page_banner

Termodynaaminen aurinkolämpöpumppu

Termodynamiikka

Yleensä kun ajattelet aurinkopaneeleja, kuvittelet aurinkosähkön (PV): paneelit, jotka asennetaan kattosi päälle tai avoimeen tilaan ja jotka muuttavat auringonvalon sähköksi. Aurinkopaneelit voivat kuitenkin olla myös lämpöä, mikä tarkoittaa, että ne muuttavat auringonvalon lämmöksi sähkön sijaan. Termodynaamiset aurinkopaneelit ovat yksi lämpöaurinkopaneelityyppi – jota kutsutaan myös keräilijäksi –, jotka eroavat dramaattisesti perinteisistä lämpöpaneeleista. Sen sijaan, että ne vaatisivat suoraa auringonvaloa, termodynaamiset aurinkopaneelit voivat tuottaa sähköä myös ilman lämmöstä.

 

Keskeiset takeawayt

Termodynaamiset aurinkopaneelit voivat toimia keräilijänä ja höyrystimenä suoraan laajenevissa aurinkoavusteisissa lämpöpumpuissa (SAHP)

Ne imevät lämpöä sekä auringonvalosta että ympäröivästä ilmasta, eivätkä yleensä tarvitse suoraa auringonvaloa, vaikka ne eivät välttämättä toimi yhtä hyvin kylmemmässä ilmastossa

Lisää testausta tarvitaan sen arvioimiseksi, kuinka hyvin termodynaamiset aurinkopaneelit toimivat kylmemmässä ilmastossa

Vaikka termodynaamiset aurinkopaneelit ovat suosituimpia Euroopassa, jotkin niistä alkavat tulla markkinoille Yhdysvalloissa

 

Miten aurinkovoimalla toimiva lämpöpumppu toimii?

SAHP:t käyttävät auringosta tulevaa lämpöenergiaa ja lämpöpumppuja lämmön tuottamiseen. Vaikka voit konfiguroida näitä järjestelmiä monin eri tavoin, ne sisältävät aina viisi pääkomponenttia: keräimet, höyrystimen, kompressorin, lämpöpaisuntaventtiilin ja varastolämmönvaihtosäiliön.

 

Mitä ovat termodynaamiset aurinkopaneelit? Miten ne toimivat?

Termodynaamiset aurinkopaneelit ovat joidenkin suoralaajenevien aurinkolämpöpumppujen (SAHP) komponentteja, joissa ne toimivat keräilijänä ja lämmittävät kylmää kylmäainetta. Suoralaajentuvissa SAHP:issa ne toimivat myös höyrystimenä: kun kylmäaine kiertää suoraan termodynaamisen aurinkopaneelin läpi ja imee lämpöä, se höyrystyy muuttuen nesteestä kaasuksi. Kaasu kulkee sitten kompressorin läpi, jossa se on paineistettu, ja lopuksi varastolämmönvaihtosäiliöön, jossa se lämmittää vettä.

 

Toisin kuin aurinkosähkö tai perinteiset lämpö aurinkopaneelit, termodynaamisia aurinkopaneeleja ei tarvitse sijoittaa täyteen auringonvaloon. Ne imevät lämpöä suorasta auringonvalosta, mutta voivat myös vetää lämpöä ympäröivästä ilmasta. Näin ollen vaikka termodynaamisia aurinkopaneeleja pidetään teknisesti aurinkopaneeleina, ne ovat jollain tapaa enemmän samankaltaisia ​​kuin ilmalämpöpumput. Termodynaamiset aurinkopaneelit voidaan asentaa kattoon tai seiniin, täydessä auringossa tai täydellisessä varjossa – varoituksena on, että jos asut kylmässä ilmastossa, ne toimivat luultavasti tehokkaimmin täydessä auringonvalossa, koska ympäristön lämpötila ei välttämättä ole lämmin. tarpeeksi kattamaan lämmitystarpeesi.

 

Entä aurinkoenergialla toimiva kuuma vesi?

Aurinkokäyttöiset kuumavesijärjestelmät käyttävät perinteisiä keräimiä, jotka voivat joko lämmittää kylmäainetta, kuten termodynaamisia aurinkopaneeleja, tai vettä suoraan. Nämä keräimet vaativat täyden auringonvalon, ja kylmäaine tai vesi voi liikkua järjestelmän läpi joko passiivisesti painovoiman avulla tai aktiivisesti ohjauspumpun kautta. SAHP:t ovat tehokkaampia, koska ne sisältävät kompressorin, joka paineistaa ja keskittää lämmön kaasumaiseen kylmäaineeseen, ja koska ne sisältävät lämmönvaihtoventtiilin, joka säätelee nopeutta, jolla kylmäaine virtaa höyrystimen läpi – joka voi olla termodynaaminen aurinkopaneeli. – maksimoidakseen energiantuotannon.

 

Kuinka hyvin termodynaamiset aurinkopaneelit toimivat?

Toisin kuin aurinkoenergiajärjestelmät, termodynaamiset aurinkopaneelit ovat edelleen kehittyvä tekniikka, eikä niitä ole testattu yhtä hyvin. Vuonna 2014 yksi riippumaton laboratorio, Narec Distributed Energy, suoritti testejä Blythissä, Isossa-Britanniassa, määrittääkseen termodynaamisten aurinkopaneelien tehokkuuden. Blythissä on melko lauhkea ilmasto ja runsaasti sateita, ja testit tehtiin tammikuusta heinäkuuhun.

 

Tulokset osoittivat, että termodynaamisen SAHP-järjestelmän tehokerroin eli COP oli 2,2 (kun otetaan huomioon lämmönvaihtosäiliöstä menetetty lämpö). Lämpöpumppuja pidetään yleensä erittäin tehokkaina, kun niiden COP-arvot ovat yli 3,0. Vaikka tämä tutkimus osoitti, että vuonna 2014 termodynaamiset aurinkopaneelit eivät olleet kovin tehokkaita lauhkeassa ilmastossa, ne voivat toimia tehokkaammin lämpimämmässä ilmastossa. Lisäksi, kun tekniikka on kehittynyt edelleen, termodynaamiset aurinkopaneelit tarvitsevat todennäköisesti uuden riippumattoman testaustutkimuksen.

 

Kuinka arvioida aurinkoenergialla toimivien lämpöpumppujen tehokkuutta

Ennen kuin valitset SAHP:n, sinun tulee vertailla eri järjestelmien suorituskerrointa (COP). COP on lämpöpumpun hyötysuhteen mitta, joka perustuu tuotetun hyötylämmön suhteeseen sen energiapanoksen kanssa. Korkeammat COP-arvot merkitsevät tehokkaampia SAHP:itä ja alhaisempia käyttökustannuksia. Vaikka suurin COP, jonka mikä tahansa lämpöpumppu voi saavuttaa, on 4,5, lämpöpumppuja, joiden COP on yli 3,0, pidetään erittäin tehokkaina.


Postitusaika: 19.7.2022