Sadece Fotovoltaik Paneller Kurmayın! PV/T "Gücü ve Isıyı İki Katına Çıkararak" Enerji Verimliliğinizi İki Katına Çıkarır!

"Çift karbon" hedefleri ışığında, temiz enerjiye geçişin hızı artıyor. Ancak geleneksel güneş enerjisi kullanımının sınırlamaları giderek daha belirgin hale geliyor: fotovoltaik paneller yalnızca elektrik üretirken, güneş enerjili su ısıtıcıları yalnızca ısı üretiyor ve bu da çifte alan ve enerji israfına yol açıyor. PVT ürünlerinin ortaya çıkışı tam da bu sorunu ele alıyor: tek bir modül hem elektrik hem de ısı üreterek, daha önce boşa harcanan güneş enerjisinin tamamen geri kazanılmasını ve genel kullanım oranının iki katına çıkarılmasını sağlıyor. Bugün, PVT'nin tanımı, ilkeleri ve uygulamalarıyla benzersiz değerini inceleyeceğiz!

PVT nedir?

PVT bir kısaltmadır.

1.PV: Fotovoltaik, fotovoltaik güç üretim bileşenini ifade eder.

2. T: Termal, güneş ısısı kullanım bileşenini ifade eder.

A. Tam adı: Güneş Fotovoltaik Termal Kollektör

Diğer pazar adları şunlardır: PVT fotovoltaik termal modül, PVT güneş termal gücü (entegre sistem), PVT kollektörü, kombine ısı ve güç sistemi ve termoelektrik ikiz sistemi.

PVT, tek bir modülde birleşik ısı ve güç üretimi sağlamak için güneş termal güç birleştirme teknolojisini kullanır. Bu teknoloji, güneş panellerinde fotovoltaik dönüşüm süreci sırasında oluşan ısıyı toplayarak, panel yüzey sıcaklığını optimum verimlilik aralığında (25-45°C) tutar. Bu sayede ısı etkili bir şekilde yakalanır ve güç üretim verimliliği artırılır.

PVT'nin Kökeni

Fotovoltaik panellerde birim alan başına enerji dönüşüm oranı (elektrikten ısıya) genellikle %20 civarındayken, düz plakalı kollektörlerde bu oran %70'i geçmez. Fotovoltaik panellerde, birim alan başına enerjinin yaklaşık %80'i esasen ısı olarak israf edilmektedir. Bu nedenle, fotovoltaik güç üretiminin birim verimliliğini etkili bir şekilde artırırken, kalan ısıyı entegre termal ve elektrik enerjisi kullanımı için kullanmanın bir yolunu bulmak önemli bir gelişme alanı haline gelmiştir. "Güneş fotovoltaik termal entegre kollektörü"nün (PVT) kökeni de budur.

PVT Yapısal Analizi

PVT'nin temel avantajı işbirlikçi tasarımında yatmaktadır:

PV modülü: Elektrik üretmekten sorumludur, güneş enerjisinin "elektrik dönüştürücüsü" olarak işlev görür.

Bu bileşen, yaygın fotovoltaik panellere benzer şekilde çalışır; çekirdeği fotovoltaik hücredir (monokristalin silikon, polikristalin silikon veya ince film hücreler gibi). Güneş ışığı hücreye çarptığında, fotonlar yarı iletkendeki elektronları uyararak elektrik akımı oluşturur ve böylece elektrik üretilir. Bu elektrik, evlerde ve cihazlarda (örneğin ev aletleri ve aydınlatma gibi) doğrudan kullanılabilir, pillerde depolanabilir veya gelir elde etmek için şebekeye aktarılabilir.

T modülü: Isı üretmekten sorumludur, güneş enerjisinin "ısı geri kazanım cihazı" olarak görev yapar.

PVT ile sıradan fotovoltaik paneller arasındaki temel fark budur: PV modülünün (fotovoltaik hücre) altında bir ısı değişim kanalı (genellikle içinden su, hava veya termal yağ gibi bir "ısı transfer ortamı" geçen metal bir boru) bulunur. Geleneksel fotovoltaik paneller çalışırken, aldıkları güneş enerjisinin %30 ila %50'si elektriğe dönüştürülmez, bunun yerine ısıya dönüşür ve panel sıcaklığının yükselmesine neden olur (sıcaklık ne kadar yüksekse, fotovoltaik hücrenin verimliliği o kadar düşük olur). Ancak PVT T modülü bu ısıyı aktif olarak "geri dönüştürür": kanaldan bir ısı transfer ortamı akarak fotovoltaik panelden ısıyı uzaklaştırır. Bu, yalnızca panel sıcaklığını düşürüp enerji üretim verimliliğini korumakla kalmaz, aynı zamanda ısı transfer ortamının sıcaklığını da artırarak onu evsel ve endüstriyel kullanım için kullanılabilir sıcak suya veya sıcak havaya dönüştürür.

PVT Nasıl Çalışır?

Güneş ışınlarının bir kısmı fotovoltaik etkiyle elektriğe dönüştürülür.

Elektronlar göçleri sırasında ısı üretirler.

Bu ısı kollektör kanalı içindeki ortama aktarılır ve daha sonra ısı depolama tankına taşınır.

Bu sayede hem fazla ısı yakalanıyor hem de güç üretim verimliliği artırılarak verimli bir kojenerasyon sağlanıyor.

Önemli istatistikler etkileyici:

Güneş enerjisinin yaklaşık %20'si elektriğe dönüştürülüyor.

Güneş enerjisinin yaklaşık %60'ı ısıya dönüşüyor.

Genel enerji kullanım oranı %80'e ulaşır; bu, geleneksel fotovoltaik panellerin dört katından fazladır!

PVT'nin avantajları

1. İki Katına Çıkan Verimlilik: T ve PV Modülleri Çift Yönlü Güç Sağlar

T modülünün ısı geri kazanım fonksiyonu, fotovoltaik paneli soğutur. Genellikle, panel sıcaklığındaki her 1°C'lik artış, güç üretim verimliliğini %0,4 ila %0,5 oranında azaltır. PVT, ısıyı sürekli olarak uzaklaştırarak panel sıcaklığını geleneksel panellere göre 10-20°C daha düşük tutar ve güç üretim verimliliğini %5 ila %15 oranında artırır.

PV modülleri tarafından emilen güneş ışığı elektriğe dönüştürülmese bile, ısı olarak geri kazanılabilir; yani esasen "bir ons güneş ışığı" iki kez kullanılır: önce elektrik üretimi, sonra ısı üretimi için. Bu, geleneksel PV panelleri için toplam güneş enerjisi kullanım oranını %15-20'den (sadece elektrik üretimi) %60-80'e (elektrik + ısı) çıkarır.

2. Yerden Tasarruf: Yer kullanımını iki katına çıkarır, arazinin kısıtlı olduğu uygulamalar için uygundur.

İster bir ev çatısında, ister endüstriyel veya ticari bir binada, isterse de açık hava proje sahasında olsun, alan sınırlıdır. Geleneksel çözümler, PV panelleri ve güneş enerjili su ısıtıcıları için ayrı alanlar gerektirir. PVT ise, her ikisini de tek bir modülde birleştirerek aynı alanda hem elektrik hem de ısı üretimine olanak tanır; yani "tek çatıdan iki fayda elde edilir."

3. Maliyet Etkin: Düşük Kurulum ve İşletme Maliyetleri, Çifte Fayda

Kurulum Maliyeti: Geleneksel çözümler, ayrı PV kurulum ekipleri ve su ısıtıcısı kurulum ekipleri gerektirir ve bu da iki kurulum ve iki malzeme sevkiyatı anlamına gelir. PVT, tek seferde kurulabilen ve bu sayede işçilik ve malzeme maliyetlerini (braketler ve borular gibi) ortadan kaldıran entegre bir sistemdir. Kurulum maliyetleri, ayrı kurulumlara göre %15-25 daha düşüktür.

İşletme ve Bakım Maliyeti: PVT daha az bileşen kullanır (bir modül iki modülün yerini alır), bu da daha az muayene ve bakım çalışması gerektirir.

Çifte Fayda: Elektrik üretmenin (satarak veya kendiniz kullanarak elektrik tasarrufu yapmanın) yanı sıra, sıcak su satın alma masraflarından da (örneğin doğalgaz ve elektrik faturaları) tasarruf edebilirsiniz. Uzun vadeli genel faydalar, geleneksel çözümlere kıyasla %20-30 daha yüksektir.

Uzatılmış PV Hücre Ömrü: PV paneller, sabit sıcaklıkları nedeniyle geleneksel PV panellere göre daha uzun bir ömre sahiptir (genellikle 25-30 yıla kadar, geleneksel panellere benzer, ancak arıza riski daha düşüktür).

4. Ultra Çevreci: Sıfır Karbon Emisyonu, Karbondioksitin Azaltılmasına Yardımcı Olur

PVT, çalışması sırasında karbondioksit salınımı yapmaz ve binalar ile endüstriyel prosesler için yenilenebilir elektrik ve ısı sağlayarak düşük karbonlu ve çevre dostu kalkınmanın ihtiyaçlarını karşılar.

PVT'nin uygulama senaryoları

Daha geniş uygulama senaryoları: Evden endüstriye kadar kullanılabilir

PVT'nin "elektrik + ısı" çift çıkış özelliği, özellikle "hem elektrik hem de ısıya ihtiyaç duyulan" senaryolar olmak üzere farklı senaryoların ihtiyaçlarına uyum sağlayabilir:

(1) Ev senaryosu: Günlük elektrik ihtiyaçlarını (aydınlatma, ev aletleri) + sıcak su (banyo, sebze yıkama, yüzme havuzu ısıtması) karşılar ve hatta kışın ısınma sağlamak için yerden ısıtma sistemlerine bile bağlanabilir.

(2) Endüstriyel ve ticari senaryo: Fabrikalar, üretim ekipmanları için elektrik üretmek amacıyla PVT'yi kullanır ve üretilen ısı enerjisini atölye ısıtması, endüstriyel ısıtma (pastörizasyon, temizleme) ve ürün kurutma (gıda işleme, tekstil fabrikaları gibi) için kullanır; oteller ve hastaneler, işletme maliyetlerini düşürmek amacıyla elektrik + sıcak su üretmek amacıyla PVT'yi kullanır.

(3) Tarımsal senaryo: Seralar, havalandırma ve sulama ekipmanları için elektrik üretmek amacıyla PVT'yi kullanır ve ürün verimini artırmak amacıyla sera sıcaklığını korumak (kış yalıtımı) için ısı enerjisini kullanır.

PVT başarılı uygulama örneği