وحدة PVT-T

في ظل التقدم المتسارع لأهداف "الخفض المزدوج للكربون"، يتزايد الطلب على أنظمة التدفئة والتبريد المدمجة، وتوفير المياه الساخنة للاستخدام المنزلي، والتدفئة في المباني منخفضة الكربون، مما يفرض معايير أعلى على كفاءة واستقرار وقابلية التكيف الشاملة لمعدات استخدام الطاقة الشمسية. وتتجاوز وحدة PVT-T الكهروحرارية المزدوجة، بتصميمها المبتكر الذي يجمع بين تقنية الخلايا الكهروضوئية الحرارية (PV-T)، قيود الوظيفة الواحدة لمعدات الطاقة الشمسية التقليدية، لتصبح بذلك وحدة أساسية عالية الكفاءة ومستقرة للاستخدام الشامل للطاقة الشمسية. وتوفر هذه الوحدة حلاً عالي الجودة يوازن بين الاقتصاد والحفاظ على البيئة لتوفير الطاقة للمباني في مختلف السيناريوهات.

مبدأ عمل الوحدة الهجينة الكهروضوئية الحرارية (PVT)

تدمج الوحدة الهجينة PVT الخلايا الكهروضوئية (PV) والمجمعات الحرارية في وحدة واحدة، مما يحقق تحويل الطاقة الشمسية في وقت واحد إلى كهرباء وحرارة قابلة للاستخدام.

تنقسم عملية عملها إلى ثلاث خطوات أساسية:

توليد الطاقة الكهروضوئية: عندما تشع أشعة الشمس على الخلايا الكهروضوئية الموجودة على سطح الوحدة، فإن الفوتونات تحفز الإلكترونات في مادة أشباه الموصلات، مما يخلق تيارًا كهربائيًا يولد الكهرباء مباشرة.

استعادة الحرارة المهدرة: لا يتم تحويل سوى جزء من الطاقة الشمسية إلى كهرباء بواسطة الخلايا الكهروضوئية، بينما يتحول الجزء المتبقي إلى حرارة. هذه الحرارة من شأنها أن ترفع درجة حرارة الخلية وتقلل من كفاءة توليد الطاقة. يقوم المجمع الحراري المدمج بالتقاط هذه الحرارة المهدرة فورًا عبر وسيط ناقل للحرارة (مثل الماء أو سائل مضاد للتجمد) يتدفق عبر المجمع.

تنظيم درجة الحرارة وتحسين الأداء ثنائي المخرجات: تعمل وسائط نقل الحرارة على تبديد الحرارة الزائدة، مما يحافظ على الخلايا الكهروضوئية عند درجة حرارة تشغيل مثالية (عادةً أقل من 55 درجة مئوية). وهذا لا يحافظ فقط على كفاءة تحويل الطاقة الكهروضوئية العالية، بل يوفر أيضًا الحرارة المُجمّعة لتطبيقات مثل تدفئة المساحات أو توفير المياه الساخنة للاستخدام المنزلي.

مزايا المنتج الأساسية

وحدة تزويد مشتركة للحرارة والطاقة ذات تأثيرات مزدوجة متآزرة. 

تدمج هذه الوحدة بشكل مبتكر مكونات كهروضوئية وأجزاء عالية الكفاءة لتجميع الحرارة، وهي مزودة بتقنية متكاملة للربط الكهروضوئي الحراري. فبينما تحقق تحويلًا كهروضوئيًا عالي الكفاءة، تجمع في الوقت نفسه وبدقة الحرارة المصاحبة المتولدة من الخلايا الكهروضوئية أثناء التشغيل. يتيح هذا التصميم التحكم بثبات في درجة حرارة تشغيل الوحدة بحيث لا تتجاوز 55 درجة مئوية، متجنبًا بذلك تأثير درجات الحرارة المرتفعة على كفاءة توليد الطاقة، ومضمنًا استمرارية وكفاءة إنتاج الطاقة. في الوقت نفسه، تحوّل هذه الوحدة الحرارة المهدرة إلى طاقة قابلة للاستخدام لتلبية الاحتياجات الأساسية مثل توفير الماء الساخن للمباني والتدفئة الشتوية، مما يرفع معدل الاستفادة الشاملة من الطاقة الشمسية إلى 80%، ويحقق أقصى استفادة من مبدأ "مدخل واحد للطاقة الشمسية، مكاسب طاقة متعددة".

التغليف بالتفريغ الهوائي لتحسين كفاءة نقل الحرارة. 

بالاعتماد على تقنية الترقق الفراغي الدقيقة، تحقق الوحدة ربطًا سلسًا ومحكمًا بين الطبقة الكهروضوئية وطبقة تجميع الحرارة، مما يقلل بشكل كبير من المقاومة الحرارية بين الطبقات ويحسن معامل انتقال الحرارة. وقد أثبتت التطبيقات الهندسية العملية أن هذه التقنية تزيد من كفاءة استخدام الطاقة الحرارية بأكثر من 40%، مما يضمن نقل الحرارة المتولدة أثناء التحويل الكهروضوئي بسرعة ودون فقد إلى نظام تجميع الحرارة، ويرسي أساسًا متينًا لتوفير مستقر للطاقة الحرارية اللاحقة.

عزل حراري ثلاثي الأبعاد للاحتفاظ بالحرارة وتقليل الاستهلاك. 

بفضل تصميم نظام عزل حراري ثلاثي الأبعاد شامل، يوفر هذا النظام حاجزًا مزدوجًا للحماية من الحرارة: غطاء عالي النفاذية مُثبّت على الجهة الأمامية، مع ضبط دقيق للمسافة بين الوحدة والغطاء، مما يقلل بشكل فعال من فقدان الحرارة من الجهة الأمامية بنسبة 70% مع ضمان نفاذية شمسية عالية دون التأثير على كفاءة توليد الطاقة الكهروضوئية؛ أما الجهة الخلفية، فتُستخدم فيها مادة عازلة من الألياف عالية الكثافة، بالإضافة إلى غشاء عاكس عالي الموجات الطويلة. حتى في ظل ظروف تشغيل معقدة، مثل اختلاف درجات الحرارة الكبير بين الليل والنهار والبرودة الشديدة، يُمكن لهذا النظام منع فقدان الحرارة بفعالية وضمان تجميع وتخزين مستقر للطاقة الحرارية.

الربط الذكي لخفض التكاليف وتحسين كفاءة الطاقة. 

تم تصميم الوحدة بمستشعرات حرارة عالية الدقة ونظام تحكم ذكي، مما يتيح الاتصال بسلاسة بمنصة إدارة الطاقة في المبنى، وبالتالي تحقيق نمط تشغيل وصيانة ذكي مع تنظيم ديناميكي للطاقة الحرارية والكهربائية ومراقبة فورية للمعايير الأساسية. هذا يقلل بشكل كبير من تكاليف التدخل اليدوي، ويخفض تكاليف التشغيل والصيانة بأكثر من 35%، ويحسن بشكل ملحوظ الجدوى الاقتصادية والقيمة التشغيلية طويلة الأجل للمنتج.

سيناريوهات تطبيق متنوعة

تتميز وحدة الطاقة الحرارية الكهربائية المزدوجة PVT-T بتعدد استخداماتها، حيث تلبي بمرونة احتياجات الطاقة المختلفة للمباني، بما في ذلك توفير المياه الساخنة المركزية للمباني المكتبية، وتدفئة المسابح التجارية بدرجة حرارة ثابتة، والتدفئة الموسمية لأنظمة التدفئة المقترنة بمضخات حرارية. كما أنها تتوافق بدقة مع خصائص استهلاك الطاقة لأنواع المباني المختلفة. وسواءً كان الهدف إنشاء أنظمة طاقة في مبانٍ جديدة منخفضة الكربون، أو تجديد المباني القائمة وتطويرها لترشيد استهلاك الطاقة، فإنها توفر حلولاً فعّالة ومرنة ومخصصة للطاقة، مما يساعد قطاع البناء على تحقيق أهداف خفض انبعاثات الكربون.

الدعم الفني الأساسي

تقنية بطاريات عالية الكفاءة لضمان خرج مستقر. 

تعتمد الوحدة على خلايا تقنية TOPCon أحادية البلورة متعددة الموصلات من النوع N، والتي تتميز بكفاءة تحويل كهروضوئي فائقة، بالإضافة إلى معامل حراري منخفض للطاقة القصوى. حتى في البيئات الخارجية المعقدة، مثل درجات الحرارة المرتفعة والإشعاع فوق البنفسجي القوي، يمكنها الحفاظ على أداء توليد طاقة مستقر وموثوق، مما يوفر ضمانًا أساسيًا للإمداد المستمر والمستقر للطاقة الكهربائية.

تصميم هيكل موحد لدرجة الحرارة لتحسين الكفاءة الشاملة. 

من خلال التحسين العلمي لتصميم أجزاء تجميع الحرارة، واستخدام ألواح ألومنيوم عالية النقاء كركائز لنقل الحرارة، والتصميم الدقيق لهيكل قناة التدفق، يتم التحكم في تجانس درجة حرارة سطح الوحدة ضمن نطاق ±1 درجة مئوية. ويساهم توزيع درجة الحرارة المتوازن في تجنب تأثير ارتفاع درجة الحرارة الموضعي على كفاءة توليد الطاقة، مما يحقق تحسينًا متزامنًا لكفاءة توليد الطاقة وكفاءة تجميع الحرارة.

تقنية ألواح التغطية عالية النفاذية لتقليل الفاقد بشكل تآزري والعزل الحراري. 

مع ضمان نفاذية عالية للطاقة الشمسية، تعمل اللوحة الأمامية ذات النفاذية العالية، بالإضافة إلى تصميم التباعد الأمثل، على تقليل فقدان الحرارة بشكل ملحوظ. ويشكل ذلك تأثيرًا تآزريًا مع نظام العزل الحراري ثلاثي الأبعاد لتعزيز الاحتفاظ بالحرارة والعزل، وتحسين كفاءة استخدام الطاقة الشاملة.

تصميم حماية قوي لضمان عمر خدمة أطول. 

يتميز هذا المنتج بإطار مصنوع من سبائك الألومنيوم المؤكسدة 6063-T5 بقوة شد تبلغ 180 ميجا باسكال، بالإضافة إلى مادة مانعة للتسرب عالية المقاومة للعوامل الجوية، مما يجعله مقاومًا للماء بمعيار IP65. ويساهم تصميم الحماية الشاملة في مقاومة التآكل الناتج عن الظروف البيئية القاسية كالرياح والأمطار والأشعة فوق البنفسجية وتغيرات درجات الحرارة، مما يطيل عمر الوحدة بشكل ملحوظ ويقلل تكاليف التشغيل والصيانة على المدى الطويل.

معلمات المنتج

باعتبارها منتجًا مبتكرًا في مجال الاستخدام الشامل للطاقة الشمسية، تتجاوز وحدة الطاقة الكهروحرارية المزدوجة PVT-T القيود الوظيفية للمعدات الكهروضوئية والحرارية الشمسية التقليدية من خلال دمج التقنيات الأساسية والتحسين الهيكلي، مما يحقق تآزرًا فعالًا بين "الطاقة الكهروضوئية والطاقة الحرارية الشمسية". وتوفر هذه الوحدة دعمًا تقنيًا قويًا وضمانًا للمعدات لتعزيز التحول منخفض الكربون لأنظمة الطاقة في المباني، والمساهمة في تحقيق أهداف "خفض الانبعاثات الكربونية المزدوجة".