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建筑一体化光伏热能收集器 (BIPVT)技术解析

发布时间：

2024-08-20 10:31

将太阳能集热器和光伏（PV）模块整合到建筑外壳中，对于当今建造净零能耗和正能源建筑的目标起着关键作用。为了从有限且适合太阳能应用的表面中最大限度地收集能源，人们提出了光伏-热能（PVT）混合集热器的概念。这些共生设备通过用一股空气或水来冷却太阳能电池，从而更有效地利用入射的太阳辐射，这同时提高了电力产量，并为家用热水和空间供暖提供了热量。目前，市场上可用的PVT系统数量仍然非常有限。现有的PVT集热器重量大，需要复杂的安装，限制了其适用性，而且比使用传统的光伏面板和热能集热器来达到相同性能的成本更高。

BIPVT项目的目标是将太阳能集热器与薄膜太阳能电池整合到一种新型的PVT太阳能集热器中。这两种新兴且具有高潜力技术的结合，产生了一种新型轻质、高效的PVT集热器，显著节省了成本和材料使用。最终，人们设想了一种可弯曲的集热器设计，它可以适应弯曲表面，为建筑集成开辟了新的、多功能的应用可能性，远远超出了当今传统系统的能力。

CIGS太阳能电池对整个太阳光谱具有很高的吸收率，并且其电力生产对温度的依赖性相对较高，这使得它们特别适合集成到混合光伏太阳能热能集热器系统中。基于CIGS的薄膜太阳能电池的效率超过20%，在低光和阴影条件下表现优于晶硅电池。此外，模块的柔韧性和低重量使其特别适合BIPVT应用。薄膜CIGS模块的生产成本低，并且在环境方面比其他光伏技术的影响更小，因为生产过程中所需的初级能源更少，且不需要镉。

与标准平板太阳能集热器相比，铝辊压式太阳能集热器以更低的成本实现了更高的性能。辊压式吸收器直接在吸收器板中集成了液体通道，且制造工艺允许定制通道设计，以实现最佳的热传递和均匀的温度分布，这对于最小化光伏模块中的失配损失非常重要。