複合型集熱器とは、電気エネルギーに加えて有用な熱エネルギーも生成する太陽光発電システム、モジュール、またはコンポーネントのことです。太陽光発電熱集熱器（PV/T集熱器、ハイブリッド太陽光発電集熱器、太陽光発電熱集熱器、または太陽光コジェネレーションシステムとも呼ばれる）は、太陽放射を有用な熱エネルギーと電気エネルギーに変換する発電技術です。
これらはPVTコレクターと略されることが多い。PVTコレクターは、太陽光を電気に変換する太陽光発電セル（多くの場合ソーラーパネルに配置される）と、PVモジュールから発生する本来は無駄になる廃熱を熱伝達流体に運ぶ太陽熱コレクターを組み合わせたものである。これらの技術は、電気と熱の発生を同一コンポーネント内で組み合わせるため、太陽光発電（PV）単独または太陽熱（T）単独よりも総合的な効率を向上させることができる。
1970 年代以降、広範囲にわたる PVT 技術の開発に向けて広範な研究が行われてきました。さまざまな PVT コレクター方式は、周囲温度以下の低温熱から 100 °C を超える高温熱まで、さまざまな用途に対応しており、コレクターの設計と熱伝達流体は大きく異なります。
太陽スペクトルとは何ですか? また、PVT コレクターではどのように使用されますか?
太陽熱と電気の生成を1つのユニットに統合したPVTコレクターは、従来のPVモジュールよりも全体的に効率が高く、太陽光スペクトルをより有効に活用できます。太陽光スペクトルの大部分（65～70%）は熱に変換され、PVモジュールの温度を上昇させますが、太陽電池の電気効率は通常15～20%程度です。
対照的に、PVT コレクターは、PV セルを冷却し、セルから流体に熱を伝達することで効率を高めるように設計されています。この方法では、余分な熱は、水を加熱したり、ヒートポンプの低温源として機能したりするなど、役立つものに変換されます。その結果、PVT 複合コレクターは太陽光スペクトルをより効率的に利用します。
シリコン系太陽電池など、ほとんどの太陽電池は、セル温度が上昇すると効率が低下します。セル温度が1ケルビン上昇するごとに、効率は0.2～0.5パーセントポイント低下します。そのため、太陽電池を冷却することで温度を下げ、効率を高めることができます。また、動作温度が低いと、太陽電池の寿命が延びるという利点もあります。
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これはシステム全体の効率と信頼性を高める良い方法ですが、熱コンポーネントのパフォーマンスは純粋な太陽熱コレクターを使用する場合よりも低下します。
言い換えれば、ほとんどの PVT システムの最大動作温度は、最大セル温度 (通常は 100 °C 未満) よりも低い値に制限されます。ただし、セル効率とシステム設計によっては、電気エネルギー XNUMX 単位あたり XNUMX 単位以上の熱エネルギーが生成されます。
