Фотовол­та­ично загряване на вода

Нагрява­нето на вода с помо­щта на фото­вол­та­ични (PV) модули е пер­спек­тивна тех­но­ло­гия за снаб­дя­ване с топла вода от енер­ги­ята на Слънцето.

Обикно­вено за нагря­ва­нето на водата за бита се изпол­ват слън­чеви колек­тори. Принци­път на дей­стви­ето в този случай е такъв: слън­че­вото излъ­ч­ване нагрява спе­ци­ална теч­ност вътре в колек­тора, помпа транс­пор­тира този горещ топло­но­си­тел към теп­ло­об­мен­ника на бой­лера, водата в бой­лера се нагрява:

Загряване на вода с помо­щта на слън­чеви колек­тори

Такива системи са достатъчно сложни, понеже вклю­ч­ват спе­ци­а­лен бойлер с топло­об­мен­ник, дифе­рен­ци­а­лен тер­мо­стат, пом­пена група, буфе­рен съд, тръби, изо­ла­ция, топло­но­си­тел и много други еле­менти. Но те се изпла­щат в рам­ките на няколко години, тъй като енер­ги­ята на Слънцето е без­платна. Въпреки това на смяна на слън­че­вите колек­тори идва нова тех­но­ло­гия за нагря­ване на водата за бита с помо­щта на фото­вол­та­ич­ните модули.

Принци­път на дей­стви­ето на PV-нагря­ва­нето е зна­чи­телно по-прост: фото­мо­ду­лите под въз­дей­ствие на слън­че­вата свет­лина про­из­веж­дат елек­три­че­ство, което директно захранва нагре­ва­тел­ния еле­мент на обик­но­вен бойлер:

Загряване на вода с помо­щта на фото­е­лек­три­че­ски модули

Бойлерът в този случай е свър­зан едновре­менно към мре­жата и към фото­е­лек­три­че­с­ките модули чрез спе­ци­а­лен кон­тро­лер, който управ­лява пото­ците на енер­ги­ята. Такова загря­ване на водата има ред пре­дим­ства и само един недо­статък.

Предим­ствата на PV-нагря­ване

1. Фотовол­та­ич­ните модули имат зна­чи­телно по-голяма дъл­го­веч­ност в срав­не­ние със слън­че­вите колек­тори. Някои про­из­во­ди­тели дават 25-годишна про­дук­това гаран­ция за моду­лите си, а пери­одът на екс­пло­ата­ци­ята им е зачи­телно по-дълъг.

2. Фотовол­та­ич­ните панели са по-тънки и по-леки от слън­че­вите колек­тори, което улес­нява достав­ката, кач­ва­нето им на покрива и мон­тажа.

3. Нама необ­хо­ди­мост от спе­ци­а­лен бойлер с топло­об­мен­ник. За PV-нагря­ва­нето е под­хо­дящ обик­но­вен бойлер с елек­три­че­ски нагре­ва­тел. Такъв бойлер е по-евтин, но в пове­чето случаи дори няма да се наложи покуп­ката му, тъй като той вече е нали­чен в дома­кин­ството.

4. Не се изис­ква топло­но­си­тел и регу­ляр­ната му смяна. Изключено е замръ­зване и кип­ване на систе­мата.

5. Не са нужни тръби, изо­ла­ция, помпа и много други ком­по­ненти, които са необ­хо­дими за работа на слън­че­вите колек­тори и изис­кват регу­лярно обслуж­ване. Цялата система е зна­чи­телно по-проста и надеждна.

6. През сту­де­ния сезон КПД на фото­вол­та­ич­ните модули се пови­шава, а КПД на слън­че­вите колек­тори се пони­жава.

7. Фотовол­та­ич­ните модули про­из­веж­дат посто­я­нен ток, който пре­красно под­хожда за използване в нагре­ва­те­лите. Преобра­зу­ва­нето в про­мен­лив ток не се изис­ква. Следова­телно, не е нужен фото­вол­та­и­чен инвер­тор и отсъстват загуби, свър­зани с пре­об­ра­зу­ва­нето.

Недостатъ­кът на PV-нагря­ване

1. Съвремен­ните фото­вол­та­ични модули пре­об­ра­зу­ват в елек­три­че­ство 15-20% от слън­че­вата енер­гия, докато слън­че­вите колек­тори пре­об­ра­зу­ват в топ­лина 30-60% от слън­че­вата енер­гия. По този начин, за една­ква мощ­ност на нагря­ване, площта на PV-моду­лите трябва да бъде 2-3 пъти по-голяма, откол­кото площ на слън­че­вите колек­тори.

Този недо­статък има зна­че­ние само в случаи, когато про­стран­ството за инста­ли­ране на слън­че­вите панели е крайно огра­ни­чено. Също така той става по-малко съще­ствен с всяка изми­нала година с раз­ви­ти­ето на фото­е­лек­три­че­с­ките тех­но­ло­гии.

Допълни­телно PV-нагря­ване

Съществу­ват още раз­лични вари­анти за нагря­ване на вода с «излиш­ната» енер­гия в слън­чеви елект­ро­цен­трали. Например, ако в някой момент про­из­вод­ството на елект­ро­цен­тра­лата пре­ви­шава теку­щото потреб­ле­ние и аку­му­ла­то­рите вече са заре­дени, то излиш­ната мощ­ност също може да бъде насо­чена към елек­три­че­ския нагре­ва­тел:

Загряване на вода във фото­е­лек­три­ческа система с помо­щта на устрой­ството Fronius Ohmpilot