为什么PVT太阳能系统而不仅仅是光伏?

PVT(混合)太阳能系统目前几乎是未知的。但它在每个人的嘴唇上:光伏发电和相关的发电。因为当大家想到“太阳能”时,大家马上就会想到光伏太阳能集热器和发电。有些人可能听说过热太阳能电池板 - 它主要用作加热支持。同时,两者也有结合:PVT太阳能系统同时产生电力和热量。在下文中,我们将质疑哪种系统具有最大的优势。

光伏和太阳能都是可再生能源吗(为什么PVT太阳能系统而不仅仅是光伏)(1)

屋顶上的光伏组件


光伏的可能性。

光伏发电将太阳光直接转化为电能,无需中间步骤。光伏系统的核心是屋顶上的太阳能集热器。它们从太阳光中产生直流电。由于我们日常使用需要交流电,因此直流电用所谓的逆变器进行转换。除了太阳能集热器外,该逆变器是光伏系统的第二个核心组件。

光伏系统为私人消费者提供了在自己的屋顶上产生太阳能的机会,理想情况下,直接在发电点使用。由于德国的一般发电对二氧化碳排放有重大贡献,太阳能在实现气候目标方面发挥着重要作用。

从经济角度来看,人们不再怀疑自我消费或馈入电网是否是更好的选择。这是因为目前馈入电网的电价现在低于私人消费者必须支付的电价。因此,节省的千瓦时比输入电网的千瓦时太阳能更有利可图。尽可能靠近生产地点的消费在生态上是有利的,最重要的是在经济上是有利的。

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草地上的光伏太阳能电池板

光伏系统的效率如何?

典型的光伏系统全年为整个家庭提供足够的太阳能。但即使是只有30%的低自我消费率也几乎不可能实现。这是因为电力生产发生在太阳能时间,所以它在中午达到最大值。夜间和晚上不产生太阳能。这对于从事日常业务的公司来说是最佳的,因为这是白天消耗大部分电力的地方。然而,一个典型的私人家庭的电力消耗在晚上达到最大值。因此,开发低成本的电力存储系统,在白天到晚上存储太阳能是光伏发电最重要的技术挑战之一。

光伏发电可以在不消耗其他资源(例如石油,天然气,木材等)的情况下实现电力供应,也不会对环境造成损害(例如释放CO2,颗粒物)。


太阳能热能。

太阳能热能基于一个非常简单的原理:如果一切都在太阳下躺得足够长,它就会变热。在闭合回路中,太阳能流体(水和防冻液的混合物)循环。在屋顶上有热太阳能电池板,其中这种液体被太阳加热。在房屋的地下室有一个蓄热器,即一个隔热效果非常好的水箱。在屋顶上加热的太阳能流体通过热交换器将其热能传递到该储罐。加热的水可以直接取并用作饮用水。

此外,一些太阳能热系统也有助于建筑物供暖。为此,加热系统的蓄热器被一个储罐所取代,该储罐可以另外吸收来自太阳能回路的能量。因此,太阳能热系统的核心组件是太阳能集热器,热水箱和泵,液体通过回路泵送。

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太阳能热能产生热量用于加热和热水

太阳能热能能做什么?

太阳能热能在私人家庭以及大型公共建筑和商业企业中发挥着越来越重要的作用。太阳能热系统使得在不消耗原材料和无环境污染的情况下至少部分满足热量需求成为可能。因此,随着石油和天然气的预期价格上涨,它们的重要性将继续增加。除了太阳能热量被馈入供热网络的少数例外情况外,太阳能热能仅用于现场分散式自给自足。因此,它降低了对远距离能量传输的要求。

在90%左右,现代太阳能集热器的效率如此之高,以至于不再需要进一步增加。燃气和油加热系统的情况有所不同,其中昂贵的原材料以对环境有害的方式燃烧。在那里,即使效率的微小提高也是值得的。另一方面,阳光是无限的,免费的。

因此,太阳能热是减少环境污染和减少对原材料依赖的重要途径。对于私人家庭来说,这通常是成本中性的,商业企业可以通过相应的长期计算期望获得显着更高的回报。


光伏太阳能系统(混合)。

PVT太阳能系统将光伏(PV)和太阳能热能(T)的优势结合在单个模块(PVT)中。此外,模块的光伏部分受益于太阳能流体的冷却,使光伏电池更有效地工作。PVT太阳能电池板将来自太阳的能量转化为热量和电能。如果屋顶区域没有足够的空间,房主不再需要在两个系统之一之间进行选择。现在,您可以同时使用太阳能发电的两种变体。

PVT太阳能集热器能够捕获不同的太阳光光谱,并将其用于能源生产。可见光光谱由光伏系统使用,而红外光谱由太阳能电池板中的热元素捕获。

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屋顶上的PVT(混合)太阳能集热器

PVT太阳能集热器的建设

通常,混合太阳能集热器具有双层结构。玻璃表面正下方是光伏元件,它们从太阳光的可见光中产生直流电。光伏元件包括吸收太阳红外光的太阳热元件。它被吸收剂吸收并传递到太阳液体。通过这些,产生的热量被送入热水箱或太阳能锅炉进行实施。

PVT太阳能系统(混合)有潜力吗?

到目前为止,混合太阳能集热器的技术在德国还没有那么普遍。目前尚不清楚新的混合太阳能系统现在可以完全取代家庭供暖。因此,它们提供了可观的财务节省,并可持续地保护了环境。然而,随着屋顶空间变得越来越稀缺,房主越来越不愿意在两种单独的技术之间做出选择,预计混合动力太阳能系统领域的需求将会增加。

此外,由于混合太阳能集热器的热部分太阳能流体的冷却效果,将发电量提高多达30%。这是因为光伏组件在高温下的性能要低得多。通过冷却光伏电池,PVT太阳能集热器可以抵消这种情况。此外,加热的太阳能流体可确保太阳能电池板在冬季保持无雪。

此外,混合太阳能系统特别适用于小型屋顶以及不想在安装光伏系统或太阳能热系统之间做出决定的相关方。

PVT(混合)太阳能系统 – 优势一览:
  1. PVT(混合)太阳能集热器作为单个模块同时发电和热能。与光伏和太阳能热能两个系统并行安装相比,这节省了屋顶空间,从而减少了安装工作量。
  2. PVT(混合)太阳能集热器使用太阳的整个光谱。例如,仅光伏组件就仅使用20%的太阳辐射。
  3. 在同一屋顶区域,PVT(混合)太阳能集热器与光伏组件和太阳能集热器相比,每年可提供高达15%的电力。
  4. PVT太阳能系统可以完全节省供暖成本,并将对石油,天然气或区域供热的需求降至零。
  5. 由于热元件,PVT太阳能集热器的光伏电池被冷却,从而实现更高的效率。这意味着PVT(混合)太阳能集热器可以更有效地工作,从而提供更高的产量。
  6. 业主还可以在20年内确保PVT太阳能系统的保证上网电价。还可以选择利用联邦和州政府的税收优惠和补贴。
  7. PVT太阳能系统在降雪中也能有效工作,因为太阳热部分产生的热量解冻了太阳热部分上的雪。与两个单独安装的系统相比,PVT太阳能系统创造了一个均匀的表面,因此在视觉上更具吸引力。

结果。

人们一次又一次地听到这样一个问题,即在屋顶上安装光伏系统还是太阳能热系统更有意义。我们的回答只能是:两者兼而有之:“光伏系统和太阳能热系统合二为一”。因为PVT太阳能系统是许多问题的解决方案。在大多数住宅楼和公寓中,热量需求比电力需求高出约4-5倍。这意味着需要比电力更多的热水(用于加热和服务用水)。然而,电力也是必要的 - 因此通过太阳能解决方案产生两者是有意义的。以下是一些评估:

技术评估

光伏系统产生的电力可以满足国内的电力需求。如果房屋中含有化石燃料的供暖系统也完成了其工作,则只能节省电力成本。然而,通常较高的暖气和热水费用仍然在房间里。现在可以用由电力驱动的热泵取代化石供暖系统。额外的功耗相对较高。如果将太阳能锅炉集成到热泵中,则可以大大减少这种情况。这是因为它可以利用太阳热量,从而大大缓解热泵。

在这里,我们使用带有热泵太阳能锅炉的PVT太阳能系统。这产生家用和热泵的电力,以及内置太阳能锅炉的热量。因此,太阳能锅炉可以可持续地减少热泵的电力消耗。这意味着从技术角度来看,PVT太阳能系统(混合动力车)是最有效和最可持续的解决方案,因为它们涵盖了家庭的所有能源需求。

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作为混合太阳能系统的一部分工作的热泵太阳能锅炉

生态评估

从生态的角度来看,消除许多具有化石燃烧(石油,天然气,木材等)的加热系统非常重要。这是因为它们释放二氧化碳和其他污染物。从而损害我们的自然和气候。关键词:全球变暖,气候变化。此外,化石燃料不是无限量的。因此,我们需要这些原材料的替代品。因此,能源和气候转型必须经过锅炉房。集中供应供暖和热水是不现实的,因此分散式解决方案非常重要。使用新的PVT太阳能系统,可以完全消除化石燃料燃烧的加热。这也完全避免了每个家庭每年约4.4 - 5.8吨的二氧化碳排放!从生态的角度来看,PVT太阳能系统是未来的完美解决方案。

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混合(PVT)太阳能系统使节省变得容易。

财务评估

随着化石燃料(包括颗粒等)的预期价格上涨,家庭每年的能源成本将不可避免地上升。一个成本低得多或根本不花钱的替代方案将是一个很大的缓解。

事实上,PVT太阳能系统不仅可以降低能源成本,还可以完全避免它们。这意味着您更换了加热装置,从那时起,您就不再需要购买天然气,石油,颗粒等燃料的成本。PVT太阳能系统涵盖了供暖,热水和电力的所有需求。因此,所有能源成本都已消除。有了这些高节省,PVT太阳能系统通常在不到7年的时间内就能收回成本,具体取决于个人情况。但是,摊销后,您可以继续节省完整的能源成本。从这个角度来看,PVT太阳能系统在经济上也是最佳选择。

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