page_banner

Bomba de calor termodinàmica d'assistència solar

Termodinàmica

Normalment, quan penseu en plaques solars, us imagineu la solar fotovoltaica (PV): panells que s'instal·len al damunt del vostre sostre o en un espai obert i converteixen la llum solar en electricitat. Tanmateix, els panells solars també poden ser tèrmics, és a dir, converteixen la llum solar en calor en lloc d'electricitat. Els panells solars termodinàmics són un tipus de panells solars tèrmics, també anomenats col·lectors, que difereixen de manera espectacular dels panells tèrmics tradicionals; en lloc de requerir la llum solar directa, els panells solars termodinàmics també poden generar energia a partir de la calor de l'aire.

 

Punts clau

Els panells solars termodinàmics poden servir com a col·lector i evaporador en les bombes de calor assistides solars (SAHP) d'expansió directa.

Absorbeixen la calor tant de la llum solar com de l'aire ambient, i normalment no necessiten la llum solar directa, tot i que pot ser que no funcionin tan bé en climes més freds.

Es necessiten més proves per avaluar com funcionen els panells solars termodinàmics en climes més freds

Tot i que els panells solars termodinàmics són els més populars a Europa, alguns estan començant a sortir al mercat als Estats Units

 

Com funciona una bomba de calor solar?

Els SAHP utilitzen l'energia tèrmica del sol i les bombes de calor per produir calor. Tot i que podeu configurar aquests sistemes de moltes maneres diferents, sempre inclouen cinc components principals: col·lectors, un evaporador, un compressor, una vàlvula d'expansió tèrmica i un dipòsit d'intercanvi de calor d'emmagatzematge.

 

Què són els panells solars termodinàmics? Com funcionen?

Els panells solars termodinàmics són components d'algunes bombes de calor assistides solars (SAHP) d'expansió directa, on serveixen com a col·lector, escalfant el refrigerant fred. En els SAHP d'expansió directa, també serveixen com a evaporador: com que el refrigerant circula directament a través d'un panell solar termodinàmic i absorbeix la calor, es vaporitza, passant d'un líquid a un gas. A continuació, el gas viatja a través d'un compressor on es pressuritza i, finalment, a un dipòsit d'intercanvi de calor d'emmagatzematge, on escalfa l'aigua.

 

A diferència de la fotovoltaica o els panells solars tèrmics tradicionals, els panells solars termodinàmics no cal col·locar-los a plena llum solar. Absorbeixen la calor de la llum solar directa, però també poden treure calor de l'aire ambient. Així, mentre que els panells solars termodinàmics es consideren tècnicament panells solars, d'alguna manera són més semblants a les bombes de calor de font d'aire. Els panells solars termodinàmics es poden muntar a sostres o parets, a ple sol o a l'ombra completa; l'advertència aquí és que si vius en un clima fred, probablement funcionaran de manera més eficient a ple sol perquè la temperatura de l'aire pot no ser càlida. suficient per satisfer les vostres necessitats de calefacció.

 

Què passa amb l'aigua calenta solar?

Els sistemes solars d'aigua calenta utilitzen col·lectors tradicionals, que poden escalfar un refrigerant, com ara plaques solars termodinàmiques, o aigua directament. Aquests col·lectors requereixen plena llum solar i el refrigerant o l'aigua es poden moure pel sistema de manera passiva per gravetat o activament mitjançant una bomba controladora. Els SAHP són més eficients perquè inclouen un compressor, que pressuritza i concentra la calor en el refrigerant gasós, i perquè inclouen una vàlvula d'intercanvi tèrmic, que regula la velocitat a la qual flueix el refrigerant a través de l'evaporador, que pot ser un panell solar termodinàmic. - Per maximitzar la producció d'energia.

 

Què tan bé funcionen els panells solars termodinàmics?

A diferència dels sistemes solars d'aigua calenta, els panells solars termodinàmics encara són una tecnologia en desenvolupament i no estan tan ben provats. El 2014, un laboratori independent, Narec Distributed Energy, va realitzar proves a Blyth, Regne Unit, per determinar l'eficiència dels panells solars termodinàmics. Blyth té un clima força temperat amb pluges abundants i les proves es van realitzar de gener a juliol.

 

Els resultats van mostrar que el coeficient de rendiment, o COP, del sistema termodinàmic SAHP era de 2,2 (quan es té en compte la calor perduda del dipòsit d'intercanvi de calor). Les bombes de calor normalment es consideren altament eficients quan aconsegueixen COP superiors a 3,0. Tanmateix, tot i que aquest estudi va demostrar que, el 2014, els panells solars termodinàmics no eren altament eficients en un clima temperat, poden funcionar de manera més eficient en climes més càlids. A més, a mesura que la tecnologia ha continuat avançant, probablement els panells solars termodinàmics necessiten un nou estudi de proves independent.

 

Com avaluar l'eficiència de les bombes de calor solars

Abans de triar un SAHP, hauríeu de comparar el coeficient de rendiment (COP) de diversos sistemes. El COP és una mesura de l'eficiència de la bomba de calor basada en la proporció de calor útil produïda en comparació amb la seva entrada d'energia. COP més alts equivalen a SAHP més eficients i costos operatius més baixos. Tot i que el COP més alt que pot assolir qualsevol bomba de calor és de 4,5, les bombes de calor amb COP superiors a 3,0 es consideren altament eficients.


Hora de publicació: 19-jul-2022