¡No se limite a instalar paneles fotovoltaicos! La energía fotovoltaica duplica la potencia y la calefacción para duplicar su eficiencia energética.

En el contexto de los objetivos de "carbono dual", la sustitución de energías limpias se acelera. Sin embargo, las limitaciones del uso tradicional de la energía solar son cada vez más evidentes: los paneles fotovoltaicos solo generan electricidad, mientras que los calentadores solares de agua solo generan calor, lo que resulta en un doble desperdicio de espacio y energía. La llegada de los productos PVT aborda precisamente este problema: un solo módulo puede generar tanto electricidad como calor, recuperando por completo la energía solar térmica previamente desperdiciada y duplicando su tasa de utilización general. Hoy exploraremos el valor único de la PVT a partir de su definición, principios y aplicaciones.

¿Qué es PVT?

PVT es una abreviatura.

1. PV: Fotovoltaica, refiriéndose al componente de generación de energía fotovoltaica.

2. T: Térmico, referido al componente de aprovechamiento solar térmico.

3. Nombre completo: Colector térmico solar fotovoltaico

Otros nombres de mercado incluyen: módulo térmico fotovoltaico PVT, energía solar térmica PVT (sistema integrado), colector PVT, sistema combinado de calor y energía y sistema termoeléctrico gemelo.

La tecnología PVT utiliza la tecnología de acoplamiento de energía solar térmica para generar calor y electricidad en un solo módulo. Esta tecnología capta el calor generado durante el proceso de conversión fotovoltaica en los paneles solares, manteniendo la temperatura superficial del panel dentro del rango óptimo de eficiencia (25-45 °C). Esto captura eficazmente el calor y mejora la eficiencia de la generación de energía.

El origen de la PVT

La tasa de conversión de energía por unidad de área (electricidad a calor) para paneles fotovoltaicos generalmente ronda el 20%, mientras que para colectores de placa plana no supera el 70%. En los paneles fotovoltaicos, casi el 80% de la energía por unidad de área se desperdicia en forma de calor. Por lo tanto, encontrar una manera de mejorar eficazmente la eficiencia unitaria de la generación de energía fotovoltaica, extrayendo al mismo tiempo el calor restante para el aprovechamiento integrado de la energía térmica y eléctrica, se ha convertido en una línea de desarrollo clave. Este es el origen del "colector solar térmico fotovoltaico integrado" (PVT).

Análisis estructural PVT

La principal ventaja de PVT radica en su diseño colaborativo:

Módulo fotovoltaico: Responsable de generar electricidad, actúa como un “convertidor de electricidad” de energía solar.

Este componente funciona de forma similar a los paneles fotovoltaicos comunes: el núcleo es la célula fotovoltaica (como las de silicio monocristalino, silicio policristalino o células de película fina). Cuando la luz solar incide en la célula, los fotones excitan los electrones del semiconductor, generando una corriente eléctrica y, por lo tanto, electricidad. Esta electricidad puede utilizarse directamente en hogares y dispositivos (como electrodomésticos e iluminación), almacenarse en baterías o inyectarse a la red eléctrica para generar ingresos.

Módulo T: Encargado de generar calor, actúa como un “recuperador de calor” de energía solar.

Ésta es la diferencia clave entre PVT y los paneles fotovoltaicos comunes: debajo del módulo fotovoltaico (célula fotovoltaica), hay un canal de intercambio de calor (generalmente un tubo de metal, a través del cual fluye un "medio de transferencia de calor", como agua, aire o aceite térmico). Cuando los paneles fotovoltaicos tradicionales están en funcionamiento, entre un 30% y un 50% de la energía solar que reciben no se convierte en electricidad, sino que se convierte en calor, provocando un aumento de la temperatura del panel (cuanto mayor es la temperatura, menor es la eficiencia de la célula fotovoltaica). Sin embargo, el módulo PVT T "recicla" activamente este calor: un medio de transferencia de calor fluye a través del canal, eliminando el calor del panel fotovoltaico. Esto no sólo reduce la temperatura del panel y mantiene la eficiencia de generación de energía, sino que también aumenta la temperatura del medio de transferencia de calor, convirtiéndolo en agua caliente utilizable o aire caliente para uso doméstico e industrial.

Cómo funciona la PVT

Parte de la radiación solar se convierte en electricidad mediante el efecto fotovoltaico.

Los electrones generan calor durante su migración.

Este calor se transfiere al medio dentro del canal colector y luego se transporta al tanque de almacenamiento de calor.

Esto mejora la eficiencia de la generación de energía al mismo tiempo que captura el exceso de calor, logrando una cogeneración eficiente.

Las estadísticas clave son impresionantes:

Aproximadamente el 20% de la energía solar se convierte en electricidad.

Aproximadamente el 60% de la energía solar se convierte en calor.

¡La tasa de utilización global de energía alcanza el 80%, más de cuatro veces la de los paneles fotovoltaicos tradicionales!

Ventajas de la PVT

1. Eficiencia duplicada: los módulos T y fotovoltaicos proporcionan energía bidireccional

La función de recuperación de calor del módulo T enfría el panel fotovoltaico. Normalmente, por cada 1 °C de aumento en la temperatura del panel, la eficiencia de generación de energía disminuye entre un 0,4 % y un 0,5 %. Al eliminar calor continuamente, el PVT mantiene la temperatura del panel entre 10 y 20 °C por debajo de la de los paneles tradicionales, lo que aumenta la eficiencia de generación de energía entre un 5 % y un 15 %.

Aunque la luz solar absorbida por los módulos fotovoltaicos no se convierta en electricidad, puede recuperarse en forma de calor, lo que implica utilizar una onza de luz solar dos veces: primero para generar electricidad y luego para generar calor. Esto aumenta la tasa total de utilización de la energía solar del 15 % al 20 % (solo generación de energía) para los paneles fotovoltaicos tradicionales al 60 % al 80 % (electricidad + calor).

2. Ahorro de espacio: duplica la utilización del espacio, lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde el terreno es escaso.

Ya sea en el tejado de una vivienda, un edificio industrial o comercial, o en un proyecto al aire libre, el espacio es limitado. Las soluciones tradicionales requieren áreas separadas para paneles fotovoltaicos y calentadores solares de agua. La PV, por otro lado, integra ambos en un solo módulo, lo que permite generar tanto energía como calor en el mismo espacio, lo que permite, en esencia, "obtener dos beneficios desde un mismo tejado".

3. Rentable: bajos costos de instalación y operación, doble beneficio

Costo de instalación: Las soluciones tradicionales requieren equipos de instalación de sistemas fotovoltaicos y de calentadores de agua por separado, lo que implica dos instalaciones y dos envíos de materiales. El sistema fotovoltaico es un sistema integrado que se instala de una sola vez, eliminando la duplicación de costos de mano de obra y materiales (como soportes y tuberías). Los costos de instalación son entre un 15 % y un 25 % inferiores a los de las instalaciones por separado.

Costo de operación y mantenimiento: PVT utiliza menos componentes (un módulo reemplaza dos), lo que resulta en menos trabajo de inspección y mantenimiento.

Doble beneficio: Además de generar electricidad (ahorrándola al venderla o consumiéndola usted mismo), también puede ahorrar en la compra de agua caliente (como en las facturas de gas y electricidad). Los beneficios generales a largo plazo son entre un 20 % y un 30 % superiores a los de las soluciones tradicionales.

Mayor vida útil de las células fotovoltaicas: los paneles fotovoltaicos, debido a su temperatura estable, tienen una vida útil más larga que los paneles fotovoltaicos tradicionales (normalmente hasta 25-30 años, comparable a los paneles tradicionales, pero con un menor riesgo de falla).

4. Ultraambiental: Cero emisiones de carbono, lo que ayuda a reducir el dióxido de carbono.

PVT no emite dióxido de carbono durante su funcionamiento y puede proporcionar electricidad y calor renovables para edificios y procesos industriales, satisfaciendo así las necesidades de un desarrollo con bajas emisiones de carbono y respetuoso con el medio ambiente.

Escenarios de aplicación de PVT

Escenarios de aplicación más amplios: se puede utilizar desde el hogar hasta la industria.

Las características de salida dual "electricidad + calor" de PVT pueden adaptarse a las necesidades de diferentes escenarios, especialmente para escenarios donde "se necesitan tanto electricidad como calor":

(1) Escenario doméstico: Satisfacer las necesidades diarias de electricidad (iluminación, electrodomésticos) + agua caliente sanitaria (baño, lavado de verduras, calefacción de piscinas), e incluso se puede conectar a sistemas de calefacción por suelo radiante para lograr calefacción en invierno.

(2) Escenario industrial y comercial: las fábricas utilizan PVT para generar electricidad para equipos de producción y utilizan la energía térmica generada para calentar talleres, calentar industrialmente (pasteurización, limpieza) y secar productos (como procesamiento de alimentos, fábricas textiles); los hoteles y hospitales utilizan PVT para generar electricidad + agua caliente para reducir los costos operativos.

(3) Escenario agrícola: Los invernaderos utilizan PVT para generar electricidad para equipos de ventilación y riego, y utilizan energía térmica para mantener la temperatura del invernadero (aislamiento invernal) para aumentar el rendimiento de los cultivos.

Caso de solicitud exitosa de PVT