CZ26672U1 - Zařízení integrace fotovoltaického panelu a tepelného čerpadla - Google Patents
Zařízení integrace fotovoltaického panelu a tepelného čerpadla Download PDFInfo
- Publication number
- CZ26672U1 CZ26672U1 CZ2014-29170U CZ201429170U CZ26672U1 CZ 26672 U1 CZ26672 U1 CZ 26672U1 CZ 201429170 U CZ201429170 U CZ 201429170U CZ 26672 U1 CZ26672 U1 CZ 26672U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- heat pump
- photovoltaic panel
- photovoltaic
- integration apparatus
- condenser
- Prior art date
Links
- 230000010354 integration Effects 0.000 title claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 4
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
Zařízení integrace fotovoltaického panelu a tepelného čerpadla
Oblast techniky
Technické řešení se týká zařízení pro kombinovanou výrobu elektrické energie a teplé vody ze slunečního záření u fotovoltaických panelů, zvláště vhodného pro instalace pro rodinné a bytové domy, administrativní budovy a objekty občanské vybavenosti, současně se zvýšením účinnosti fotovoltaických panelů.
Dosavadní stav techniky
Až dosud se používaly fotovoltaické panely jako samostatné zdroje elektrické energie. Nevýhodou tohoto jednoduchého uspořádání je závislost výkonu fotovoltaického panelu na teplotě. Se stoupající teplotou se snižuje účinnost fotovoltaické přeměny. Změna teploty se projeví na hodnotě napětí naprázdno. U krystalického křemíku je dle teoretického předpokladu pokles napětí naprázdno o velikosti zhruba 0,4 % / °C. Snížením napětí naprázdno se sníží i výkon fotovoltaických článků a tím samozřejmě i jejich účinnost. Ostatní parametry fotovoltaických článků, jako je proud nakrátko, činitel plnění, sériový a paralelní odpor, se změnou teploty rovněž mění. Jejich změna je ovšem jen v desetinách procent a není tak podstatná.
Protože teplota fotovoltaických článků se při provozu zvyšuje (podle ročního období, zahříváním sluneční energií), je třeba zajistit jejich chlazení. Z toho plyne požadavek na co nejnižší teplotu článků. Pro každou aplikaci je třeba disponovat určitým způsobem chlazení (pokud možno přirozeným), například umožněním cirkulace okolního vzduchu, které může výrazně zvýšit účinnost systému. Výsledný efekt je však nedostatečný.
Byly činěny pokusy s rosením čelních ploch fotovoltaických panelů, ale výsledky nebyly příliš uspokojivé. Jednak se zvyšovaly náklady na provoz a jednak vlivem použitých kapalin docházelo k usazování minerálů obsažených ve vodě na čelní stranu fotovoltaických panelů, a tím ke zhoršení účinnosti přenosu sluneční energie.
Chlazení ze spodní strany fotovoltaického panelu se jeví jako účinnější, zvláště v kombinované úpravě s využitím teplé vody pro další potřebu. Byly činěny a realizovány různé pokusy, jako například přenos tepla pomocí absorpčního procesu ve směsi voda-čpavek, pracující na základě termosifonového pohonu, ale jeho chladící faktor byl velmi nízký.
Až doposud se nepodařilo najít nej vhodnější variantu chlazení fotovoltaického panelu s integrací tepelného čerpadla.
Podstata technického řešení
Uvedené nedostatky odstraňuje do značné míry zařízení integrace fotovoltaického panelu a tepelného čerpadla podle technického řešení, obsahující výpamík tepelného čerpadla, kondenzátor, kompresor a expanzní ventil, jehož podstata spočívá v tom, že fotovoltaický panel je na spodní straně opatřen chladící komorou, připojenou vzduchotechnickým vedením a ventilátorem, k výpamíku tepelného čerpadla. Okruh vedení chladivá výpamíku tepelného čerpadla je jednak přes kompresor a jednak přes expanzní ventil, připojen ke kondenzátoru.
Přehled obrázku na výkrese
Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresu, na kterém je na obr. 1 znázorněno zařízení integrace fotovoltaického panelu a tepelného čerpadla v podobě blokového schéma.
-1 CZ 26672 Ul
Příklad provedení
Praktické provedení zařízení integrace fotovoltaického panelu a tepelného čerpadla podle technického řešení a práce s ním je patrné z přiloženého obrázku č. 1.
Na obrázku č. 1 je patrný fotovoltaický panel 1, na který z čelní horní strany působí solární energie. Toto působení je znázorněno šipkou. Ze spodní strany je k fotovoltaickému panelu i připojena chladící komora 2. Chladící komora 2 je propojena vzduchotechnickým vedením 3 s výparníkem 4 tepelného čerpadla. Proudění vzduchu v systému je zajišťováno pomocí ventilátoru 8. Přehřáté páry chladivá za výpamíkem 4 tepelného čerpadla jsou vedeny v okruhu 9 vedení chladivá, jednak přes kompresor 7 a jednak přes expanzní ventil 5 do kondenzátoru 6. V kondenzátoru 6 je tepelná energie předávána topné vodě, sloužící například pro vytápění. Působením solární energie se zahřívá vzduch v chladící komoře 2, odkud je odebírán pomocí ventilátoru 8 do výpamíku 4 tepelného čerpadla, kde teplý vzduch předá tepelnou energii chladivu, obíhajícím v okruhu 9 vedení chladivá ve výpamíku 4 tepelného čerpadla. Ochlazený vzduch je pak přiváděn zpět do chladící komory 2, kde napomáhá ke chlazení fotovoltaického panelu 1.
Maximální hodnota solární konstanty v ČR se pohybuje v rozmezí 0,8-1 kW/m2 a průměrná hodnota slunečního svitu je 950-1100 kW/m2. Účinnost fotovoltaické přeměny v hybridním fotovoltaickém panelu, to je ve fotovoltaickém panelu využívajícím konvenční fotovoltaické články s chlazením, je přibližně 13 %, zatímco účinnost tepelné přeměny je asi 75 %. Z toho je vidět, jak využití tohoto hybridního systému je výhodné.
Pokud jde o samotné zvýšení účinnosti fotovoltaických panelů I chlazením, bylo dosaženo nárůstu výkonu přibližně 1 % /1 °C, vztaženo ke jmenovité hodnotě výkonu při 20 °C.
Průmyslová využitelnost
Zařízení integrace fotovoltaického panelu a tepelného čerpadla podle technického řešení lze: s výhodou využít u fotovoltaických panelů u obytných a rodinných domů, v obytné zástavbě, objektů občanské vybavenosti i u celých fotovoltaických parků.
Claims (1)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Zařízení integrace fotovoltaického panelu a tepelného čerpadla, obsahující výpamík tepelného čerpadla, kondenzátor, kompresor a expansní ventil, vyznačující se tím, že fotovoltaický panel (1), je na spodní straně opatřen chladící komorou (2), připojenou vzduchotechnickým vedením (3) s ventilátorem (8) k výpamíku (4) tepelného čerpadla, jehož okruh (9) vedení chladivá je jednak přes kompresor (7) a jednak přes expanzní ventil (5) připojen ke kondenzátoru (6).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-29170U CZ26672U1 (cs) | 2014-01-31 | 2014-01-31 | Zařízení integrace fotovoltaického panelu a tepelného čerpadla |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-29170U CZ26672U1 (cs) | 2014-01-31 | 2014-01-31 | Zařízení integrace fotovoltaického panelu a tepelného čerpadla |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ26672U1 true CZ26672U1 (cs) | 2014-03-24 |
Family
ID=50383809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-29170U CZ26672U1 (cs) | 2014-01-31 | 2014-01-31 | Zařízení integrace fotovoltaického panelu a tepelného čerpadla |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ26672U1 (cs) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ305632B6 (cs) * | 2014-08-01 | 2016-01-13 | Vysoké Učení Technické V Brně | Chlazený fotovoltaický solární modul |
| WO2020156598A1 (en) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | HYDROSERVIS-UNION a.s. | Device for a utilization of waste heat from solar photovoltaic panels |
-
2014
- 2014-01-31 CZ CZ2014-29170U patent/CZ26672U1/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ305632B6 (cs) * | 2014-08-01 | 2016-01-13 | Vysoké Učení Technické V Brně | Chlazený fotovoltaický solární modul |
| WO2020156598A1 (en) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | HYDROSERVIS-UNION a.s. | Device for a utilization of waste heat from solar photovoltaic panels |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cai et al. | Performance evaluation of a thermoelectric ventilation system driven by the concentrated photovoltaic thermoelectric generators for green building operations | |
| Wang et al. | A systematic review of recent air source heat pump (ASHP) systems assisted by solar thermal, photovoltaic and photovoltaic/thermal sources | |
| Firoozzadeh et al. | An experimental study on cooling the photovoltaic modules by fins to improve power generation: economic assessment | |
| Shen et al. | A study on thermoelectric technology application in net zero energy buildings | |
| Kim et al. | Experimental performance of a photovoltaic-thermal air collector | |
| Sellami et al. | Experimental and numerical study of a PV/Thermal collector equipped with a PV-assisted air circulation system: Configuration suitable for building integration | |
| JP3163802U (ja) | 建築物における太陽光と太陽熱利用のハイブリッド構造 | |
| Gao et al. | Performance analysis of a new type desalination unit of heat pump with humidification and dehumidification | |
| Tripathi et al. | Energy matrices evaluation and exergoeconomic analysis of series connected N partially covered (glass to glass PV module) concentrated-photovoltaic thermal collector: At constant flow rate mode | |
| Wu et al. | A study on the maximum gained output ratio of single-effect solar humidification-dehumidification desalination | |
| CN107084540A (zh) | 多功能的热管式太阳能集热器 | |
| Ammari et al. | Economic comparison between PV powered vapor compression refrigeration system and solar thermal powered absorption refrigeration system | |
| CZ26672U1 (cs) | Zařízení integrace fotovoltaického panelu a tepelného čerpadla | |
| GB2566602A (en) | Cooling system | |
| GB et al. | Design and implementation of peltier based solar powered air conditioning and water heating system | |
| Blackman et al. | Demonstration of solar heating and cooling system using sorption integrated solar thermal collectors | |
| Moh'd A et al. | Modeling and simulation of thermoelectric device working as a heat pump and an electric generator under Mediterranean climate | |
| WO2012011656A3 (ko) | 열자급형 복합냉난방 장치 | |
| CN106765752A (zh) | 一种太阳能光伏板与溶液式空调储能联供系统及实施方法 | |
| CN204438387U (zh) | 光伏空调系统 | |
| KR101556234B1 (ko) | 태양 에너지 시스템 | |
| Singh | Evaluation of Performance of Photovoltaic Thermal Hybrid System | |
| RU2561777C2 (ru) | Система нагрева топливного газа с когенерационной установкой | |
| Hazi et al. | Energy efficiency of the PVT system used in industry | |
| CN106594927A (zh) | 一种太阳能光伏板与溶液式空调联供系统及实施方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20140324 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20180131 |