廢熱再利用,太陽能結合熱導管助家用熱水一臂之力

作者 | 發布日期 2018 年 09 月 20 日 14:44 | 分類 太陽能 , 能源科技 follow us in feedly

通常人們都覺得太陽能最適合在晴朗炎熱的地方發展,但其實這觀念不大準確,高溫反而會讓電池電壓與電力輸出功率下降,進而影響太陽能發電效率。英國大學團隊為了善加利用面板高溫,把太陽能與扁平熱導管想像成「樂高」組合在一起、打造一款混合太陽能設備,可用於加熱家庭用水與住宅供暖。



太陽能板理想工作溫度是 25°C,每種太陽能板耐高溫係數不同,但普遍來說氣溫每升高 1°C,效能就會減少 0.3%~0.5%,因此太陽能板在低溫環境相對有優勢。英國布魯內爾大學(Brunel)團隊的混合太陽能系統,有望解決太陽能在炎熱地區的發展窘境。

扁平熱導管能將各種設備不需要的廢熱排出去,從工業電子設備、電腦甚至是國際太空站都可看見它的身影,若成功與太陽能板結合,裝置在住宅或辦公室屋頂,有助於冷卻太陽能板,並可將廢熱回收用於加熱家庭用水。

預計到 2050 年,建築物能源消耗會增加 1~3 倍,家用熱水占相當大的比例,採用混合太陽能系統也可一箭雙鵰,不僅解決家庭熱水能源問題,還讓太陽能板在熱浪下維持一定發電水準,進一步延長太陽能板使用壽命。

混合太陽能電池採用 PV 塗層設計,且由於太陽能板與扁平熱導管一體成形,裝置在屋頂上後乍看之下就跟一般屋頂太陽能一樣。技術協調人 Hussam Jouhara 教授表示,團隊設計重點在於低成本、高效率和模組化的「樂高」元素設計,有助實現「近零耗能」建築(Nearly Zero-Energy Buildings,nZEB)目標。

目前 Jouhara 團隊試圖將混合太陽能板用於建築整合太陽能(BIPV),該系統成本約每平方公尺 260 英鎊(近新台幣 10,491 元),適合裝置在住家、公共建築和辦公室屋頂以及離網地區。團隊表示,考量到未來建築物能源消耗量倍增,最佳化太陽能基礎設施相當重要。

布魯內爾大學的混合太陽能系統也有獲得歐盟 HORIZON 2020 PVadapt 專案贊助,該專案旨在開發高效靈活、可善加利用廢熱的太陽能系統,橫跨 11 國、約 18個組織皆有參與 PVadapt 專案研究,未來混合太陽能板也會裝置於西班牙、希臘、奧地利和葡萄牙 8 座建築物的屋頂。

目前有些廠商為了冷卻太陽能板,也紛紛發展浮動式太陽能技術、將太陽能板裝置於浮筒上,貼近水面可有效降低面板溫度,有助於提升太陽能板效率並降低水池優養化機率。若混合太陽能系統測試有成,未來太陽能板不用裝置在水面就能達成冷卻效果,甚至可進一步善用廢熱來加熱家庭用水或供暖,對減碳社會來說可是好事一樁。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;首圖來源:Hussam Jouhara