Gün şöhlesi
Gün paneli gün şöhlesiniň bäşinji bir bölegini elektrike we galanyny ýangynly ýagtylyga öwürýär. PV-termal ýygnaýjy bu ýagtylygy saklaýar. Fizika ýönekeý; ony tölegli etmek mümkin däl.
Andreas Siegemund (CC BY-SA 4.0)
Gün şöhleli bir günde gün paneline seret we oňa düşýän energiýanyň köpüsi hiç zat etmändir. Selüller 15% -den 20% -e çenli ýagtylygy elektrike öwürýär; 65-den 70% -i gyzgynlyga öwrülip, paneli gyzdyrýar we ony az täsirli edýär (IEA SHC Task 60, 2020). Fotovoltaik-termik (PVT) ýygnaýjy, öýjükleriň arkasynda bir gyzgynlyk alyşyjyny goýýar, bu gyzgynlygy suwda ýa-da howada alyp gidýär we ony gyzgyn suwy, ýer ýellendirmesini ýa-da gyzgynlyk pompasyny ulanýar.
PVT işleýär, şu gün satylýar we bir daşa degişli her bir elektrik üçin ikiden üçe çenli gyzgynlyk birligini hödürläp biler, emma ol diňe pes temperaturaly gyzgynlyk üçin durnukly peýdalanylan ýerinde töleg edýär, we onuň ölçegi harçlyklary hala-da köp ýerlerde tapawutly panellerden we ýygnaýjylardan has ýokarydyr. Bu sahypa näme üçindigini, sanlar bilen düşündirýär.
Bu nämedir
Bir PVT ýygnaýjy bir gün şöhlesi paneli we bir gün şöhlesi termal ýygnaýjy biri-birinden aýry bolmadyk iki bölektir. Üç esasy maşgala bar (IEA SHC Task 60, 2020):
- Aç suw ýygnaýjylar arka tarapa baglanýan bir ýelmeşýän gyzgynlyk çalşyjysy bilen adaty paneller ýaly görünýär. Olar sowuk bolup, öýjüklere laýyk gelýärler we howanyň täsiri bilen agyr ysdan halas bolýarlar. Olar dünýäde ýerleşdirlen PVT termal kuwwatynyň 61% -ini düzýär we iň köp ulanylýan gyzgyn çeşmesi hökmünde gyzgyn pompa üçin ulanylýar.
- Coated (glazed) collectors a second sheet of glass and an insulating air gap in the front of the cells add. Olar 50-den 60 °C-e ýetýärler, ýöne goşmaça gapy bir az ýagtylygy gaýtalaýar we öýjükler gyzgyn işleýär, şonuň üçin olar az elektrik öndürýärler.
- Air collectors panelleriň arkasynda howany üfläp we ony binany gyzdyrmak ýa-da arassalamak üçin ulanýar. Bu bolsa, umumy kuwwatyň 33%-ini düzýär.
Konsentrlenen we boşadylan-tüp dizaýnlar bar, emma az rol oýnaýarlar (IEA SHC, Solar Heat Worldwide 2025).
Nädip işleýär
Işiň öwüşgini. Açyk bir günde gün şöhlesiniň takmynan 1,000 W-si güneşe tarap ýüzlenen paneliň her kare metre ýeter; 800 W has adaty bir işňişli sagatdyr. Silikon hünerli spektriň bir bölegini elektrike öwürýär. Diňe garrylar, ýa-da hassalar bu ýerden geçmäge rugsat berilýär.
Islik hücreleri has ýaramaz edýär. Bir kristally silikon hücreniň elektrik täsiri onuň temperaturasy bilen azda-kände düz düşýär: η_el = η_ref × (1 − β × (T_cell − 25 °C)), β bir kelvin üçin 0.4% (ölçme aralygy 0.2 dan 0.5% ). Aýdylan sözler bilen: 20% 25 °C-de täsirli diýlip etiketlenen panel, onuň hücreleri 45 °C-de otursa, ýagny gün şöhlesinde normal bolsa, 18.4% önümçilik edýär (Skoplaki we Palyvos, 2009).
Collecting the heat. Bir ýygnaýjy berýän gyzgynlyk synag standartynda deňleşikden soňa çykýar EN ISO 9806: η_th = η_0 − a_1 (T_m − T_a) / G − a_2 (T_m − T_a)² / G. Bu ýerde η_0 ýagtylykyň paýy bolup, ol ýangyç howanyň temperaturasynda bolsa peýdaly gyzgynlyga öwrülýär (PVT üçin 61% töweregi), T_m ortaça ýagtylyk temperaturasy, T_a howanyň temperaturasy, G W/m²-de ýyldyz ýagtylygy we a_1, a_2 ýangyç näçe tiz çykýandygyny beýan edýär. Saýlanan sözler: suwy has gyzgyn isleseň, has az gyzgyn ýygnarsyň we bir ýapmadyk ýygnajy, şemaldan saklamak üçin gapdal gapysyz, ýapmadyk birinden has çalt gyzgyn ýitirýär.
The trade-off. Sowuk suw iki gezek kömek edýär: hücreler sowuk işleýär we biraz köp elektrik öndürýär, we ýygnaýjy has köp gyzgynlyk toplaýar. Suw iki gezek agyrýar. Bu PVT we gyzgyn pompalar üçin dogry partnerdir: bir gyzgyn pompa 5-den 20 °C-e çenli çeşme isleýär, ýagny açyk PVT ýygnaýjy iň netijelidir. Eğer sıvı havadan soğuksa, bir örtüksiz toplamaç haýal etmän gündüz we gije havadan yssylyk çeker, bu onu hava-menba yssylyk pompasynyň daşarky birliginin ornuna geçmesine ýa-da topragyň etrabynda zemin-menba yssylyk pompasy çukurlaryny doldurmagyna mümkinçilik berýär. Üstdäki aňlatma buny synlamaga izin berýär.
Rawşa. Çunki ýagtylyk elektrikden has köp gyzgynlyga öwrülýär, “iki ýa-da ondan kän termal energiýa birligi her bir elektrik energiýasy birligine döreýär, hücreň täsirliligine we sistemanyň dizaýnyna bagly” (IEA SHC Task 60, 2020).
_Gün tertibi
Teorik. Gün şöhlesi orta gündizde her inedördül metre 1 kW we, bir ýyl içinde ortaça, her inedördül metre 100-den 300 W çenli, enlik we howadan bagly bolup ýetişýär. Hiç bir ýygnaýjy onuň üstünden düşenden has köp energiýa berip bilmez (aýdylan kollektoryň howadan sowuk geçýän wagtynda, ýagny gyzgyn pompanyň fizikasy, goşmaça gün şöhlesi däl). Elektriklik hüner bilen çäklendirilýär: söwda üçin silisium üçin ýagtylygyň takmynan bir bäşinji bölegi. Işiň temperaturasy isleýän temperaturaňyz bilen çäklendirilýär: 60 °C-de bir ýygnaýjy altynça toplanan zatlaryň uly bölegini ýitirir.
Praktiki.
- Islegiň golaýdaky bir ulanyp bolmaklygy gerek. Aşak-temperaturly isleg elektrik ýaly bir çeperçiwe satylyp bilmez. Ýuly aýynyň güneşli bir günortasynda, gyzgyn suw tankyny dolu bir öýde has köp gyzgynlyk goýmak üçin ýer ýok, şonuň üçin ýygnaýjy ýygnamagy togtadýar (“stagnasiýa”) we adaty panel ýaly gyzdyrylýar. Hiç bir ýygnaýjy detallardan has köp ähmiýetli, gyzgyn tarapy hakykat islegine görä ölçemek.
- Temperature limits. Panelleriň köpüsi 85 °C töwereklerinde öýjük temperaturalary üçin sertifikatlanypdyr. Bir örtülen ýygnaýjy ýazda galyp galan bolsa, bu enkapsulator we solder birleşmeleri ýaşar.
- Bir daşa iki iş. PVT bir elektrikçi we bir suwçy, iki standart toparynyň (IEC 61215 we 61730 elektrik tarapy üçin, EN ISO 9806 termal tarapy üçin) we, şu wagta çenli, öz test standarty ýok. IEA-nyň hünärmenleri baha, synag we gurnaýjy ukyplary, fizika däl, howplar hökmünde görkezýärler (IEA SHC Task 60 position paper).
- Affordable panels from competition. Saýlanan paneller örän aňsat boldy, bir daşy köplenç PVT sistemadan azrak pul üçin, PV panelleri we kiçijik gün şöhlesi termal ýygnajyny ýa-da PV panelleri bilen howa çeşmesi termal pompasyny saklaýar.
Real proýekt, ölçeýji
| Laýyklyk | Bu nämedir | Näme ölçenildi ýa-da habar berildi | Menba |
|---|---|---|---|
| 26 mysal sistemalar IEA SHC Task 60 (Avropa we ondan daşarda, 2020) | Ýylyň dowamynda gözegçilik edilen öýdäki gyzgyn suw, ýylylyk pompasy we senagat ulgamlary | Covered PVT for hot water: up to about 700 kWh of heat per m² a year; opened: about 400. Electrical performance ratio 0.66 for covered and 0.75 for open collectors (ordinary PV: 0.7 to 0.85). Heat pump systems using opened PVT as their only source reached a seasonal performance factor of about 3 in Switzerland | Schubert we Zenhäusern, 2020 |
| Täze şäher merkezi, Freiburg, Germaniýa (2017) | Net-plus energiýa ofis binasynyň üstünde gyzgyn suw üçin PVT kollektorlary | 22 MWh ýyllyk gyzgynlyk üpjün etmek üçin işlenip düzüldi, 145 MWh ýyllyk gyzgyn suw talap edilýär. Ulanylan talaby diňe 24 MWh ýyllyk gyzgynlyk üpjün etmek üçin işlenip düzüldi, şonuň üçin kollektor meýdany gaty uludy, has gyzgyn we m²-e az gyzgynlyk üpjün edýärdi. Gün şöhlesi fraksiýasy 29.6%; elektrik çykdajylary garaşylan ýaly | IEA SHC Task 60, Existing PVT systems |
| Carrosserie Pfister, Herisau, İswiçre | Bir senagat binasynda açylyp ýapylan PVT | 106 kWp elektrik we 324 kW termal kuwwaty (nominally, ölçeýji däl) | IEA SHC, Solar Heat Worldwide 2025 |
| Täze sport meýdançasy, Awstriýa | 1,130 m² PVT 80 ýer zondy we 540 kW gyzgyn pompa bilen | 1.4 GWh ýyllyk gyzgynlyk islegini, fosil ýangyjy bolmadyk ýagdaýda kanagatlandyrmak üçin işlenip düzüldi (işleniş şekili) | IEA SHC, Solar Heat Worldwide 2025 |
| Dünýä bazary, 2024 | 46 öndüriji habar berýär | 2024-nji ýylda 37,5 MW termal we 18,6 MW elektrikli desgalar gurlar; Fransiýa (629,136 m²), Germaniýa we Hollandiýa öňdedir | IEA SHC, Solar Heat Worldwide 2025 |
Freiburg hadysa bu sahypada iň peýdaly dersdir: ýygnaýjylar işledi, binanyň näçe gyzgyn suw sarp edjekdigi barada öňe sürüş iş etmedi. PVT sistemalary üçin çap edilen, garaşsyz ölçeýji maglumatlar henizem az; sanlaryň köpüsi pilot taslamalardan gelýär.
Neçe
| Opşenler | Her kWh üçin baha | Ýyl we çeşme |
|---|---|---|
| PVT, Task 60 mysalda gowy ölçegli sistemler | elektrik 0.20$ töweregi; gyzgynlyk 0.10$ töweregi | 2020, Schubert we Zenhäusern |
| PVT, Task 60 näsagyň ortaçasy | elektrik €0.10 to €0.15; gyzgynlyk €0.25 (gop) to €0.45 (gopmadyk) | 2020, şol bir çeşme (ýagny sarp edilişiň gyzgynlyk we güýjüň arasynda paýlanyşyna bagly) |
| PVT, modylýasiýa | electricity €0.20; heat €0.22 | 2019-njy ýyldan bäri Türkmenistanyň Prezidentiniň ýanyndaky Döwlet gullugy akademiýasynyň professory. |
| Benchmark: rooftop solar panels on the same building | about $0.19 central | Fan Wall model |
| Birleşen Ştatlaryň söwda we jemgyýetçilik diwarly gün şöhlesi | $0.09 to $0.20 | June 2026, Lazard LCOE+ version 19 |
| Gün şöhlesi gyzgyn suw, Ýewropa | 0.03 (günbatar) to 0.19 (orta we gündogar) per kWh of heat | 2015, ESTIF, Schubert we Zenhäusern tarapyndan alnan |
| Gaz boýleri, EU öýleri | 0.14 €/kWh (ýagny diňe ýangyjyň bahasy: gazyň bahasy 0.1228 €/kWh, 90% netijeli boiler) | 2025-nji ýylyň ikinji ýarymy, Eurostat |
Täblisaň näme diýýäni: en gowy PVT sistemalar häzirlikçe Ýewropada gaz boýleri üçin ýangyjyň bahasy we elektrikiň bahasy bilen deňeşdirilende az gyzgynlyk döredýär, emma ortaça pilot sistemalar şeýle däl. Bu öwrüm ulydyr sebäbi gyzgynlygyň bahasy doly ulanylyp-ullanylmaýandygyna bagly. IEA ekspertleri PVT ýygnaýjy ätiýaçlyklaryny 1.5-den 2-e çenli faktor bilen mukdar we tehnologiýa arkaly azaltmagyň maksadyny kesgitlediler (Task 60 position paper).
Oň ýeňip biljek we ýeňip bilmejek ýeri
Ony ýeňip biler:
- Ýylyň ähli wagtynda gyzgynlyk islegli we kiçi daşy bolan binalar: jaý bloklary, oteller, keselhanalar, suw hovuzlary, arassalaýjylar, sport zallary. Her bir dörtburç metr iki iş edýär.
- As the heat source for a heat pump. Uncovered PVT can replace a noisy outdoor unit or recharge a borehole field so it does not cool down over years, which is where most recent growth has come from.
- Warm, sunny places with hot water demand, where covered collectors can meet it’s most; a Task 60 system reached a 70% solar share.
- Low-temperature industrial heat (washing, drying, preheating), where there is a use every day of the year.
Oň ýeňip bilmez:
- Where the heat has no user. Bir dynç alyş öýi, az gyzgyn suwly bir ofis ýa-da öz daşky birligi bilen gyzgyn pompasy bolan bir öý adaty paneller tarapyndan gowy işlenip bilner.
- Ýokary temperaturalarda. 80 °C töwerekdäki buhar we proses gyzgynlygy PV hücreler kabul edip biljekden aşakda; güneş termal ýa-da termal saklamak has gowy laýyk gelýär.
- On price alone against cheap panels, till installation becomes as routine as ordinary PV.
Näme subut edilen, mümkin we spekulatiw
Doklad: silikon hücreleriň temperatura jezasy; EN ISO 9806-nyň ýygnaýjy fizikasy; PVT ýygnaýjylar hakykat binalarda hem elektrik hem-de gyzgynlyk hödürleýärler, ýylda m² üçin 400-den 700 kWh gyzgynlyk bilen ölçeýän çykdajylary; PVT açyk bir gyzgynlyk pompa üçin ýeke çeşme bolup hyzmat edip biler we 3-e golaý mezeal işleýji faktory bilen Şweýsariýada; gyzgynlyk tarapyň ululygy ýetmezçilik edýän çykdajy.
Plausible: that volume production and standard kits could lower costs by a factor of 1.5 to 2; that PVT plus heat pumps can decarbonize dense city blocks where there is no room for outdoor units or boreholes; that better thermal contact between cells and absorber raises both yields.
Spekulative: PVT-driven night-time radiative cooling at useful scale (demonstrated in research, rarely in buildings); long-term durability of the cell-to-absorber bond over 25 years of thermal cycle; building-integrated PVT facades at a competitive price.
Aç
- How do cell-to-absorber bonds and encapsulants age under daily thermal cycles and summer stagnation? Ýigrimi bäş ýyllyk meýdança maglumaty heniz ýok.
- PVT, adaty PV we bir gyzgyn pompa sistemasyndaky çukuryň uzynlygy arasyndaky dogry bölünme nämedir we PVT regenerýasiýasy näçelik çukuryň ömrüni uzadýar?
- Bir birleşdirilen synag standarty we sertifikatlaşdyrma PVT önümlerini bazara getirmek üçin çykdajylary we wagty azaltyp bilermi?
- Friburg görkezen ýaly, hakykatda gyzgyn suw islegi şeýle belli bolmadyk halatynda, gurnaýjylar gyzgyn tarapy nädip ölçemeli?
- Polimer gyzgynlyk alyşyjylar madyýalary gyzgynlyk geçirijilik we ömrüň üçin deňläp bilermi?
Işleýji prototipiň näme gerek bolar
Täze PVT dizaýn bilen bir alym üçin, hasaplanýan delil güneşde ölçenilen bir ýygnaýjydyr, kalibrlenen sensorlar bilen, hem gowy hemem erbet günleri görmek üçin ýeterlik uzak wagtlyk.
| Faýllar | Iş | Bu nämeni subut edýär | _Göçür | Zaman |
|---|---|---|---|---|
| 0. Desk study | Dizaýnyň gyzgyn-öwrüp beriş modeli, çap edilen ýygnaýjy maglumatlary bilen deňeşdirmek, çykdajy hasaplamak | Bu pikir kagyzda bar PVT’i ýeňýär | $5k to $15k | 1 to 2 months |
| 1. Bir ýygnaýjynyň bank we daşky synaglary | EN ISO 9806 we IEC 60891 usullaryny ulanyp, akreditlenen bir laboratoriýada ýa-da ünsli bir uniwersitet gurnagynda, birnäçe akym temperaturalarynda ölçelen elektrik çykyşy (I-V egrileri) we termal täsirlilik | Aýly η_0, a_1 we elektrik temperatura jezasy | $15k to $40k | 3 to 4 months |
| 2. Kiçi sistema piloty | 10 to 20 m² feeding a real hot water tank or heat pump, with heat meters, electricity meters and weather station, one year | Meýillenen çykdajy, durgunlyk häsiýeti, ygtybarlylyk | $40k to $100k | 12 aý |
| 3. Certification | IEC 61215 we 61730 (elektrik howpsuzlyk we durnuklylyk), Gün şöhlesi nyşany (termal), bina ygtyýarnamalar | Satylmak we ätiýaçlykly bolmak üçin bir önüm | $60k to $150k | 9 to 12 months |
0-dan 2-e çenli fazalar takmynan $60,000 to $155,000 töleýär. Bular biziň tipik laboratoriýa we gözegçilik çykdajylarymyzdan hasaplamalarymyz, sözlemler däl.
Kime gerek
- Solar thermal engineer with EN ISO 9806 testing experience.
- PV modul inžener encapsulants, termal döwri we IEC 61215 düşünýän.
- Bina hyzmatlary (HVAC) inžener gyzgyn tarapy ulultmak we gyzgyn pompalar we saklamak bilen birleşdirmek üçin.
- Monitoring specialist to design calibrated heat and electricity metering.
- Manufacturing partner capable to laminate and bond heat exchangers at volume.
- Installers and plumbers willing to try a combined installation and report the real work time.
Näçe
Belki seniň has gowy absorberiň bar, ony baglanmagyň has gymmatly ýoly ýa-da gyzgynlygy ulanmak üçin has akylly ýol. Local Solar System Foundation-yň käbir agzalarynyň güýçli energiýa niýeti üçin bir ses eşidip biljek gatnaşyklary bolup biler. Bir pikir, bir instrumentde ölçenilip, islendik bir zat däl, energiýa we gyzgynlygy öndürýän işleýän, hakykat durmuş modeline mätäçdir. Kagyz pikirler hem hoşallyk bilen kabul edilýär: eger fizika we sanlar berk bolsa, biz olary şu ýerde web saýtda çap edip bileris. Işleýän modeliň ýoklugy sebäpli, maýa toplamak gaty kyndyr we biz maliýeleşdirmek, dolanşyk ýa-da işe girizmek barada wada berip bilmeris.
PVT üçin, işleýän model hökmünde hasaplanýan iň gymmat ölçeg bir kollektor, birmeňzeş adaty paneliň ýanynda daşky gurşawa ýerleşdirmek, suwyň girýän we çykýan temperaturalary, akmak tizligi we iki paneliň elektrik çykaryşy bilen birnäçe güneşli hepdeler üçin ýazmak. Bu gazanylan gyzgynlygy we gazanylan ýa-da ýitgilen elektriki görkezýär. Ony contribution form arkaly iber we PVT-niň idea radar-da beýleki pikirler bilen nädip deňleşýändigini gör.
Mendiler
- M.A.Şamyradow we ş.m. (2020). PVT ýygnaýjy tehnologiýalaryň, ulanmak meýdançalarynyň we bazaryň esasy düşünjeleri. IEA SHC Task 60, Report D5.
- Skoplaki, E. we Palyvos, J.A. (2009). On the temperature dependence of photovoltaic module electrical performance: a review of efficiency/power correlations. Solar Energy 83(5), 614-624.
- AEE INTEC we IEA SHC (2025). Solar Heat Worldwide, 2025 edition, chapter 5.4, Photovoltaic-thermal systems.
- IEA PVPS (2025). 2025-nji ýyl üçin dünýäniň PV bazarlarynyň suraty.
- IEA SHC Task 60 (2020). PVT tehnologiýa pozisiýa kagyzy.
- Schubert, M. we Zenhäusern, D. (2020). PVT sistemalaryň işiň netijesini barla IEA SHC Task 60, Raport D2.
- IEA SHC Task 60 (2020). Meýletin PVT sistemalary we çözgütler, New Town Hall Freiburg fakt şaýysy bilen (Réhault et al., 2019)
- 2017 (türkmençe). ISO 9806:2017, Gün energiýasy: gün termal ýygnaýjylar, synag usullary.
- Çaw, T.T. (2010). A review on photovoltaic/thermal hybrid solar technology. Applied Energy 87(2), 365-379.
- Herrando, M., Markides, C.N. we Hellgardt, K. (2014). A UK-based assessment of hybrid PV and solar-thermal systems for domestic heating and power: system performance. Applied Energy 122, 288-309.
- Lazard (June 2026). Levelized Cost of Energy+, version 19: community and C&I solar $88 to $197 per MWh.
- Eurostat (2026). Natural gas price statistics: EU household average €0.1228 per kWh, second half of 2025.
- Local Solar System Foundation (2020, model updated 2026). The Fan Wall: open model, rooftop solar benchmark.