因是，转换标准 PV 模块会使制造商的保证面临风险。另一个原因是水温不接近纯太阳能集热器可以提供的温度，并且热量输出仅限于非常晴朗的日子。Siegerink 能够解决这两个问题。
使用 UseAllEnergy 模块构建的光伏系统
该解决方案被称为“Solar Heat Multipanel”，通过不将来自修改模块的热量直接耦合到房屋的供暖系统，而是将其用作热泵的来源，从而解决了其中一个问题。液体在屋顶上的热交换器和热泵之间循环，将其冷却并将其泵回屋顶，然后在周围空气中再次加热。在这种配置下，面板的热单元可以在比传统太阳能热模块更低的温度下工作，因为它不需要阳光直射。此外，在夜间，热交换器从环境空气中升温，这种效果只有通过不对其热交换器的背面进行隔热才能实现。
可以产生多少热能是令人惊讶的。例如，当室外温度为0摄氏度时，如果热泵将液体介质冷却到-10摄氏度，一个模块在黑暗中可以提供300W的热能。但如果在这种情况下阳光普照，则热量输出会增加到 650 W，Siegerink 解释说。在 20 度的室外温度下，可实现高达 873 W 的热功率。无论如何，当阳光明媚时，最高可达 380 W 的电力。
组件在不同温度和辐照条件下的热电性能由 Solar Keymark 质量标签确认，该标签证明了太阳能热产品和混合组件的性能。UseAllEnergy 声称它已接近通过德国 TÜV Rheinland 的认证。
12 个模块的热输出足以供应 6 kW 输出的热泵。性能系数 (COP) 为 3.5，需要 1.7 kW 的电能和 4.3 kW 的环境热量，而这些都是模块必须提供的。十二个模块还提供足够的电能来全年以二氧化碳中和的方式运行热泵
在过去两年中，Siegerink 热泵每年平均用电量不到 3,300 千瓦时。如果系统所有者想在冬季增加电力自给自足，他可以轻松地使用光学相同的模块扩展模块领域，而无需热交换器。
对于保修问题，Siegerink 说服了中国组件制造商隆基，他的热交换器不会损坏光伏组件，而是通过其提供的冷却效果提高了电气性能。因此，Longi 接受了 UseAllEnergy 对其 HiMo4 plus 模块的修改，而客户没有失去保修索赔。
据称面板的安装非常容易。带有接线盒凹槽的铝制热交换器用金属夹固定在背板上，由于不使用粘合剂，因此可以随时取下。它只有 19 毫米厚，所以从侧面看不到它，也不会干扰模块的通常固定。模块的所有部件都可以自由访问以进行检查和维护。
原则上，Siegerink 的公司也可以从其他光伏模块制造这些混合模块。他解释说，热交换器的生产很容易，可以随时转换为其他形式。所以没有什么能阻碍批量生产。他的公司提供 25 年的热效应产品保证并防止吸收器泄漏。改造现有的光伏系统也是可以想象的。但是，Solar Keymark 标签仅适用于直接从车间组装的完整产品。
Solar Heat Multipanel 与盐水-水热泵的结合可以与空气-水热泵的使用进行最佳比较。据 Siegerink 称，性能是相似的。两者都可以轻松改装并且只需要很小的空间。然而，在附近，空气 - 水热泵的噪音发展可能会产生问题，而混合模块则不是这种情况。
Siegerink 预计热交换器的成本为每个模块 300 欧元，外加安装费用。对于这两种系统，当外部温度下降并且最迟在 -20 摄氏度时无法再提取热量时，效率就会下降。夏季降温的可能性在非常高的温度下也受到限制。Siegerink 说，对于新建筑，如果有可用空间，系统所有者应该考虑增加一个小的地下存储空间。
热泵可以根据外界温度和缓冲区内的温度来选择较暖的源。在非常晴朗的日子里，它可以加热地下储罐。在非常寒冷的日子里，混合动力模块可能只能做出很小的贡献，大部分能量来自地面。如果土壤中的水分在这个过程中结冰，也可以利用从水到冰的相变能量。使用地下储罐，热泵还可以在某些情况下加热模块，以防止它们结冰。