Kakav je trenutni status istraživanja solarnih fotonaponsko-termalnih sistema?

Solarni fotonaponsko-termalni sistemi (PV/T) su sveobuhvatni sistem koji kombinuje solarnu termalnu konverziju i fotonaponsku proizvodnju energije. Sistem koristi fotonaponske module kao dio kolektora i koristi toplinu u fotonaponskim modulima kroz radni fluid koji teče u cijevi na stražnjoj strani kolektora, kao što je grijanje zgrada i snabdijevanje potrošnom toplom vodom. PV/T sistemi mogu biti sastavljeni od mnogo različitih tipova u skladu sa razlikama u fotonaponskim modulima i kolektorima, kao što su kolektori sa ravnim pločama i koncentracioni kolektori. Fotonaponski moduli mogu koristiti monokristalni silicijum, polikristalni silicijum, tankoslojne poluprovodnike, itd., a radni fluidi mogu koristiti vodu, vazduh, freon itd.

Najranija istraživanja PV/T sistema mogu se pratiti od 1970-ih. Kern i Russell, koristeći zrak i vodu kao medije za protok, predložili su neke glavne koncepte PVlT sistema na osnovu izmjerenih eksperimentalnih rezultata. Hendriea je predložio teorijski model PVlT sistema koristeći konvencionalnu tehnologiju prikupljanja topline. Florschuetz je proširio opseg primjene Hottel-Whillie modela za analizu PV/T sistema.

Numerička metoda koju je predložio Raghuraman može se koristiti za predviđanje performansi zračnih fotonaponskih termalnih kolektora s ravnim pločama. Cox i Raghuraman su proučavali tipičan vazdušno-fotonaponski kompozitni sistem i sproveli kompjuterske simulacije koristeći novu tipičnu silikonsku ćeliju kako bi smanjili cenu sistema, dok Loferslti i dr. uporedio je rezultate nezavisne prostorne analize sa izmerenim rezultatima i dao rezultate analize kompozitnog sistema sa cirkulacijom vazduha postavljenog u rezidenciji. Bhargava i Prikash su proučavali faktore kao što su protok mase vazduha, dužina/dubina kanala za protok vazduha/proporcija apsorberskih solarnih ćelija u jednokanalnom PVrI' sistemu i sproveli relevantne eksperimentalne studije o njihovom uticaju na performanse sistema.

S druge strane, kombinacija PV/T sistema i solarne tehnologije pumpe za grijanje omogućava korištenje vode na visokim temperaturama za domaćinstvo i odlične performanse PV hlađenja. Tečno rashladno sredstvo isparava u cijevi na poleđini ravnog kolektora, čineći PV/T kolektor i isparivač spojenim u jedno. Kroz Rankineov ciklus, solarna energija se apsorbira na PV/T isparivaču na regionalnoj temperaturi okoline, a zatim se oslobađa u kondenzatoru hlađenom vodom na višoj temperaturi, što smanjuje temperaturu panela i poboljšava fotonaponsku efikasnost fotonaponske ćelije. Pošto novi sistem ima višu temperaturu isparavanja od tradicionalne toplotne pumpe sa izvorom vazduha, poboljšan je i koeficijent performansi sistema.

Posljednjih godina učinjen je novi napredak u istraživanju PV/T sistema. Bazilian et al. demonstrirali primjenu i smjer razvoja PV/T tehnologije u svom radu. Huang et al. proučavao je sveobuhvatan PV/T i solarni sistem kolektora vode koristeći uobičajene polikristalne silicijumske module solarnih ćelija i koristio koncept efikasnosti primarne uštede energije za upoređivanje i analizu ukupnih performansi sistema sa performansama tradicionalnih solarnih kolektora vode. Zondag et al. koristio je niz stabilnih i dinamičkih simulacionih modela za analizu performansi PV/T sistema kolektora vode.