هل يمكن لتقنية PVT توليد الحرارة والكهرباء؟ توازن الطاقة والحدود وقواعد المشتري
هل يمكن لتقنية PVT توليد الحرارة والكهرباء؟ توازن الطاقة والحدود وقواعد المشتري
إجابة مختصرة
نعم — لوحة PVT (الكهروضوئية-الحرارية) تولد الكهرباء من طبقتها الكهروضوئية وتجمع الحرارة المفيدة من الممتص الملتصق بظهر الوحدة. في ISO 9806:2017، يتم اختبار هذا المنتج رسميًا كـ "جامع هجين".
السؤال الحقيقي للمشتري ليسما إذاكان نظام PVT ينتج كلا المخرجين، بلما إذا كان المبنى يستخدم الحرارة بدرجة الحرارة والوقت ومعدل التدفق المناسبين. يمكن لوحدة PVT مصممة بشكل صحيح على سطح تجاري نموذجي في أوروبا/آسيا أن تحول حوالي15–22% من ضوء الشمس الوارد إلى كهرباءوتستعيد25–55% أخرى كحرارة مفيدة منخفضة الحرارةفي ظل ظروف تشغيل مواتية للتجميع الحراري. وبالتالي، تتراوح كفاءة النظام الإجمالية المبلغ عنها عادةً بين45% و75%، مع أن الحد الأعلى (أعلى من 80%) لا يمكن تحقيقه إلا على المنتجات المعتمدة التي تعمل بالقرب من درجة حرارة المدخل المحيطة.
إذا لم يتمكن المشروع من استخدام الحرارة أو تخزينها، فإن المخرجات الحرارية لا تملك أي قيمة اقتصادية، وعادةً ما تكون مجموعة الألواح الكهروضوئية القياسية الخيار الأبسط. بقية هذه المقالة تستعرض حسابات توازن الطاقة، وحدود درجات الحرارة المفيدة، ومتى تتفوق تقنية PVT، ومدخلات طلب عرض الأسعار التي تحتاجها Soletks لنمذجة مشروع حقيقي.
الاستنتاجات الرئيسية
لموارد Soletks PVT، انظر فئة الألواح الشمسية الكهروضوئية الحرارية الـ…أنظمة هجينة كهروضوئية حرارية الـ…وحدة كهروضوئية حرارية هوائية APVT-590والـ...صفحة الاتصال بـ Soletks.

سياق المنتج ثنائي المخرجات
يجب قراءة PVT-T من خلال توازن الطاقة، وليس كصورة منتج مستقلة كاملة العرض.
تنتج الوحدة كهرباء كهروضوئية وحرارة منخفضة الحرارة قابلة للاسترداد من نفس الفتحة، لكن الحرارة تكون ذات قيمة فقط عندما يستطيع المبنى استخدامها.
كيف تختلف هاتان المقالتان
لتجنب تكرار دليلنا الحاليلتقنية ألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية الحرارية (PVT) , تم وضع هذه الصفحة كـصفحة القرارات الهندسية, وليس صفحة المنتج:
| ملكية | هذه المقالة (التركيز على توازن الطاقة) | دليل ألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية الحرارية (PVT) (التركيز على المنتج) |
|---|---|---|
| السؤال الأساسي | هل يمكن لنظام PVT إنتاج كليهما، وبأي كمية؟ | ما هو طراز Soletks PVT الذي يناسب مشروعي؟ |
| الأرقام المعروضة | كفاءات الفحص العامة (15–22% كهروضوئية، 25–55% حرارية) | قيم ورقة البيانات (مثل TP/V Pro 23.3% كهروضوئية، 71% حرارية، 88% إجمالية) |
| الحسابات | توازن الطاقة لكل متر مربع، توزيع الإنتاج اليومي | حجم النظام، الحمل الحراري، فترة الاسترداد |
| متى تقرأ | قبل اتخاذ القرارما إذاباستخدام PVT | بعد اتخاذ قرار PVT، عند اختيار نموذج |
يجب على المشترين الذين يقيمون مشروعًا حقيقيًا قراءة الصفحتين.
ما تنتجه PVT فعليًا
تنتج لوحة PVT طاقة كهربائية وحرارة قابلة للاسترداد من نفس مساحة السطح. تنتج الخلايا الكهروضوئية تيارًا كهربائيًا مستمرًا. يعمل الجانب الحراري على تحريك الهواء أو الماء أو الجليكول عبر ممتص ملتصق بالجزء الخلفي من الوحدة، بحيث يصبح جزء من الحرارة التي كانت ستفقد عادةً طاقة مفيدة.
مسار الطاقة من ضوء الشمس بقوة 1000 واط/م²
جانب الكهرباء مفيد للعاكسات، وأحمال المباني، أو التصدير إلى الشبكة. أما جانب الحرارة فهو مفيد للتسخين المسبق للمياه المنزلية، ودعم مصدر المضخة الحرارية، وتدفئة المسابح، والتسخين المسبق لهواء التهوية، والتجفيف، وتدفئة البيوت المحمية، أو أحمال درجات الحرارة المنخفضة الأخرى. يجب أن يفصل أي مقترح PVT دائمًا بين المخرجات لأن كيلوواط ساعة من الكهرباء وكيلوواط ساعة من الحرارة منخفضة الحرارة لهماقيمة مختلفةفي مشروع حقيقي.
المعادلة 1: توازن الطاقة اللحظي
الحساب الأول هو التقسيم بين ضوء الشمس الوارد، والمخرجات الكهربائية، والحرارة المفيدة، والفقد. استخدم هذا كحساب فحص أولي قبل طلب محاكاة خاصة بالمنتج.
الطاقة الواردة = مساحة الفتحة × الإشعاع المخرجات الكهربائية = الطاقة الواردة × η_الكهربائية الحرارة المفيدة = الطاقة الواردة × η_الحرارية الفقد = الطاقة الواردة − الكهربائية − الحرارة المفيدة
ملاحظة المصدر.القيم أدناه هي افتراضات فحص هندسية عامة، وليست ضمانًا لمنتج Soletks. نطاق الكفاءة الكهربائية الكهروضوئية (15–22%) يعكس بيانات وحدات السيليكون الحالية؛ وتعتمد الكفاءة الحرارية المفيدة بشدة على درجة حرارة المدخل ومعدل التدفق والظروف المحيطة، وتتبع منحنى كفاءة المجمع الهجين وفقًا لمعيار ISO 9806. للحصول على قيم خاصة بمنتج Soletks، راجعمواصفات منتج TP/V Pro في دليل تقنية PVT.
| مدخل | قيمة الفحص |
|---|---|
| مساحة الفتحة الكهروضوئية الحرارية | 2.0 متر مربع |
| الإشعاع الشمسي (ظروف الاختبار القياسية) | 1,000 واط/متر مربع |
| الطاقة الشمسية الواردة | 2,000 واط |
| الكفاءة الكهربائية η_el | 20% |
| الكفاءة الحرارية المفيدة η_th | 40% |
| الخسائر المتبقية | 40% |
حساب:
الطاقة الداخلة = 2.0 م² × 1,000 واط/م² = 2,000 واط الخرج الكهربائي = 2,000 واط × 0.20 = 400 واط الخرج الحراري المفيد = 2,000 واط × 0.40 = 800 واط الخسارة غير المستردة = 2,000 − 400 − 800 = 800 واط
توصية. معالجة 400 واط كهربائي + 800 واط حراريكشرط اختبار نتيجة فحص، وليس حقل مخرجات مضمون. تتغير الإنتاجية الحقيقية مع الإشعاع، ودرجة حرارة المدخل، والرياح، ومعدل التدفق، والغبار، والميل، والتظليل، والأهم من ذلك — ما إذا كان المبنى يقبل الحرارة فعليًا.
المعادلة 2: تقسيم الإنتاج اليومي
يعتمد إنتاج PVT اليومي على الإشعاع والطلب على الحرارة المفيدة، وليس فقط على القدرة الاسمية للوحدة. لا يمكن للسقف تحقيق عائد مالي من الجانب الحراري إلا عند الحاجة إلى الحرارة أو تخزينها.
ملاحظة المصدر. يستخدم أدناه نفس وحدة الفحص القياسية 2.0 متر مربع تحت مورد شمسي عام5 كيلوواط ساعي/متر مربع/يومعلى مستوى المصفوفة لمقارنة المفهوم.
| المورد اليومي × الكفاءة | كهرباء | حرارة مفيدة | الإجمالي المفيد |
|---|---|---|---|
| 5 كيلوواط ساعي/متر مربع/يوم × 2.0 متر مربع × 20% كفاءة كهربائية | 2.0 كيلوواط ساعي/يوم | — | 2.0 كيلوواط ساعي/يوم |
| 5 كيلوواط ساعي/م²/يوم × 2.0 م² × 40% η_ح | — | 4.0 كيلوواط ساعي/يوم | 4.0 كيلوواط ساعي/يوم |
| الناتج المفيد المشترك للخلايا الكهروضوئية الحرارية | 2.0 كيلوواط ساعي/يوم | 4.0 كيلوواط ساعي/يوم | 6.0 كيلوواط ساعي/يوم |
| وحدة كهروضوئية فقط على نفس المساحة (مرجع) | 2.0–2.2 كيلوواط ساعي/يوم | 0 | 2.0–2.2 كيلوواط ساعي/يوم |
| مجمع شمسي حراري مسطح على نفس المساحة (مرجع) | 0 | 4.5–5.0 كيلوواط ساعي/يوم | 4.5–5.0 كيلوواط ساعي/يوم |
هذا هو السبب في أن تقنية PVT جذابة في المباني ذات الأسقف المحدودة عندما يستهلك المشروع بالفعل كلاً من الكهرباء والحرارة المنخفضة الحرارة.إذا تم إهدار الحرارة، تنهار القيمة الحرارية في الجدول إلى الصفر ويصبح الاعتماد على الكهرباء فقط الخيار الأبسط والأقل خطورة.
حدود درجة حرارة الحرارة المفيدة
تكون حرارة PVT الأكثر قيمة في درجات الحرارة المنخفضة والمتوسطة لأن كفاءة الخلايا الكهروضوئية تنخفض مع ارتفاع درجة حرارة التشغيل (معامل درجة حرارة Pmax النموذجي حوالي −0.35%/°م). يجب أن يزيل التصميم الحراري الحرارة دون إجبار الوحدة على نطاق درجة حرارة يضر بالأداء الكهربائي.
| استخدام الحرارة | نطاق درجة الحرارة المفيدة | ملاءمة PVT | سبب |
|---|---|---|---|
| دعم مصدر المضخة الحرارية | 5–35 °م | قوي (4/5) | درجة حرارة المصدر المنخفضة كافية لدعم معامل الأداء؛ تبقى الخلايا الكهروضوئية باردة |
| تسخين حمامات السباحة | 25–35 درجة مئوية | قوي (4/5) | الحمل الكبير ذو درجة الحرارة المنخفضة يستخدم الحرارة مباشرة |
| تسخين هواء التهوية المسبق | 20–45 درجة مئوية | قوي (4/5) | الهواء الدافئ مفيد بدون حلقة مائية |
| تسخين مسبق للمياه المنزلية الساخنة | 25–55 درجة مئوية | جيد (3/5) | السخان النهائي لا يزال يرفع درجة حرارة الماء إلى النقطة المحددة |
| ماء ساخن صحي بدرجة 60 درجة مئوية+ | 60–70 درجة مئوية | محدود (2/5) | ارتفاع درجة حرارة الوحدة يقلل من فائدة الطاقة الشمسية الكهروضوئية |
| بخار / حرارة عملية > 100 درجة مئوية | 100 درجة مئوية+ | ضعيف (1/5) | أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية المخصصة أو الغلايات أكثر ملاءمة |
لا ينبغي تسويق الأنظمة الكهروضوئية الحرارية كبديل شامل للطاقة الشمسية الحرارية. بالنسبة لمستشفى أو فندق أو سكن طلابي يحتاج إلى ماء ساخن نهائي بدرجة حرارة أعلى من 55–60 درجة مئوية، فإن النظام الكهروضوئي الحراري يُستخدم بشكل أفضل كـطبقة التسخين المسبق أو مصدر المضخة الحرارية، مع تسخين احتياطي يرفع درجة حرارة الماء إلى درجة التوصيل. بالنسبة لتطبيقات التجفيف أو البيوت الزجاجية أو التهوية التي تقبل الهواء الدافئ عند 25–50 درجة مئوية، يمكن أن تكون الخلايا الكهروضوئية الحرارية الهوائية (PVT) خيارًا أفضل.
هندستان معماريتان، خياران لناقل الحرارة

وحدة PVT الهوائية APVT-590
وحدة هجينة بقدرة 590 واط توفر كهرباء مستمرة بالإضافة إلى هواء دافئ عند 20–50 درجة مئوية — الأنسب لأحمال التجفيف والتهوية والتسخين المسبق والبيوت الزجاجية وورش العمل.
عرض APVT-590
وحدة PVT-T
وحدة PVT تعمل بالماء/الجليكول لتسخين الماء المنزلي المسبق (25–55 درجة مئوية) أو دعم مصدر المضخة الحرارية (5–35 درجة مئوية). كفاءة حرارية مفيدة أعلى على المنتجات المعتمدة.
عرض وحدة PVT-T
وحدة هجينة PVT-E
تصميم كهروحراري مضغوط PVT — إنتاج كهرباء وحرارة معًا للأحمال السكنية والتجارية الصغيرة. انظرفئة الألواح الشمسية الكهروضوئية الحرارية الكاملة.
عرض وحدة PVT-EPVT مقابل PV مقابل الطاقة الشمسية الحرارية
تفوز تقنية PVT عندما يجب أن ينتج السقف نفسه الكهرباء والحرارة المنخفضة الحرارة المفيدة. وتخسر عندما يكون ناتج واحد فقط ذا قيمة.
لوح كهروضوئي قياسي
لوح مسطح / أنبوب مفرغ
PVT قائم على الماء
PVT هوائي
الآلية واضحة: الأنظمة الكهروضوئية فقط تترك معظم الحرارة الممتصة غير مستخدمة؛ الطاقة الشمسية الحرارية تتجاهل القيمة الكهربائية؛ يستعيد PVT جزءًا من الحرارة المرفوضة لكنه يضيف مضخات وقنوات وأجهزة تحكم وتصميم هيدروليكي.لا يُبرر وجود الأجهزة الإضافية إلا عندما يحل الناتج الحراري محل الوقود الحقيقي أو يحسن معامل أداء المضخة الحرارية.
المعايير والوثائق المطلوبة
يجب أن يوثق اقتراح النظام الكهروضوئي الحراري (PVT) كلاً من الجانب الكهروضوئي والجانب الحراري. تتناول المواصفة ISO 9806:2017 صراحةً أنظمة PVT تحت مصطلح"المجمع الهجين"وتتطلب تشغيل الجانب الكهروضوئي عند نقطة الطاقة القصوى أثناء الاختبار الحراري. توفر علامة Solar Keymark ملحقًا خاصًا بـ PVT (SKN N0444 الملحق P5.1) قد يحتاج المشترون في المناقصات الأوروبية إلى الرجوع إليه.
| معيار / وثيقة | ينطبق على | إجراء المشتري |
|---|---|---|
| إيك 61215 | تأهيل تصميم وحدة الطاقة الشمسية الكهروضوئية | طلب شهادة الوحدة الكهروضوئية الحالية |
| IEC 61730 | سلامة الوحدة الكهروضوئية | طلب شهادة السلامة للجانب الكهربائي |
| UL 61730 | سلامة الوحدة الكهروضوئية في أسواق UL | استخدام لمراجعة السلامة في أمريكا الشمالية |
| UL 1741 | معدات العاكس / الربط بالشبكة | طبق عندما يتصل كهرباء PVT عبر معدات مدرجة |
| ISO 9806:2017 (بنود هجينة) | الأداء الحراري الشمسي، بما في ذلك PVT | طلب منحنى الكفاءة الحرارية مع جانب PV عند نقطة الطاقة القصوى (MPP) |
| Solar Keymark + SKN N0444 الملحق P5.1 | شهادة PVT في أوروبا | استخدم عندما يتطلب حافز أو مناقصة أوروبية ذلك |
| EN 12975 (تم استبداله بـ ISO 9806) | مرجع المجمع القديم | مطابقة صياغة المناقصة القديمة مع الوثائق الحالية |
| EN 12976 | مرجع النظام الحراري الشمسي المصنع في المصنع | استخدم لصياغة مناقصة النظام المجمع |
| ASTM D3306 | مرجع سائل نقل الحرارة الجليكول | استخدم عند اقتراح حلقة الجليكول |
| NSF/ANSI 61 | مواد التلامس مع مياه الشرب | يُطبق عندما يتلامس أي مكون مع مياه الشرب |
مصفوفة قرار ملاءمة PVT
ملاءمة جيدة لـ PVT
مساحة السطح محدودة والمشتري يحتاج إلى الكهرباء والحرارة معًا.
تسخين مسبق للمياه الساخنة المنزلية تحت 55 درجة مئوية مع سخان احتياطي لدرجة الحرارة النهائية.
تستفيد المضخة الحرارية من حلقة مصدر أكثر دفئًا بدرجة حرارة تتراوح بين 5-35 درجة مئوية (أقوى حالة تجارية).
مياه المسبح، هواء التهوية، هواء التجفيف أو حمل منخفض الحرارة للبيت الزجاجي.
المالك مستعد لصيانة المضخات، القنوات، الصمامات، أجهزة الاستشعار وسائل الجليكول (إن وجد).
اختيار نظام كهروضوئي فقط أو حراري بدلاً من ذلك.
مبنى يعمل بالكهرباء فقط (مركز بيانات، مستودع) — لا قيمة للمشتري من الحرارة المستردة.
مياه ساخنة منزلية عالية الحرارة > 60 درجة مئوية بدون مضخة حرارية → لوح مسطح أو أنبوب مفرغ مع سخان احتياطي.
مناخ بارد مع فرق حرارة شتوي عالي → أنبوب حراري مفرغ يفقد حرارة أقل عند فرق حرارة عالي.
بخار صناعي أو حرارة عملية > 100 درجة مئوية → خارج نطاق فائدة النظام الكهروضوئي الحراري.
لا يوجد مشتت حراري حقيقي → لا ينبغي حساب المخرجات الحرارية في العائد على الاستثمار.
إذا تعذر استخدام المخرجات الحرارية أو تخزينها، فلا ينبغي حسابها في العائد على الاستثمار. هذا هو الخطأ الأكثر شيوعًا في عروض مبيعات PVT.
مدخلات طلب عرض الأسعار لـ Soletks
يجب أن يوفر استفسار جاد حول الطاقة الكهروضوئية بيانات كافية لاختبار ما إذا كان كلا المخرجين سيكونان مفيدين. أرسل إلى Soletks ما يلي:
سيُظهر الاقتراح المفيد الناتج الكهربائي، والناتج الحراري، وجزء الحرارة القابلة للاستخدام، والتخزين، وأدوات التحكم، وما يحدث عندما يكون الطلب على الحرارة أقل من إنتاج الحرارة الشمسية (استراتيجية الركود / تفريغ الحرارة).
هل تحتاج إلى مراجعة توازن الطاقة الكهروضوئية الحرارية من Soletks؟
أرسل بيانات مشروعك عبر صفحة الاتصال بـ Soletks — سيقوم فريقنا الهندسي بنمذجة الناتج الكهربائي، والحرارة القابلة للاستخدام، والتخزين، ومنطق النسخ الاحتياطي لسقفك المحدد وملف الحمل الخاص بك.
قائمة التحقق من المواصفات
يجب أن تفصل المواصفات بين الأداء الكهربائي والأداء الحراري وتكامل النظام.
| بند المواصفات | القيمة الدنيا | أهميته |
|---|---|---|
| طاقة الخلايا الكهروضوئية | واط لكل وحدة ومساحة الوحدة | يسمح بمقارنة مساحة السقف |
| الكفاءة الكهربائية | % عند ظروف الاختبار القياسية | يفصل ناتج الخلايا الكهروضوئية عن الناتج الحراري |
| الناتج الحراري | واط أو كيلوواط ساعة عند درجة حرارة الدخول المحددة | يمنع الادعاءات الحرارية الغامضة |
| منحنى الكفاءة الهجين (ISO 9806) | η0، a1، a2 مع الخلايا الكهروضوئية عند نقطة الطاقة القصوى | يسمح للمهندس بنمذجة العائد السنوي |
| ناقل الحرارة | هواء، ماء أو جليكول | يحدد القنوات والمضخات والحلقة الهيدروليكية |
| درجة حرارة التشغيل | درجة حرارة المدخل/المخرج °C، أقصى درجة حرارة للركود °C | يُظهر ما إذا كانت الحرارة قابلة للاستخدام |
| معدل التدفق | م³/ساعة للهواء أو لتر/دقيقة للسائل | يتحكم في نقل الحرارة وانخفاض الضغط |
| انخفاض الضغط | باسكال، كيلوباسكال أو مليبار | يحدد حجم قوة المروحة أو المضخة |
| استراتيجية التخزين | لترات الخزان أو المخزن الحراري | يطابق حرارة النهار مع الطلب |
| سلوك الركود | درجة الحرارة القصوى، المواد عند الركود | يقلل المخاطر خلال أيام الصيف منخفضة الحمل |
| حماية | فيوز، تأريض، جليكول، تمدد | يقلل المخاطر الكهربائية والحرارية |
| مستندات | الشهادات، أوراق البيانات، رسومات التخطيط، دليل التشغيل والصيانة | يدعم مقارنة العطاءات |
التعليمات
سهل يمكن لألواح PVT حقًا إنتاج الحرارة والكهرباء في نفس الوقت؟
سما مقدار الكهرباء والحرارة التي ينتجها متر مربع واحد من PVT؟
سهل PVT أكثر كفاءة من PV؟
سما درجة الحرارة التي يمكن أن يصل إليها تسخين PVT في مشروع فعلي؟
سما المعايير التي يجب أن أطلبها للوحة PVT؟
سما هي المعلومات التي تحتاجها Soletks لعرض أسعار PVT؟
المصادر
تعتمد حسابات الفحص في هذه المقالة على افتراضات مبسطة لتوازن الطاقة لمقارنة المفاهيم. تتراوح الكفاءة الكهربائية للخلايا الشمسية السيليكونية على مستوى الوحدة حاليًا بين 15% و23%؛ وتعتمد الكفاءة الحرارية المفيدة للخلايا الكهروضوئية الحرارية بشكل كبير على درجة حرارة سائل الدخول ومعدل التدفق والظروف المحيطة.
ISO 9806:2017 — مجمعات الطاقة الشمسية الحرارية — طرق الاختبار. يتم اختبار وحدات الخلايا الكهروضوئية الحرارية كـ"مجمعات هجينة"؛ ويتطلب المعيار تشغيل الجانب الكهروضوئي عند نقطة الطاقة القصوى أثناء الاختبار الحراري.
تحدد قواعد نظام Solar Keymark SKN N0444 الملحق P5.1 (الخلايا الكهروضوئية الحرارية)، المنشور من قبل ESTIF، ملحق الشهادة الخاص بالمجمعات الهجينة الكهروضوئية الحرارية في الأسواق الأوروبية.
يجب التحقق من الإشعاع الخاص بالموقع باستخدامقاعدة بيانات ناسا باورأو المفوضية الأوروبيةأداة PVGIS.

