Ο λόγος για ένα υβριδικό φωτοβολταϊκό-θερμικό πάνελ ισχύος 535 W που συνδυάζει παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με ανάκτηση θερμότητας, επιτυγχάνοντας συνολική ενεργειακή απόδοση 66,8% σε πρόσφατες δοκιμές
Η ιταλική startup Syntropia ανέπτυξε ένα υβριδικό φωτοβολταϊκό-θερμικό (PVT) πάνελ που διαθέτει έναν μικροκαναλικό αλουμινένιο απορροφητή θερμότητας τοποθετημένο πίσω από τη φωτοβολταϊκή στρώση.
Σύμφωνα με την εταιρεία, το φωτοβολταϊκό πλακίδιο ενσωματώνεται σε μια μονωτική γυάλινη κατασκευή χαμηλής εκπομπής, ενώ ο θερμικός απορροφητής ανακτά την ηλιακή θερμότητα που δεν μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Ένα πίσω μονωτικό στρώμα συμβάλλει στη μείωση των απωλειών θερμότητας προς το περιβάλλον.
Το πάνελ παράγει ταυτόχρονα ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα
Τα φωτοβολταϊκά κύτταρα μετατρέπουν μέρος της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρική ενέργεια, ενώ η πλεονάζουσα θερμότητα μεταφέρεται στον αλουμινένιο απορροφητή και στη συνέχεια σε ένα ρευστό μεταφοράς θερμότητας που κυκλοφορεί μέσω των μικροκαναλιών του.
Το θερμαινόμενο ρευστό μπορεί να παρέχει θερμική ενέργεια σε δεξαμενή αποθήκευσης ζεστού νερού, αντλία θερμότητας ή γεωθερμικό σύστημα. Με την απομάκρυνση θερμότητας από τη φωτοβολταϊκή στρώση, το θερμικό κύκλωμα συμβάλλει επίσης στη μείωση της θερμοκρασίας λειτουργίας των ηλιακών κυττάρων.
Σε αρχικές δοκιμές πρωτοτύπων που πραγματοποιήθηκαν μεταξύ Μαΐου και Αυγούστου 2019, η εταιρεία ανέφερε ότι το υβριδικό πάνελ παρήγαγε κατά μέσο όρο 4% περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από ένα αντίστοιχο συμβατικό φωτοβολταϊκό πάνελ, ενώ θέρμαινε μια δεξαμενή νερού 200 λίτρων σε θερμοκρασίες έως 70 C.
«Περαιτέρω δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν φέτος, στα τέλη Ιουνίου 2026, έδειξαν ότι το πάνελ PVT μας παρήγαγε 3,91 kWh ηλεκτρικής ενέργειας, έναντι 3,79 kWh από ένα συμβατικό φωτοβολταϊκό πάνελ υπό τις ίδιες συνθήκες ηλιακής ακτινοβολίας», δήλωσε στο pv magazine ο διευθύνων σύμβουλος και ιδρυτής της Syntropia, Alessio Iannascoli.
«Αυτό αντιπροσώπευε αύξηση 3,1% στην ηλεκτρική παραγωγή, που αντιστοιχεί σε επιπλέον 117 Wh κατά τη διάρκεια της ημέρας δοκιμής. Το πάνελ PVT πέτυχε επίσης ολοκληρωμένη ηλεκτρική απόδοση 20,1%, έναντι 19,5% για το φωτοβολταϊκό πάνελ αναφοράς».
Σύμφωνα με τον Iannascoli, το πάνελ PVT ανέκτησε 9,07 kWh θερμικής ενέργειας κατά τη διάρκεια της ίδιας δοκιμής, επιτυγχάνοντας σταθμισμένη μέση θερμική απόδοση 46,7%. Η ανακτηθείσα θερμότητα αύξησε τη θερμοκρασία μιας δεξαμενής αποθήκευσης νερού 200 λίτρων από τους 35 C στους περίπου 73 C.
Η συνδυασμένη ηλεκτρική και θερμική παραγωγή έφτασε τις 12,98 kWh, που αντιστοιχεί σε συνολική ενεργειακή απόδοση 66,8%.
«Η χρήση αντιανακλαστικού γυαλιού χαμηλής εκπομπής συνέβαλε στη βελτίωση της θερμικής απόδοσης, διατηρώντας παράλληλα υψηλή ηλεκτρική απόδοση», δήλωσε, προσθέτοντας ότι οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν στο εργαστήριο της εταιρείας.
Το πάνελ DuoSolis έχει ονομαστική ηλεκτρική ισχύ 535 W και ονομαστική θερμική ισχύ 1,4 kW, με συνολική ονομαστική ισχύ 1.940 W, σύμφωνα με την τεκμηρίωση προϊόντος του κατασκευαστή.
Ο κατασκευαστής αναφέρει μέση συνδυασμένη απόδοση μετατροπής άνω του 70%, η οποία μπορεί να φτάσει το 85% όταν το πάνελ συνδέεται με μια πολυενεργειακή αντλία θερμότητας.
Το φωτοβολταϊκό στοιχείο βασίζεται σε τεχνολογία πάνελ που παρέχεται από τον ιταλικό κατασκευαστή Peimar
Διαθέτει 66 μονοκρυσταλλικά κύτταρα τύπου n M10, βασισμένα στην τεχνολογία επαφής παθητικοποιημένης με οξείδιο σήραγγας (TOPCon).
Το πάνελ έχει ονομαστική ισχύ 535 W και απόδοση μετατροπής 22,82%. Η τάση ανοικτού κυκλώματος είναι 45,91 V, το ρεύμα βραχυκυκλώματος 14,6 A, η τάση μέγιστης ισχύος 38,83 V και το ρεύμα μέγιστης ισχύος 13,78 A. Η μέγιστη τάση του συστήματος είναι 1.500 V.
Το φωτοβολταϊκό πάνελ διαθέτει επίσης εμπρόσθιο σκληρυμένο γυαλί πάχους 3,2 mm με αντιανακλαστική επίστρωση, οπίσθιο φύλλο Tedlar-PET-Tedlar (TPT) και πλαίσιο από ανοδιωμένο μαύρο αλουμίνιο.
Ο θερμικός συντελεστής ισχύος είναι -0,29%/C, με εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας από -40 C έως 85 C. Διαθέτει επίσης κουτί διακλάδωσης με βαθμό προστασίας IP68 και είναι πιστοποιημένο σύμφωνα με τα πρότυπα IEC 61215 και IEC 61730.
Ο θερμικός συλλέκτης έχει δηλωμένη οπτική απόδοση 60%, θερμοκρασία αδρανοποίησης 90 C και χωρητικότητα ρευστού 1,3 λίτρα.
Το φύλλο τεχνικών χαρακτηριστικών προσδιορίζει ονομαστική παροχή 120 λίτρων/ώρα, πτώση πίεσης 80 mbar στα 100 λίτρα/ώρα και επιφάνεια συλλέκτη 2,33 m². Το πλήρες πάνελ PVT έχει διαστάσεις 2,06 m × 1,13 m × 0,05 m, ζυγίζει 45 kg και διαθέτει θηλυκές συνδέσεις σωλήνων 1/2 ίντσας.
Το προϊόν συνοδεύεται από εγγυήσεις 30 ετών για το προϊόν και τη γραμμική απόδοση ισχύος
Η Syntropia τοποθετεί το DuoSolis ως μέρος ενός ευρύτερου ενεργειακού συστήματος κτιρίου και όχι αποκλειστικά ως αυτόνομο ηλιακό συλλέκτη.
Σύμφωνα με την εταιρεία, τα πάνελ μπορούν να παρέχουν θερμική πηγή ενέργειας για αντλίες θερμότητας ή να επαναφορτίζουν γεωθερμικές γεωτρήσεις.
Μπορούν να εγκατασταθούν σε κεκλιμένες στέγες, επίπεδες στέγες και προσόψεις και να συνδυαστούν στην ίδια συστοιχία με συμβατικά φωτοβολταϊκά πάνελ παρόμοιων διαστάσεων.
Το προτεινόμενο σύστημα Syntropia System ενσωματώνει πάνελ DuoSolis με τη γεωθερμική αντλία θερμότητας πολλαπλών πηγών ενέργειας SyntroCore της εταιρείας, τις συμπαγείς γεωθερμικές γεωτρήσεις GeoPlus και το λογισμικό διαχείρισης ενέργειας SyntroCode.
Το σύστημα έχει σχεδιαστεί για να μεταφέρει την πλεονάζουσα ηλιακή θερμότητα σε θερμική αποθήκευση ή στο έδαφος και να την ανακτά όταν χρειάζεται.
«Η Syntropia αναπτύσσει το SyntroCore, ένα ιδιόκτητο σύστημα αντλίας θερμότητας σχεδιασμένο να ενσωματώνει πολλαπλές θερμικές πηγές ενέργειας», δήλωσε ο Iannascoli.
«Το έργο βρίσκεται επί του παρόντος σε πρώιμο στάδιο έρευνας και ανάπτυξης και η εταιρεία δεν έχει ακόμη δημοσιοποιήσει τεχνικές προδιαγραφές ή δεδομένα απόδοσης για την προγραμματισμένη μονάδα».
«Για την ανάπτυξη και την επικύρωση του συστήματος, η Syntropia χρησιμοποιεί εμπορικά διαθέσιμες γεωθερμικές αντλίες θερμότητας νερού-νερού», πρόσθεσε.
«Μεταξύ των τεχνολογιών αναφοράς που εξετάζονται περιλαμβάνονται αναστρέψιμες υδρόψυκτες μονάδες που μπορούν να λειτουργούν με νερό ή μείγματα νερού-γλυκόλης, καθιστώντας τις συμβατές με κλειστού βρόχου γεωθερμικές γεωτρήσεις, πηγές υπόγειων υδάτων και τη γεωθερμική τεχνολογία GeoPlus της εταιρείας».
Σύμφωνα με τη Syntropia, οι αντλίες θερμότητας αναφοράς επιτυγχάνουν συντελεστή απόδοσης (COP) περίπου 5,1 υπό συνθήκες W10/W35, σύμφωνα με το πρότυπο EN 14511. Η θερμική τους ισχύς κυμαίνεται από περίπου 7 kW έως περισσότερα από 40 kW, ανάλογα με το μοντέλο. Οι δηλωμένοι εποχικοί συντελεστές απόδοσης (SCOP) υπερβαίνουν το 5 και φτάνουν περίπου το 6,3 υπό τις συνθήκες δοκιμών του EN 14825.
«Το έργο SyntroCore στοχεύει στην ανάπτυξη μιας αντλίας θερμότητας βελτιστοποιημένης για λειτουργία με πολλαπλές πηγές, συνδυάζοντας θερμική ενέργεια από τα πάνελ PVT DuoSolis της εταιρείας, συστήματα θερμικής αποθήκευσης και γεωθερμικές πηγές GeoPlus», δήλωσε ο Iannascoli.
«Το σύστημα θα ελέγχεται από το SyntroCode, μια πλατφόρμα έξυπνης διαχείρισης ενέργειας που επίσης βρίσκεται υπό ανάπτυξη. Σύμφωνα με την εταιρεία, το λογισμικό θα επιλέγει και θα συνδυάζει δυναμικά τις διαθέσιμες πηγές θερμότητας, ώστε να μεγιστοποιεί τη συνολική εποχική απόδοση του συστήματος».
Η Syntropia αναπτύσσει επίσης το DuoSolis+, μια επόμενης γενιάς έκδοση της πλατφόρμας PVT της
Η εταιρεία δήλωσε ότι το κατοχυρωμένο με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας προϊόν που βρίσκεται υπό ανάπτυξη προορίζεται να απλοποιήσει την εγκατάσταση, να βελτιώσει την αρχιτεκτονική ενσωμάτωση και να αυξήσει την απόδοση του συστήματος.
«Λεπτομερείς τεχνικές προδιαγραφές θα δημοσιοποιηθούν μετά την ολοκλήρωση της προστασίας της πνευματικής ιδιοκτησίας και της επικύρωσης του προϊόντος», δήλωσε ο Iannascoli.
Η Syntropia εδρεύει στο Busto Arsizio, στην επαρχία Varese, στη βόρεια ιταλική περιφέρεια Lombardy. Η εταιρεία αναπτύσσει ολοκληρωμένες τεχνολογίες ηλιακής θερμικής ενέργειας, φωτοβολταϊκών, γεωθερμίας και αντλιών θερμότητας, παράλληλα με συστήματα διαχείρισης ενέργειας.
www.worldenergynews.gr
