結合Eurosun 2022會議，第二屆IEA SHC Task 66行業研討會于9月底在德國舉行，題為“太陽能熱能和/或PVT與熱泵相結合作為創新的能源供應解決方案”。來自工業界的四位發言人介紹了為建筑物和市政提供可持續和氣候中和能源供應的新發展。

　　“在全球范圍內，建筑物的運行約占一次能源消耗的40%，約占溫室氣體排放量的25%”，Task 66經理Harald Dru博士在歡迎辭中說。“IEA SHC任務66將側重于為中歐氣候條件下至少85%的熱需求，100%的冷卻需求和至少60%的電力需求的高太陽能部分的建筑開發經濟和生態供應概念。關鍵方面是建筑物的整體能源供應，包括熱、冷和電的交互，包括雙向靈活性方面的與電力和熱網的相互作用。

　　PVT 集熱器作為鹽水熱泵的唯一熱源

　　德國Consolar Solare Energiesysteme的管理合伙人Andreas Siegemund展示了如何將這些目標付諸實踐。Siegemund展示了各種建筑類型的高效和可持續能源供應的例子。

　　德國奧芬巴赫的新市政廳：100 臺 PVT 集熱器與一臺 51.2 kW 的熱泵一起工作。

　　照片：Consolar

　　目前的一個項目是德國奧芬巴赫河畔奎奇鎮的市政廳。那里有100個PVT集熱器，總面積約為200㎡為51.2 kW熱泵提供電力和熱量。該系統連接到區域供熱網絡，為建筑物提供供暖和制冷。

　　康索拉（Consolar）的PVT收集器是2.25㎡尺寸和重量為38公斤。正面覆蓋著光伏電池。在背面，表面積為 18 m2 的特殊空氣-鹽水換熱器可確保與環境空氣進行最佳熱交換，同時利用光伏組件的廢熱。來自屋頂的鹽水是熱泵的唯一熱源。無需鉆孔或地面熱交換器。因此，該系統不需要額外的許可或批準程序。

　　“光伏場的設計使得熱泵消耗的電力由集熱器全年產生，”Siegemund總結技術優勢說。此外，我們的PVT集熱器適合作為鹽水熱泵的唯一熱源，也可用于在溫暖的季節冷卻建筑物。

　　分兩個階段進行建筑物翻新

　　根據Siegemund的說法，應選擇PVT熱泵系統的尺寸，使其能夠滿足所需最大供暖需求的80%。作為PVT領域所需屋頂面積的指南，Consolar指出以下經驗法則：可以通過將單級熱泵的千瓦功率乘以4和多級或逆變器熱泵的千瓦功率乘以3.3來估計必要的屋頂面積（以平方米為單位）。

　　為了在較長時間內分攤投資成本，但盡快減少二氧化碳排放，Siegemund建議分兩個階段對現有建筑物進行翻新。在第一階段，對能源系統進行翻新，并配備熱泵、PVT 集熱器和用于峰值消耗的燃氣鍋爐。在第二步，進行能源改造。這減少了建筑物的熱量需求，不再需要燃氣鍋爐或僅在有限的范圍內使用。

　　Maria Zagorulko展示了Naked Energy用于商業和工業應用的PVT真空管技術。

　　商業應用的PVT集熱器

　　英國公司Naked Energy Ltd.致力于商業建筑的脫碳。其開發和運營工程師Maria Zagorulko介紹了該公司的PVT收集器和幾個應用示例。

　　該公司以Virtu的產品名稱提供兩種基于真空管技術的PVT收集器型號以及兩種無需發電的高溫收集器類型。雖然后者已經獲得認證，但 PVT 版本目前正在認證過程中。除工業外，該技術的目標群體主要是大型熱消費者，如酒店、超市或大學。每根管的總面積為 0.65 ㎡ 或 0.47 m2 re。這些以五套安裝，可用于所有類型的屋頂表面以及立面。作為該技術的另一個優勢，Zagorulko提到收集器從地面的能見度低，這使得它們在歷史建筑上使用很有趣。此外，管子之間不需要大的間隙。

　　尋求與可持續技術相輔相成的合作伙伴

　　作為受監控的PVT工廠之一，Zagorulko在英國斯旺西鎮展示了一座辦公樓。40 個 VirtuPVT 型安裝在立面上，總計10 kWth 和 2.5 kWel。根據運營工程師的說法，立面安裝系統在第一年產生了1，700 kWh 的電力和3，240 kWh 的熱能。這相當于太陽能電力側的特定產量為 575 kWh/kWp，熱側的總集熱器面積為125 kWh/㎡。

　　目前，該公司正在研究與其他再生技術的組合。“我們看到了將Virtu與其他可持續技術相結合以擴大熱量和電力的輸送和儲存的巨大潛力，”Zagorulko說。“我們正在跨季節儲熱、太陽能冷卻、工業和農業過程的太陽能加熱以及與熱泵集成等領域尋找合作伙伴。”

　　VirtuPVT在斯旺西一個節能辦公室的外墻上。這36根管子自2018年以來一直在運行。

　　照片：Naked Energy

　　最大限度地利用太陽能電力的過熱能量

　　奧地利熱泵生產商iDM Energiesysteme GmbH的大客戶經理Marcel Macke就熱泵解決方案與光伏相結合的能源管理進行了演講。iDM 生產 2 至 1，500 kW 的熱泵系統。該公司從事高效再生熱能系統的開發、生產和分銷，并提供與光伏系統相關的智能能源管理。

　　能源管理的目的是最大化自我消耗，并使能源盈余接近于零。“這是通過熱泵和光伏系統之間的直接網絡通信實現的，”Macke解釋說。“為此，需要調制熱泵和控制器。”光伏發電的熱量可以通過生活熱水儲存、熱緩沖器和建筑物以熱能的形式儲存起來。

　　iDM以單戶住宅為例研究了這一概念，并記錄了有和沒有智能過熱的能耗。光伏系統連接到調制空氣源熱泵。一個2000升的緩沖區和建筑物被用作熱能儲存。“通過使用智能過熱，我們成功地將電網電力消耗減少了一半，同時將產生的光伏電力的自我消耗增加了5倍，”Macke總結了現場測試結果。

　　Steag Energy Services（印度）項目經理Arun Kumar Vaiyapuri博士描述了微電網規劃，能源平衡和經濟分析之間的關系，這是所謂的CCHP（制冷，熱電聯產）最佳規模的先決條件。