Ekonomiczna zmiana systemu PV w układ fotowoltaiczno-termiczny

Koreańscy badacze znaleźli tańszą alternatywę dla drogich systemów PVT, dającą możliwość maksymalizacji wykorzystania potencjału dachów do produkcji energii.

Moduł fotowoltaiczno-termiczny (ang. photovoltaic–thermal, PVT) to nic innego jak urządzenie, które dzięki swojej budowie może jednocześnie wytwarzać energię elektryczną i cieplną. Z pewnością nie jest to tak popularna technologia jak sama fotowoltaika, jednak jej zwolennicy bronią jej, twierdząc, że wykorzystanie PVT pozwala znacząco podnieść potencjał przestrzeni zagospodarowanej pod fotowoltaikę, a także skorzystać w większym stopniu z promieniowania słonecznego.

Zdaniem naukowców z Narodowego Uniwersytetu Pusan w Korei Południowej, wciąż jednak rozwiązania PVT charakteryzują się dość wysokim kosztem, co dla wielu klientów stanowi istotny argument w procesie podejmowania decyzji o zakupie.

REKLAMA

Prosty update do PVT

Mając powyższe na względzie, koreańscy badacze postanowili opracować sposób na zmianę on-site istniejących systemów fotowoltaicznych w instalację PVT, czyniąc ten zabieg opłacalnym ekonomicznie przy poszanowaniu kwestii środowiskowych. W tym celu opracowali ASC, czyli „doklejany kolektor słoneczny” (ang. attachable solar collector), który w połączeniu z fotowoltaiką tworzy system PVT-ASC.

ASC to wymiennik ciepła zamknięty w obudowie o wymiarach 1800 × 910 mm. Powierzchnia wymiennika wystawiona na działanie środowiska zewnętrznego pokryta jest wodoodpornym arkuszem. Kolektor od razu wyposażony jest w połączenia wlotowe i wylotowe dla usprawnienia instalacji.

Kolektor ASC można przymocować do tylnej strony modułu fotowoltaicznego za pomocą specjalnej pasty termo-przewodzącej oraz rurek ze stali węglowej, co zdaniem naukowców jest procesem prostym. Co więcej, system został zaprojektowany tak, aby cała modernizacja mogła odbyć się na miejscu przy zachowaniu minimalnej ingerencji w istniejącą instalację.

Zweryfikowany w terenie

Jak piszą naukowcy, opracowany przez nich system PVT-ASC przeszedł już testy w rzeczywistych warunkach. Modernizacji istniejącego systemu fotowoltaicznego dokonano w Gimhae – mieście w południowej części Korei Południowej, w prowincji Gyeongsang Południowy.

REKLAMA

Pomiary wykazały, że efektywność pracy PVT-ASC osiągnęła zadowalający poziom przy uwzględnieniu prostszej technologii i sposobu montażu w porównaniu z fabrycznym systemem PVT. Rozwiązanie może się nadawać się do zastosowania w niewielkich budynkach oraz wykorzystania w sytuacjach, gdy istnieje już system fotowoltaiczny, który mógłby zostać poddany modernizacji.

Z poszanowaniem kosztów i środowiska

W ramach analizy przedstawiono również szacunkowe oszczędności w ramach dokonanej instalacji na PVT-ASC w porównaniu z zakupem fabrycznie nowego systemu PVT. Analiza wykazała, że średnia cena proponowanego przez naukowców systemu mogłaby oscylować w okolicach 280 dolarów/m2 (około 1120 zł/m2), co stanowiłoby 30-proc. redukcję względem ceny za metr kwadratowy systemu PVT na rynku koreańskim.
.

.
Oprócz kosztu samego urządzenia po doliczeniu oszczędności związanych z prostym montażem, ograniczonym zaangażowaniem personelu oraz niewielkimi potrzebami transportowymi oszacowano, że całkowita korzyść wynikająca z modernizacji systemu w Gimhae z wykorzystanie ASC zamiast nowych PVT wyniosła około 3280 dolarów (około 13,1 tys. zł).

Wyniki swoich dotychczasowych badań, naukowcy przedstawili w pracy pt.: „Development of photovoltaic-thermal using attachable solar collector based on on-site construction” opublikowanej w „Applied Thermal Engineering”.