PVT集热器产生的热量首先预热热水储罐,过剩热量储存在一组地下
换热器中以供热泵在冬天使用。固定热泵的冷凝温度为55℃,热水储罐中的水可被热泵
加热到55℃ (更高温度的热水需要使用后加热器),然后采用热水与地板加热回水混合的方式将加热地板的温度控制在30℃。以荷兰一户典型的新建住宅为例,模拟显示使用25㎡不加盖板的PVT集热器能够提供给用户100%的热量需求,在保证地源温度恒定的情况下,产生的电力也能自给。
5.两种系统应用比较
通风型有下列优点:
(1)在冬季没有结冰问题。
(2)空气对吸热板无
腐蚀,
(3)无承压要求,如有泄漏不影响系统使用,
(4)成本较低,但是空气物理性质不如水,它的
导热系数仅为水的1/20-1/25,密度仅为水的1/300,所以通风型PVT设计关键问题是要改善传热效果,尽量减少流动损失。水冷却型BIPVT系统在设计和应用上都比空气冷却型PVT系统受到更多的限制。这主要是源于对传热元件的需求,水冷却型系统需要确保有流体通过的管道与光伏组件背面有良好的热接触,因为选用水做冷却工质,系统还必须要设计防冻防泄漏装置,这就需要对传统光伏组件进行必要的改造,因此也会增加成本。而在空气冷却型系统中就无需关注这一点,空气与光伏组件的正面或背面直接接触换热。但是从另一角度讲,空气型BIPVT系统的热吸收效率不及水冷却型BIPVT系统高,因此,就需要对空气冷却型BIPVT系统的空气通道进行必要的改进以增强换热效果。
(五) BIPVT系统评价
1.1BIPVT系统能源效率评价
系统性能的优劣一方面由系统本身决定,另一方面也与系统评价标准有关,需要根据系统的特点来确定适合的评价标准。PVT系统的输出既有电又有热,因此评价时要比单一输出的系统复杂。目前普遍使用的评价标准是BIPVT系统综合效率,它等于BIPVT系统的电效率与热效率加和,表达式为:
BIPVT集热器热效率是指单位集热器面积输出的热量与入射太阳能的能量之比,定义为:
BIPVT集热器电效率是指单位集热器面积输出的电能与入射太阳能的能量之比,定义为:
系统综合效率是基于热力学第一定律的,反映了系统的能量利用效率,用起来比较简单方便。对于BIPVT系统,光电转换效率低于光热转换效率,由式(1)可知, BIPVT系统的综合效率大大高于不回收热量的光伏 BIPV系统的电效率,但低于普通集热器系统的热效率。这一评价方法忽略了电和热的品位差别。采用能够区分热和电品位的不同,将热和电转换成具有相同品质的能源指标—, 根据用户端需求建立一种评价方法来科学评价BIPVT系统是非常重要的。
2.BIPVT改善了墙体传热,降低了室内空调负荷
光伏光热建筑一体化不仅提高了太阳能利用率,得到了电力输出,而且大大提高了建筑本身的节能效果。数值模拟显示,在香港地区,
光伏建筑一体化的通风冷却模式在保证电力输出的同时,对由于墙体得热造成的空调负荷的减少可达到20 %以上,与传统热水器相近的热效率提供热水,降低了由于生活用热水造成的建筑能耗,另外对由于墙体得热造成的室内空调负荷的减少达到了50 %以上。从图22香港地区某一案例可以看出:
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