کلکتور ترکیبی گرما و فوتوولتاییک خورشیدی (photovoltaic thermal hybrid solar collectors) که گاهی به عنوان سیستم‌های هایبرید PV/T یا سیستم‌های PVT شناخته می‌شوند، سیستم‌هایی هستند که انرژی تابشی خورشیدی را به انرژی گرمایی و الکتریکی تبدیل می‌کنند.
سیستم‌ها ترکیبی فتوولتاییک و گرمایی از دو بخش تشکیل شده‌اند: یک سلول خورشیدی (solar cell) که نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل می‌کند و یک کلکتور گرمایی خورشیدی (solar thermal collector) که باقی مانده انرژی را می‌گیرد و حرارت تلف شده را از ماژول فتو ولتاییک خارج می‌کند. گرفتن برق و حرارت اجازه می‌دهد که این دستگاه‌ها دارای راندمان بالاتری نسبت به فتوولتاییک خورشیدی و یا انرژی گرمایی خورشیدی به تنهایی باشند.
سلول‌های فتو ولتاییک به دلیل افزایش مقاومت الکتریکی، با افزایش دما از افت راندمان رنج می‌برند. چنین سیستم‌هایی می‌توانند به صورتی طراحی شوند که حرارت را از سلول‌های PV دور کنند و در نتیجه سلول‌ها را خنک و با کاهش مقاومت الکتریکی به بهبود راندمان کمک کنند. اگرچه این یک روش موثر است، باعث می‌شود که کارایی مولفه حرارتی نسبت به کلکتور گرمایی خورشیدی (solar thermal collector) کم‌تر شود.
کلکتور مایع PVT
انواع سیستم‌های ترکیبی گرما و فوتوولتاییک
انواع کلکتورهای PV/T در دسته‌بندی‌های مختلف تجاری در دسترس هستند و می‌توانند به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:
کلکتور مایع PV/T
طراحی اولیه خنک‌شونده با آب، از لوله‌های فلزی رسانای حرارتی و یا صفحات متصل به پشت یک ماژول PV استفاده می‌کنند. آرایش جریان سیال در المان خنک‌کاری تعیین‌کننده سیستمی خواهد بود که پانل‌ها به آن می‌خورند.
در یک سیستم بر پایه مایع، معمولا سیال عامل آب، گلیکول یا روغن معدنی است که به لوله‌ها یا خنک‌کننده‌های صفحه‌ای لوله‌کشی می‌شود. حرارت از سلول‌های PV از میان فلز هدایت و به وسیله سیال عامل جذب می‌شود (با فرض این که سیال عامل خنک‌تر از دمای عملیاتی سلول است). در سیستم‌های حلقه بسته این حرارت تخلیه و یا به یک مبدل حرارتی (heat exchanger) منتقل می‌شود و از آن‌جا به سمت محل مصرف می‌رود. در سیستم‌های حلقه باز، این حرارت تخلیه و یا مورد استفاده قرار می‌گیرد و سپس مایع به سلول‌های PV باز می‌گردد.
تمرکز دهنده PV/T
یک سیستم خورشیدی متمرکز دارای این مزیت است که تعداد سلول‌های خورشیدی مورد نیاز را کاهش می دهد و می‌تواند عمل‌کرد گرمایی خورشیدی بسیار خوبی در مقایسه با کلکتورهای PV/T داشته باشد. موانع اصلی این سیستم شامل ارایه خنک‌کاری خوب برای سلول‌های خورشیدی و دوام سیستم ترکر خورشیدی است.
سیستم‌ها ترکیبی فتوولتاییک و گرمایی از دو بخش تشکیل شده‌اند: یک سلول خورشیدی (solar cell) که نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل می‌کند و یک کلکتور گرمایی خورشیدی (solar thermal collector) که باقی مانده انرژی را می‌گیرد و حرارت تلف شده را از ماژول فتو ولتاییک خارج می‌کند. گرفتن برق و حرارت اجازه می‌دهد که این دستگاه‌ها دارای راندمان بالاتری نسبت به فتوولتاییک خورشیدی و یا انرژی گرمایی خورشیدی به تنهایی باشند.
سلول‌های فتو ولتاییک به دلیل افزایش مقاومت الکتریکی، با افزایش دما از افت راندمان رنج می‌برند. چنین سیستم‌هایی می‌توانند به صورتی طراحی شوند که حرارت را از سلول‌های PV دور کنند و در نتیجه سلول‌ها را خنک و با کاهش مقاومت الکتریکی به بهبود راندمان کمک کنند. اگرچه این یک روش موثر است، باعث می‌شود که کارایی مولفه حرارتی نسبت به کلکتور گرمایی خورشیدی (solar thermal collector) کم‌تر شود.
کلکتور هوایی PVT
کلکتور مایع PVT
کلکتور مایع PVT
انواع سیستم‌های ترکیبی گرما و فوتوولتاییک
انواع کلکتورهای PV/T در دسته‌بندی‌های مختلف تجاری در دسترس هستند و می‌توانند به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:
- کلکتور مایع PV/T
- کلکتور هوایی PV/T
- کلکتور مایع و هوایی PV/TA
- تمرکز دهنده PV/T یا CPVT
کلکتور مایع PV/T
طراحی اولیه خنک‌شونده با آب، از لوله‌های فلزی رسانای حرارتی و یا صفحات متصل به پشت یک ماژول PV استفاده می‌کنند. آرایش جریان سیال در المان خنک‌کاری تعیین‌کننده سیستمی خواهد بود که پانل‌ها به آن می‌خورند.
در یک سیستم بر پایه مایع، معمولا سیال عامل آب، گلیکول یا روغن معدنی است که به لوله‌ها یا خنک‌کننده‌های صفحه‌ای لوله‌کشی می‌شود. حرارت از سلول‌های PV از میان فلز هدایت و به وسیله سیال عامل جذب می‌شود (با فرض این که سیال عامل خنک‌تر از دمای عملیاتی سلول است). در سیستم‌های حلقه بسته این حرارت تخلیه و یا به یک مبدل حرارتی (heat exchanger) منتقل می‌شود و از آن‌جا به سمت محل مصرف می‌رود. در سیستم‌های حلقه باز، این حرارت تخلیه و یا مورد استفاده قرار می‌گیرد و سپس مایع به سلول‌های PV باز می‌گردد.
تمرکز دهنده PV/T
یک سیستم خورشیدی متمرکز دارای این مزیت است که تعداد سلول‌های خورشیدی مورد نیاز را کاهش می دهد و می‌تواند عمل‌کرد گرمایی خورشیدی بسیار خوبی در مقایسه با کلکتورهای PV/T داشته باشد. موانع اصلی این سیستم شامل ارایه خنک‌کاری خوب برای سلول‌های خورشیدی و دوام سیستم ترکر خورشیدی است.
