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太陽(yáng)能發(fā)電是新興的可再生能源技術(shù)，太陽(yáng)能光伏和太陽(yáng)能光熱是太陽(yáng)能大規(guī)模應(yīng)用的主要方式，已各自實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。太陽(yáng)能光伏發(fā)電具有電池組件模塊化、安裝維護(hù)方便、使用方式靈活等特點(diǎn)，是太陽(yáng)能發(fā)電應(yīng)用最多的技術(shù)。太陽(yáng)能光熱發(fā)電通過(guò)聚光集熱系統(tǒng)加熱介質(zhì)，再利用傳統(tǒng)蒸汽發(fā)電設(shè)備發(fā)電，近年來(lái)產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目開(kāi)始增多。然而到目前為止，太陽(yáng)能光伏發(fā)電依然存在發(fā)電效率低、成本高的瓶頸。太陽(yáng)能光熱發(fā)電，也因?yàn)槠渥陨淼牟蛔闵形磳?shí)現(xiàn)大規(guī)模發(fā)展利用。
太陽(yáng)能光伏熱電技術(shù)是解決問(wèn)題的重要途徑，其核心是在太陽(yáng)能光伏發(fā)電的同時(shí)回收多余熱能并加以利用。
國(guó)際上將太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用技術(shù)稱(chēng)為PV/T(PV/T：Solar photovoltaic / thermal)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)不僅是近年來(lái)太陽(yáng)能研究中最熱門(mén)的研究領(lǐng)域之一，而且成為太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)界備受關(guān)注的方向。
pvt 結(jié)構(gòu)示意圖
浙江神太太陽(yáng)能股份有限公司利用地處長(zhǎng)三角核心地帶，太陽(yáng)能利用產(chǎn)業(yè)集群配套完善這一有利時(shí)機(jī)和地域優(yōu)勢(shì)，以及自身在太陽(yáng)能利用領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)，從2012年開(kāi)始光伏光熱綜合利用的研究，“十年磨一劍”，在行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先研發(fā)出成熟的具有明顯企業(yè)特征的新一代太陽(yáng)能利用新產(chǎn)品：太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用系統(tǒng)------PV/T。
PV/T結(jié)合企業(yè)原有的光伏電池與太陽(yáng)能集熱技術(shù)，在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的同時(shí)，由集熱組件中的冷卻介質(zhì)帶走電池的熱量加以利用，同時(shí)產(chǎn)生電、熱兩種能量收益。不僅對(duì)電池有冷卻作用，可以提高發(fā)電效率和壽命，更重要的是實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能”，大大提高太陽(yáng)能綜合利用效率，同時(shí)降低電熱分別供應(yīng)的成本，滿足用戶對(duì)高品質(zhì)電力和低品質(zhì)熱能的需求。
神太光伏熱電PV/T系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
●全光譜利用
由于半導(dǎo)體禁帶寬度的存在，當(dāng)太陽(yáng)輻射投射于太陽(yáng)能電池表面時(shí)，只有能量大于禁帶寬度的光子才能產(chǎn)生電子空穴對(duì)，能量小于禁帶寬度的光子將不能對(duì)電池的電流作出貢獻(xiàn)。晶硅的禁帶寬度在1.2eV 左右，對(duì)應(yīng)太陽(yáng)輻射的波長(zhǎng)為1.1μm 左右，而太陽(yáng)輻射光譜中波長(zhǎng)大于1.1μm 的能量占太陽(yáng)輻射總能量的約40%，這也意味著這部分能量將不能產(chǎn)生電子空穴對(duì)。
神太PV/T太陽(yáng)能光伏熱電技術(shù)則可將這部分能量轉(zhuǎn)換成可利用的熱能，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)輻射光譜的全光譜利用，從而提高太陽(yáng)能光伏的綜合利用效率。
●多功能利用
對(duì)于絕大多數(shù)商用光伏電池，電池溫度升高會(huì)引起光伏轉(zhuǎn)換效率的下降，如果光伏電池吸收的熱量受條件限制不能有效釋放，反而會(huì)導(dǎo)致光伏電池溫度升高，引起光伏轉(zhuǎn)換效率的下降。
理論與實(shí)驗(yàn)研究均表明，在較高的環(huán)境溫度下，如果不對(duì)光伏組件采取冷卻措施，其工作溫度通常會(huì)高達(dá)60～90℃；而在有介質(zhì)冷卻的系統(tǒng)中，光伏電池的工作溫度基本上在30～50℃。神太太陽(yáng)能光伏熱電技術(shù)在太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的同時(shí)，由集熱組件中的冷卻介質(zhì)帶走電池的熱量，產(chǎn)生電、熱兩種能量收益，從而提高太陽(yáng)能的綜合利用效率。
●降低成本
太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用技術(shù)將光伏技術(shù)和光熱技術(shù)結(jié)合，光伏組件和太陽(yáng)能集熱器的配套配件一體化，節(jié)省了材料、制作和安裝成本；太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用技術(shù)有效控制了光伏電池工作溫度，避免了電池高溫工作，從而提高了光伏電池的運(yùn)行壽命，也可以說(shuō)是減少了硅材料的損耗，改善了其經(jīng)濟(jì)性。
節(jié)約安裝面積
建筑是太陽(yáng)能應(yīng)用的最佳載體，但建筑結(jié)構(gòu)可接收到陽(yáng)光的面積是有限的。若采用太陽(yáng)光熱技術(shù)和光伏技術(shù)兩套系統(tǒng)，會(huì)存在安裝位置、安裝面積上的矛盾，從而對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝造成困難。采用神太PV/T太陽(yáng)能光伏熱電系統(tǒng)則完全避免了這個(gè)問(wèn)題。
●電/熱輸出靈活配置
太陽(yáng)能光伏熱電技術(shù)能夠提供電力、熱水和采暖等多種能量形式，具備太陽(yáng)能利用的多功能性，從而能夠滿足用戶對(duì)不同能量的需求。
可綜合考慮投資成本及能量需求，在太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用技術(shù)應(yīng)用中選擇合適的光伏電池覆蓋率，進(jìn)行電力輸出優(yōu)先、熱力輸出為輔的組件選擇和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
●易于建筑一體化
太陽(yáng)能光伏熱電技術(shù)可以方便地實(shí)現(xiàn)建筑一體化，光伏熱水-屋頂、光伏熱水-墻、光伏空氣多功能幕墻、光伏-熱水窗、光伏-空氣窗等一體化方案不僅利用圍護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)電供熱，而且大大降低了建筑的空調(diào)負(fù)荷，獲得了額外的收益。
神太光伏熱電PV/T系統(tǒng)的應(yīng)用前景
太陽(yáng)能光伏熱電PV/T技術(shù)具體應(yīng)用途徑有如下幾個(gè)方面:
●電力-熱水
神太PV/T光伏熱水系統(tǒng)，能夠同時(shí)提供電力和熱水，可廣泛應(yīng)用于建筑、工廠、農(nóng)業(yè)等，特別是電力和熱水需求量都較大的場(chǎng)所，如酒店、學(xué)校、醫(yī)院、賓館等，與建筑一體化設(shè)計(jì)時(shí)，有太陽(yáng)能光伏光熱墻、太陽(yáng)能光伏光熱屋頂?shù)取?/p>
●電力-空氣采暖
神太PV/T太陽(yáng)能光伏熱電技術(shù)同時(shí)提供電力和采暖熱空氣也有很好的應(yīng)用前景，太陽(yáng)能光伏光熱采暖系統(tǒng)針對(duì)寒冷地區(qū)或者特定用戶、場(chǎng)地的需求，在提供電力的同時(shí)，提供熱空氣直接應(yīng)用于建筑采暖。
光伏-空氣集熱器、光伏多功能幕墻等可實(shí)現(xiàn)發(fā)電-空氣采暖，相對(duì)而言，此類(lèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，可靠性最高，維護(hù)成本最低。適當(dāng)時(shí)，還可以配置神太空氣能等輔助加熱系統(tǒng)。
●電力-烘干
傳統(tǒng)干燥行業(yè)能耗巨大，污染嚴(yán)重，神太太陽(yáng)能光 伏PV/T熱電技術(shù)針對(duì)某些用戶、場(chǎng)地的特定需求，如工業(yè)干燥、農(nóng)副產(chǎn)品干燥、煙草、藥材、食品干燥等，可應(yīng)用太陽(yáng)能光伏干燥技術(shù)，能夠同時(shí)提供電力和熱空氣，相比于電力-空氣采暖，熱空氣的溫度可能要求更高，濕度控制要求更加嚴(yán)格。特別是地域偏僻、電力不足地區(qū)，可通過(guò)系統(tǒng)自身提供的電力獨(dú)立運(yùn)行。
●電力-熱泵
熱泵系統(tǒng)冬季運(yùn)行時(shí)由蒸發(fā)器從低溫環(huán)境的空氣中吸熱，導(dǎo)致表面溫度過(guò)低而結(jié)霜，從而傳熱阻力增加，存在熱泵系統(tǒng)性能下降的問(wèn)題；而光伏電池發(fā)電則是多余的熱能不能夠被利用，導(dǎo)致電池溫度升高，存在效率隨溫度下降的問(wèn)題。
太陽(yáng)能光伏熱泵系統(tǒng)根據(jù)太陽(yáng)能光伏與熱泵兩個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)，不僅利用太陽(yáng)能發(fā)電，而且將光伏電池發(fā)電多余的熱能提供給熱泵系統(tǒng)，提高了蒸發(fā)溫度，降低了電池溫度，在提高光伏電力輸出效率的同時(shí)，有效地提升了熱泵系統(tǒng)的能效比。
●電力-農(nóng)業(yè)需求
神太太陽(yáng)能光伏熱電PV/T系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)大棚、魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖等方面的也有著廣泛的應(yīng)用前景。在提供足夠的電力資源的同時(shí)，還能提供熱能滿足農(nóng)業(yè)大棚等的采暖要求。全年利用太陽(yáng)能產(chǎn)生電力，針對(duì)不同作物生長(zhǎng)特點(diǎn)，調(diào)節(jié)大棚溫度。夏季光伏的存在及有效通風(fēng)，抑制了太陽(yáng)輻射強(qiáng)度過(guò)大導(dǎo)致的溫度過(guò)高；冬季有效利用光伏發(fā)電產(chǎn)生的多余熱能改善了大棚熱環(huán)境。
