Vanligtvis, när du tänker på solpaneler, föreställer du dig solceller (PV): paneler som installeras ovanpå ditt tak eller i ett öppet utrymme och omvandlar solljus till elektricitet. Men solpaneler kan också vara termiska, vilket innebär att de omvandlar solljus till värme i motsats till el. Termodynamiska solpaneler är en typ av termisk solpanel – även kallad en kollektor – som skiljer sig dramatiskt från traditionella termiska paneler; istället för att kräva direkt solljus kan termodynamiska solpaneler också generera kraft från värme i luften.
Nyckel takeaways
Termodynamiska solpaneler kan fungera som solfångare och förångare i direktexpansion solar-assisterade värmepumpar (SAHP)
De absorberar värme från både solljus och omgivande luft och behöver vanligtvis inte direkt solljus, även om de kanske inte fungerar lika bra i kallare klimat
Fler tester krävs för att bedöma hur väl termodynamiska solpaneler fungerar i kallare klimat
Medan termodynamiska solpaneler är mest populära i Europa, börjar vissa att komma ut på marknaden i USA
Hur fungerar en solvärmepump?
SAHP använder termisk energi från solen och värmepumpar för att producera värme. Även om du kan konfigurera dessa system på många olika sätt, innehåller de alltid fem huvudkomponenter: kollektorer, en förångare, en kompressor, en termisk expansionsventil och en värmeväxlartank.
Vad är termodynamiska solpaneler? Hur fungerar de?
Termodynamiska solpaneler är komponenter i vissa direktexpansion solar-assisterade värmepumpar (SAHP), där de fungerar som uppsamlare, värmer det kalla köldmediet. Vid direktexpansion SAHP fungerar de också som förångare: eftersom köldmediet cirkulerar direkt genom en termodynamisk solpanel och absorberar värme, förångas det och förvandlas från en vätska till en gas. Gasen går sedan genom en kompressor där den är trycksatt och slutligen till en lagringsvärmeväxlartank där den värmer ditt vatten.
Till skillnad från solceller eller traditionella termiska solpaneler behöver termodynamiska solpaneler inte placeras i fullt solljus. De absorberar värme från direkt solljus, men kan också dra värme från omgivande luft. Således, medan termodynamiska solpaneler tekniskt sett anses vara solpaneler, är de på något sätt mer lika luftvärmepumpar. Termodynamiska solpaneler kan monteras på tak eller väggar, i full sol eller i fullständig skugga – varningen här är att om du bor i ett kallt klimat, kommer de förmodligen att fungera mest effektivt i fullt solljus eftersom den omgivande lufttemperaturen kanske inte är varm tillräckligt för att möta dina värmebehov.
Hur är det med solvarmvatten?
Solvarmvattensystem använder traditionella solfångare, som antingen kan värma ett köldmedium, som termodynamiska solpaneler, eller vatten direkt. Dessa kollektorer kräver fullt solljus, och köldmediet eller vattnet kan röra sig genom systemet antingen passivt via gravitationen eller aktivt via en styrpump. SAHP är mer effektiva eftersom de inkluderar en kompressor som trycksätter och koncentrerar värmen i det gasformiga köldmediet, och eftersom de inkluderar en termisk växlingsventil som reglerar hastigheten med vilken köldmediet strömmar genom förångaren – som kan vara en termodynamisk solpanel – för att maximera energiuttaget.
Hur bra fungerar termodynamiska solpaneler?
Till skillnad från solvarmvattensystem är termodynamiska solpaneler fortfarande en teknologi under utveckling och är inte lika väl beprövade. Under 2014 genomförde ett oberoende laboratorium, Narec Distributed Energy, tester i Blyth, Storbritannien för att fastställa effektiviteten hos termodynamiska solpaneler. Blyth har ett ganska tempererat klimat med kraftiga regn och testerna kördes från januari till juli.
Resultaten visade att prestandakoefficienten, eller COP, för det termodynamiska SAHP-systemet var 2,2 (när man räknar med värmeförlusten från värmeväxlingstanken). Värmepumpar anses vanligtvis vara mycket effektiva när de uppnår COPs över 3,0. Men även om denna studie visade att termodynamiska solpaneler 2014 inte var särskilt effektiva i ett tempererat klimat, kan de fungera mer effektivt i varmare klimat. Dessutom, eftersom tekniken har fortsatt att utvecklas, är termodynamiska solpaneler förmodligen i behov av en ny oberoende teststudie.
Hur man utvärderar effektiviteten hos solcellsstödda värmepumpar
Innan du väljer en SAHP bör du jämföra prestandakoefficienten (COP) för olika system. COP är ett mått på värmepumpens effektivitet baserat på förhållandet mellan producerad användbar värme jämfört med dess energitillförsel. Högre COP är detsamma som effektivare SAHP och lägre driftskostnader. Medan den högsta COP som någon värmepump kan uppnå är 4,5, anses värmepumpar med COP över 3,0 vara mycket effektiva.
Posttid: 19 juli 2022