光伏發(fā)電技術(shù)已經(jīng)非常成熟,應(yīng)用廣泛,在雙碳政策下,具有非常好的應(yīng)用前景。但是,光伏發(fā)電效率只有20%左右,大量的太陽能散失到環(huán)境中了。
不使用光伏發(fā)電,全部太陽能都會散失到環(huán)境中。與之相比,光伏發(fā)電20%的效率已經(jīng)大幅度提高了。但是,光伏板還有聚熱的效果,溫度可達(dá)五六十度。這部分熱量聚集會降低光伏發(fā)電效率,減少使用壽命,對光伏板有不利影響。
同時(shí),在供熱等領(lǐng)域中缺少足夠的低碳能源,還需要消耗一次能源產(chǎn)生熱量,能耗大、成本高,碳排放也多。將光伏板聚集的熱量回收,既可以減少對光伏板的損傷、提高發(fā)電效率,又能夠得到一種零碳能源,具有很好的應(yīng)用前景。隨著光伏項(xiàng)目的增加,這部分熱量也是極為可觀的。
太陽能光伏光熱技術(shù)(PVT)就是在光伏發(fā)電的基礎(chǔ)上進(jìn)行余熱回收,實(shí)現(xiàn)太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)。
PVT由光伏組件和散熱部件兩部分組成。光伏組件是常規(guī)的技術(shù),包括光伏玻璃、EVA膠膜、電池片、背板等部分,散熱部件由吸熱層、傳熱管、保溫材料等組成。兩部分組合在一起后,安裝邊框和接線盒等外部部件,形成PVT。
PVT分為液冷和空冷兩種。液冷常見的冷卻工質(zhì)是水,寒冷地區(qū)也可以采用防凍液,結(jié)構(gòu)如上圖所示;空冷采用氣體冷卻,常用的是空氣,結(jié)構(gòu)如下圖所示。兩種產(chǎn)品的應(yīng)用方式各不相同。
空冷PVT的冷卻通道較寬,通過控制氣體流通速度調(diào)節(jié)出口溫度。該產(chǎn)品產(chǎn)生的熱空氣是過熱氣體,有兩種用法:一是直接作為烘干熱源,用于農(nóng)產(chǎn)品、食品等不宜高溫烘干的產(chǎn)品;二是可以作為空氣源熱泵的低溫?zé)嵩?,產(chǎn)生高溫?zé)帷?br />
水冷PVT的冷卻通道一般是細(xì)管,為了保證整個(gè)板面的降溫效果,傳熱管需要與傳熱板緊密結(jié)合,實(shí)現(xiàn)更好的熱量回收效果。水冷PVT的出水溫度較低,難以直接利用,一般需要與熱泵配合使用。
綜合而言,目前PVT技術(shù)常見的應(yīng)用場景有以下幾種:
(1)烘干工藝:采用空冷PVT產(chǎn)生過熱空氣,帶走被烘干物料的水分。由于烘干空氣溫度低,不會影響品質(zhì),一般用在農(nóng)作物、食品烘干或其他對品質(zhì)要求較高的領(lǐng)域。
(2)分布式供熱:采用PVT+熱泵的方式,產(chǎn)生熱水用于供暖、生活熱水等。特別在農(nóng)村供暖、獨(dú)立建筑供暖等場景,采用PVT+熱泵流程與常規(guī)的空氣源熱泵路線相比,參數(shù)優(yōu)化幅度大,經(jīng)濟(jì)性很好。
從應(yīng)用場景來看,目前PVT還面臨應(yīng)用范圍小、熱量自產(chǎn)自銷、經(jīng)濟(jì)性欠佳等問題,推廣難度較大,因此市場上PVT產(chǎn)品和廠家比較少。
PVT作為一種在光伏基礎(chǔ)上低成本改進(jìn)而來的技術(shù),推廣應(yīng)用的難點(diǎn)在于熱量如何大規(guī)模利用。目前,已經(jīng)有廠家開始研究大規(guī)模應(yīng)用PVT的集成技術(shù),與多種先進(jìn)的供熱技術(shù)結(jié)合,形成成套技術(shù),并開始示范工程建設(shè)。示范項(xiàng)目成功后,我們將繼續(xù)推出相關(guān)介紹文章,促進(jìn)該技術(shù)的推廣應(yīng)用。