Yhdistetty keräin on aurinkojärjestelmä, moduuli tai komponentti, joka tuottaa hyödyllistä lämpöenergiaa sähkön lisäksi. Aurinkosähkökeräimet, joita kutsutaan myös PV/T-keräimiksi, hybridaurinkokeräimiksi, aurinkosähkö-lämpökeräimiksi tai aurinkosähkön ja sähkön yhteistuotantojärjestelmiksi, ovat sähköntuotantotekniikoita, jotka muuttavat auringonsäteilyn hyödylliseksi lämpö- ja sähköenergiaksi.
Niitä lyhennetään usein PVT-keräiminä. PVT-keräimissa yhdistyvät aurinkosähkökennot, jotka muuntavat auringonvalon sähköksi ja jotka on usein järjestetty aurinkopaneeleiksi, aurinkolämpökeräimeen, joka siirtää aurinkopaneelin muuten hukkaan menevän hukkalämmön lämmönsiirtonesteeseen . Nämä teknologiat voivat saavuttaa paremman kokonaishyötysuhteen kuin pelkät aurinkosähkö- tai aurinkolämpöjärjestelmät , koska ne yhdistävät sähkön ja lämmön tuotannon samassa komponentissa.
1970-luvulta lähtien laajaa tutkimusta on tehty monenlaisten PVT-tekniikoiden kehittämiseksi. Erilaiset PVT-keräinmenetelmät sopivat erilaisiin sovelluksiin aina ympäristön alapuolella alhaisen lämpötilan lämmöstä korkean lämpötilan yli 100 °C lämpöön, ja ne eroavat toisistaan merkittävästi keräilijän suunnittelussa ja lämmönsiirtonesteessä.
Mikä on auringon spektri ja miten sitä käytetään PVT-keräimissä?
Aurinkolämmön ja -sähkön tuotannon yhdistävät aurinkokeräimet ovat kokonaisuudessaan tehokkaampia ja hyödyntävät auringon spektriä paremmin kuin perinteiset aurinkopaneelit. Vaikka suurin osa auringon spektristä (65–70 prosenttia) muuttuu lämmöksi, mikä nostaa aurinkopaneelien lämpötilaa, aurinkokennot saavuttavat normaalisti 15–20 prosentin sähköhyötysuhteen.
Sitä vastoin PVT-keräimet on suunniteltu jäähdyttämään PV-kennoja ja lisäämään niiden tehokkuutta siirtämällä lämpöä kennoista nesteeseen. Tässä menetelmässä ylimääräinen lämpö muunnetaan hyödylliseksi, kuten veden lämmittämiseksi tai lämpöpumppujen matalan lämpötilan lähteeksi. PVT-yhdistelmäkeräin hyödyntää aurinkospektrin tehokkaammin.
Useimpien aurinkokennojen (kuten piipohjaisten) hyötysuhde laskee kennojen lämpötilan noustessa. Hyötysuhde laskee 0.2–0.5 prosenttiyksikköä jokaista kennon lämpötilan nousua kohden. Tämän seurauksena aurinkokennojen jäähdytys voi alentaa niiden lämpötilaa ja parantaa niiden tehokkuutta. Alhaisempien käyttölämpötilojen toinen etu on aurinkokennojen pidempi käyttöikä.
Lue myös: Mikä on BIPV (Building Integrated Photovoltaic)?
Tämä on hyvä tapa lisätä järjestelmän yleistä tehokkuutta ja luotettavuutta, mutta lämpökomponentti toimii huonommin kuin puhtaalla aurinkolämpökeräimellä.
Toisin sanoen suurimmat käyttölämpötilat suurimmassa osassa PVT-järjestelmiä on rajoitettu arvoihin, jotka ovat alhaisempia kuin kennon maksimilämpötila (yleensä alle 100 °C). Siitä huolimatta, kennon tehokkuudesta ja järjestelmän suunnittelusta riippuen, jokaista sähköenergiayksikköä kohti tuotetaan silti kaksi tai useampia lämpöenergiayksiköitä.
