Keď uvažujete o solárnych paneloch, zvyčajne si predstavíte solárnu fotovoltaiku (PV): panely, ktoré sú inštalované na streche alebo na otvorenom priestranstve a premieňajú slnečné svetlo na elektrinu. Solárne panely však môžu byť aj tepelné, čo znamená, že premieňajú slnečné svetlo na teplo na rozdiel od elektriny. Termodynamické solárne panely sú jedným typom tepelných solárnych panelov – nazývaných aj kolektor –, ktoré sa dramaticky líšia od tradičných tepelných panelov; namiesto priameho slnečného žiarenia môžu termodynamické solárne panely vyrábať energiu aj z tepla vo vzduchu.
Kľúčové veci
Termodynamické solárne panely môžu slúžiť ako kolektor a výparník v tepelných čerpadlách s priamou expanziou solárnych čerpadiel (SAHP)
Absorbujú teplo zo slnečného svetla aj okolitého vzduchu a zvyčajne nepotrebujú priame slnečné svetlo, hoci v chladnejších klimatických podmienkach nemusia fungovať tak dobre.
Na posúdenie toho, ako dobre fungujú termodynamické solárne panely v chladnejších klimatických podmienkach, je potrebných viac testov
Zatiaľ čo termodynamické solárne panely sú najobľúbenejšie v Európe, niektoré sa začínajú dostávať na trh v Spojených štátoch
Ako funguje solárne tepelné čerpadlo?
SAHP využívajú na výrobu tepla tepelnú energiu zo slnka a tepelných čerpadiel. Aj keď môžete tieto systémy konfigurovať mnohými rôznymi spôsobmi, vždy obsahujú päť hlavných komponentov: kolektory, výparník, kompresor, tepelný expanzný ventil a zásobník na výmenu tepla.
Čo sú termodynamické solárne panely? Ako fungujú?
Termodynamické solárne panely sú súčasťou niektorých priamo expanzných solárnych tepelných čerpadiel (SAHP), kde slúžia ako kolektor ohrievajúci studené chladivo. V SAHP s priamou expanziou slúžia aj ako výparník: keďže chladivo cirkuluje priamo cez termodynamický solárny panel a absorbuje teplo, vyparuje sa a mení sa z kvapaliny na plyn. Plyn potom prechádza kompresorom, kde je stlačený, a nakoniec do akumulačnej teplovýmennej nádrže, kde ohrieva vašu vodu.
Na rozdiel od fotovoltaiky alebo tradičných tepelných solárnych panelov, termodynamické solárne panely nemusia byť umiestnené na plnom slnečnom svetle. Absorbujú teplo z priameho slnečného žiarenia, ale môžu tiež odoberať teplo z okolitého vzduchu. Teda, zatiaľ čo termodynamické solárne panely sú technicky považované za solárne panely, v niektorých ohľadoch sú viac podobné vzduchovým tepelným čerpadlám. Termodynamické solárne panely môžu byť namontované na strechách alebo stenách, na plnom slnku alebo v úplnom tieni – tu však platí, že ak žijete v chladnom podnebí, budú pravdepodobne najúčinnejšie fungovať pri plnom slnečnom svetle, pretože teplota okolitého vzduchu nemusí byť teplá. dostatočne na to, aby vyhovoval vašim potrebám vykurovania.
A čo solárna teplá voda?
Solárne systémy na prípravu teplej vody využívajú tradičné kolektory, ktoré môžu buď ohrievať chladivo, ako sú termodynamické solárne panely, alebo priamo vodu. Tieto kolektory vyžadujú plné slnečné svetlo a chladivo alebo voda sa môže pohybovať systémom buď pasívne prostredníctvom gravitácie, alebo aktívne prostredníctvom riadiaceho čerpadla. SAHP sú efektívnejšie, pretože obsahujú kompresor, ktorý stláča a koncentruje teplo v plynnom chladive, a pretože obsahujú ventil na výmenu tepla, ktorý reguluje rýchlosť, ktorou chladivo prúdi cez výparník – ktorým môže byť termodynamický solárny panel. - maximalizovať energetický výdaj.
Ako dobre fungujú termodynamické solárne panely?
Na rozdiel od solárnych systémov teplej vody sú termodynamické solárne panely stále vyvíjajúcou sa technológiou a nie sú tak dobre testované. V roku 2014 jedno nezávislé laboratórium, Narec Distributed Energy, vykonalo testy v Blyth, Spojené kráľovstvo, aby určilo účinnosť termodynamických solárnych panelov. Blyth má pomerne mierne podnebie so silnými zrážkami a testy prebiehali od januára do júla.
Výsledky ukázali, že koeficient výkonu alebo COP termodynamického systému SAHP bol 2,2 (keď sa započítajú straty tepla z teplovýmennej nádrže). Tepelné čerpadlá sa zvyčajne považujú za vysoko účinné, keď dosahujú COP nad 3,0. Aj keď táto štúdia preukázala, že v roku 2014 neboli termodynamické solárne panely v miernom podnebí vysoko účinné, v teplejšom podnebí môžu fungovať efektívnejšie. Navyše, keďže technológia neustále napreduje, termodynamické solárne panely pravdepodobne potrebujú novú nezávislú testovaciu štúdiu.
Ako hodnotiť účinnosť solárnych tepelných čerpadiel
Pred výberom SAHP by ste mali porovnať koeficient výkonnosti (COP) rôznych systémov. COP je miera účinnosti tepelného čerpadla na základe pomeru vyrobeného užitočného tepla v porovnaní s jeho energetickým príkonom. Vyššie COP sa rovnajú efektívnejším SAHP a nižším prevádzkovým nákladom. Zatiaľ čo najvyššie COP, ktoré môže akékoľvek tepelné čerpadlo dosiahnuť, je 4,5, tepelné čerpadlá s COP nad 3,0 sa považujú za vysoko účinné.
Čas odoslania: 19. júla 2022