Znaczny procent zużycia energii w budynkach stanowi podgrzewanie wody. Fotowoltaiczne ogrzewanie słoneczne można uznać za opcję czystej i odnawialnej energii – łatwą do zainstalowania, cichą i bezobsługową – zastępującą zużycie paliw kopalnych wykorzystywanych w tym procesie.
Naukowcy z Wydziału Elektrotechniki i Automatyk oraz Wydziału Fizyki Stosowanej, Radiologii i Medycyny Fizykalnej Uniwersytetu w Kordobie przedstawili badania symulujące proces nagrzewania za pomocą termicznych rezystorów elektrycznych zasilanych fotowoltaiczną energią słoneczną. W tym celu stworzono instalację solarną ciepłej wody. Instalacja ta składa się ze zbiornika na wodę z oporem elektrycznym połączonego z modułami fotowoltaicznymi za pomocą niedrogiego, eksperymentalnego systemu konwersji elektronicznej. Ten układ elektroniczny został opracowany, aby uniknąć konieczności stosowania falowników lub baterii, typowych dla tradycyjnych fotowoltaicznych instalacji słonecznych. Jest to system izolowany, ponieważ nie jest podłączony do sieci energetycznej. Fotowoltaiczne moduły słoneczne, zbiornik i jego rezystancja grzewcza odpowiadają modelom komercyjnym. Ten elektroniczny system ma wydajność 95,06%
i działa na całej krzywej dobowej natężenia napromieniowania, co stwierdzono po weryfikacji jego działania przez kilka miesięcy. Chociaż jest to eksperymentalne urządzenie elektroniczne, jest opłacalne finansowo, ponieważ koszt jego komponentów wynosi poniżej 60 EUR za kW mocy szczytowej. Wyniki uzyskane w prawidłowo funkcjonującym systemie są obiecujące, wykazując techniczną wykonalność i korzyści ekonomiczne wykorzystania tego typu izolowanego systemu fotowoltaicznego do zasilania procesów grzewczych.
Zdjęcia przedstawiające obiekt doświadczalny: (a) moduły fotowoltaiczne, (b) układ elektroniczny, (c) zbiornik ciepłej wody.
Zalety systemu dotyczą jego prostoty. Jest to system tani w eksploatacji, ponieważ nie wymaga baterii ani falowników. Liczba elementów elektronicznych jest niewielka, a sterowanie oparte jest na tanich systemach i kodzie open source. Instalacja elektryczna wymaga jedynie dwużyłowego kabla z modułów fotowoltaicznych do zbiornika, w przeciwieństwie do drogich tradycyjnych solarnych instalacji hydronicznych. Ponadto konserwacja modułów fotowoltaicznych jest znikoma w porównaniu z rozwiązaniami wodnymi. Jego zdolność przystosowania się do istniejącego promieniowania słonecznego i praca w izolacji od sieci elektrycznej uzupełniają listę korzyści.
Źródło: www.mdpi.com