Naučnici iz Nemačke i Velike Britanije razvili su inovativni hibridni fotonaponsko-termalni prozor (PVTW) koji može istovremeno da proizvodi električnu energiju i zagreva vodu za domaćinstvo. Ovaj sistem predstavlja rešenje za prostorna ograničenja ugradnje tradicionalnih solarnih panela i kolektora na krovovima, omogućavajući maksimalnu iskorišćenost energije direktno u zgradama.
Testiranje (Foto: Imperial College London, Advanced Science, CC BY 4.0)
Tehničke karakteristike sistema
Prozor koristi poluprovidni sloj amorfnog silicijuma za proizvodnju električne energije, dok preostala sunčeva energija prolazi kroz sloj stakla do termalnog apsorbera na bazi tečnosti.
Sistem uključuje mesingane cevi za ulaz i izlaz vode, kao i okvir od polikarbonata koji stabilizuje staklene slojeve. Debljina sloja vode ispod PV sloja iznosi 4mm, što omogućava ravnomerno apsorbovanje toplote.
Oglas
Rezultati testiranja
Prototip je testiran na krovu u Londonu tokom jula 2021. godine, pri maksimalnoj dnevnoj temperaturi od 34°C i solarnom osvetljenju od 1.100W/m2. Testiranje je vršeno pod nagibima od 30°, 60° i 90°.
Utvrđeno je da je na 30° nagiba električna efikasnost 3,6%, termalna efikasnost 10,7%, a sistem generiše vodu zagrejanu na 50°C, pogodnu za kućnu upotrebu. Sistem proizvodi električnu energiju koja zadovoljava potrebe zgrade.
Promena ugla nagiba značajno je uticala na performanse sistema. Na primer, na 90° nagiba električna efikasnost bila je nešto niža (3,3%), termička efikasnost 17,6%, dok je izlazna temperatura vode dostizala maksimalno 42°C.
U poređenju sa standardnim solarno-termalnim prozorom (STW), PVTW je postigao za 10% bolju ukupnu termalnu efikasnost zajedno sa proizvodnjom električne energije.
Slojevi sistema (Foto: Imperial College London, Advanced Science, CC BY 4.0)
Primena i potencijal
Istraživači su procenili da je za zadovoljavanje dnevnih potreba prosečne četvoročlane porodice u kući sa tri spavaće sobe u Londonu dovoljno samo 1,2m2 površine PVTW pri nagibu od 30°. Ukoliko bi se koristio sistem sa rezervoarom za toplu vodu bilo bi potrebno 2,8m2 za potpuno snabdevanje bez rezervnog kotla.
Studija, objavljena u časopisu Advanced Science, ukazuje na potencijal PVTW sistema za održivo upravljanje energijom u urbanim sredinama. Istraživanje je sprovedeno u saradnji Imperial College iz Londona i Karlsruhe Instituta za tehnologiju.
Ovaj hibridni sistem nudi ekološki prihvatljivo rešenje za kombinovano snabdevanje energijom i toplom vodom, čime doprinosi smanjenju potrošnje fosilnih goriva i optimizaciji energetske efikasnosti zgrada.
