이 구성에서는 PVT 어레이의 열 회로가 열펌프 증발기에 직접 전력을 공급합니다. PVT 패널은 적절한 조건 하에서 실외 공기보다 더 따뜻한 열원 역할을 하여, 히트 펌프가 더 나은 열원 온도로 작동할 수 있도록 돕습니다. 이것은 보통 가장 단순한 PVT + 히트펌프 구성입니다.

작동 방식

PVT 어레이는 저온 열을 수집합니다. 이 열은 글리콜 또는 염수 회로를 통해 히트 펌프 증발기로 전달됩니다. 히트펌프는 열을 가정용 온수나 난방용으로 사용할 수 있는 온도로 변환합니다. 동시에, PVT 패널의 PV 측은 전기를 생산하여 히트펌프나 순환펌프의 전력 수요의 일부를 상쇄합니다.

베스트핏 프로젝트

이 구성은 신규 주거 건물, 단독 주택, 소형 빌라, 낮은 복잡성의 난방 및 온수 시스템, 그리고 PVT와 히트 펌프를 처음부터 함께 설계할 수 있는 프로젝트에 가장 적합합니다.

주요 설계 점검 사항

직접 연결을 선택하기 전에 EPC는 글리콜 또는 염수 소스 유체와의 히트 펌프 호환성, 최소 및 최대 증발기 입구 온도, 필요한 PVT 어레이 크기, PVT 회로를 통과하는 유량, 동결 방지 요구 사항, 그리고 PVT 루프와 히트 펌프 작동 간의 제어 로직을 확인해야 합니다.

주요 제한 사항

주요 제약점은 통합의 유연성입니다. 히트 펌프와 PVT 장치는 하나의 시스템으로 선택되어야 합니다. 히트펌프가 PVT 열원 회로에 적합하지 않거나, 프로젝트에 이미 기존 히트펌프가 있는 경우, 버퍼 탱크 구성이 더 안전할 수 있습니다.

이 구성에서 PVT 어레이는 저온 버퍼 탱크를 가열합니다. 히트 펌프는 버퍼 탱크를 에너지원으로 사용합니다. 이는 하나의 추가 요소를 더해줍니다만, 시스템을 더 쉽게 제어할 수 있게 하고 가변 부하에 더 적합하게 만듭니다.

작동 방식

PVT 패널은 열을 버퍼 탱크로 전달합니다. 버퍼 탱크는 저온 열을 저장하며 태양열 수집 시점과 히트펌프 수요 시점 간의 차이를 완화합니다. 히트 펌프가 작동할 때, PVT 어레이에서 직접 열을 끌어오는 대신 버퍼에서 열을 끌어옵니다.

베스트핏 프로젝트

이 구성은 주거용 개조 프로젝트, 난방 수요가 변동하는 건물, 히트펌프 작동이 태양열 수집과 항상 일치하지 않는 프로젝트, 대형 주택 또는 소규모 상업용 건물, 그리고 더 안정적인 열원 온도가 필요한 시스템에 적합합니다.

버퍼가 도움이 되는 이유

버퍼 탱크는 열 관성 효과를 제공합니다. 짧은 사이클링을 줄이고, 소스 온도를 제어하는 데 도움을 주며, PVT 수집 회로를 히트 펌프 작동과 분리합니다. 리트로핏 프로젝트의 경우, 이러한 분리 방식은 시스템 통합을 더 쉽게 만들어줍니다. 기존의 히트 펌프나 유압 설계가 직접적인 PVT 연결을 위해 설계되지 않았을 수 있기 때문입니다.

주요 제한 사항

버퍼 탱크는 비용 증가, 공간 요구, 열 손실, 그리고 제어 복잡성을 초래합니다. 프로젝트 규모가 작고 히트펌프를 PVT 소스와 직접 연결할 수 있다면, 구성 1이 더 간단할 수 있습니다.

이 구성에서 PVT 시스템은 태양광 조건이 좋을 때 가정용 온수 저장에 직접적으로 기여합니다. 히트 펌프는 PVT 출력이 충분하지 않을 때 보조 또는 최종 온도 상승을 제공합니다. 이 옵션은 연중 내내 온수 사용량이 많은 건물에 특히 적합합니다.

작동 방식

PVT 열 회로는 온수 저장 탱크로 열을 전달합니다. 태양광이 강한 시기, 특히 여름에는 PVT 시스템이 가정용 온수를 직접 예열하거나 부분적으로 가열할 수 있습니다. 태양광 에너지가 충분하지 않을 경우, 히트 펌프는 물의 온도를 필요한 설정값까지 높입니다.

직접 온수 사용의 경우, 필요한 목표 온도가 중요합니다. 비유리화된 PVT는 일반적으로 저온 히트펌프 소스로 더 적합하며, 더 높은 직사광선 열 온도를 목표로 하는 구성은 다른 PVT 패널 사양을 사용하면 더 유리할 수 있습니다.

베스트핏 프로젝트

이 구성은 호텔, 병원, 학생 기숙사, 아파트 건물, 연중 온수 사용량이 많은 상업용 건물, 그리고 여름철 온수 사용량이 높은 프로젝트에 적합합니다.

주요 설계 점검 사항

EPC는 일일 온수(DHW) 소비량, 온수 저장량, 요구되는 공급 온도, 레지오넬라균 관리 요건, 직접적인 PVT 가열 방식 또는 히트 펌프 부스팅 방식 중 어떤 것을 선호하는지, 그리고 PVT와 히트 펌프 간의 계절별 제어 방식을 확인해야 합니다.

주요 제한 사항

시스템은 우수한 제어 논리를 필요로 합니다. 여름에는 직접적인 태양열 이용이 우선시될 수 있습니다. 겨울에는 히트펌프가 주요 열원이 될 수 있으며, PVT는 저온 보조 열원 역할을 합니다. 제어 전략이 명확하지 않으면 시스템이 불필요하게 복잡해질 수 있습니다.

이 구성에서 PVT는 공간 난방 또는 온수 공급을 위해 히트 펌프를 지원하며, 여분의 열 에너지는 특히 여름에 수영장 난방에 사용될 수 있습니다. 이는 수영장이 저온 열을 장기간 흡수하는 대형 열 싱크 역할을 할 수 있기 때문에 유용합니다.

작동 방식

PVT 어레이는 열을 수집하여 시스템 온도와 수요에 따라 열펌프 소스 회로나 수영장 난방 루프에 직접 공급합니다. 난방 또는 온수 수요가 낮을 때, 수영장은 초과 열에너지를 흡수합니다. 이는 따뜻한 계절에 열 출력이 낭비되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다.

베스트핏 프로젝트

이 구성은 수영장이 있는 호텔, 리조트, 스포츠 시설, 웰니스 센터, 수영 시설을 갖춘 학교나 캠퍼스, 그리고 온수 및 수영장 부하가 모두 있는 상업용 프로젝트에 적합합니다.

수영장 난방이 활용도를 높이는 이유

많은 태양열 시스템은 태양광 가용성과 난방 수요 사이의 불균형에 직면해 있습니다. 여름에는 난방 수요가 낮지만 태양광 이용 가능성이 높습니다. 풀은 저온 열을 지속적으로 흡수할 수 있어 유용한 열 저장소로 활용될 수 있습니다. 이는 적절한 설계에서 연간 PVT 열 활용도를 향상시키고 정체 위험을 줄일 수 있습니다.

주요 제한 사항

유압 시스템이 더욱 복잡해집니다. 컨트롤러는 열 에너지를 히트 펌프 소스, 온수 탱크, 수영장 루프 또는 다른 우선순위 부하로 전달할지 여부를 결정해야 합니다. 이 구성은 일반적으로 단순한 주거용 건물에는 필요하지 않습니다.

모든 지붕을 PVT 패널로 완전히 채워야 하는 것은 아닙니다. 많은 상업용 건물에서 가장 좋은 설계는 혼합형 지붕입니다. 열 에너지가 필요한 곳에는 PVT 패널을 사용하고, 전기 생산만 필요한 곳에는 표준 PV 패널을 사용하는 것입니다.

작동 방식

지붕의 일부는 히트 펌프나 열 시스템에 연결된 PVT 패널을 설치하는 용도로 사용됩니다. 나머지 지붕 면적은 표준형 PV 모듈로 채워져 있어 전력 생산을 극대화합니다. PVT 구역의 크기는 열 수요와 히트펌프 소스의 요구에 따라 결정됩니다. 태양광 발전 구역의 크기는 전기 수요, 전력망 수출 전략 또는 자가 소비 목표에 따라 결정됩니다.

베스트핏 프로젝트

이 구성은 대규모 상업용 옥상, 호텔, 공장, 학교, 병원, 사무실이나 온수 사용량이 많은 창고, 그리고 열적 부하와 전기적 부하를 동시에 받는 건물에 적합합니다.

루프 할당 로직

주요 제한 사항

이 프로젝트는 두 가지 패널 유형, 두 가지 시스템 설계, 때로는 두 개의 설치 팀 간의 조율이 필요합니다. 레이아웃, 배선, 배관 배치, 유지보수 접근, 그리고 지붕 하중은 설계 과정 초기 단계에서 고려되어야 합니다.

이 구성에서 PVT 패널은 염수-물 또는 액체-물 열펌프의 열원 역할을 합니다. 일부 프로젝트에서는 PVT가 접지 루프나 시추공에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다. 이 옵션은 드릴 작업이 비용이 많이 들거나 제한적이거나 불가능한 도시 지역에서 특히 흥미롭습니다.

작동 방식

PVT 열 회로는 패널을 통해 염수나 글리콜을 순환시킵니다. 이 소스 루프는 염수-물 열펌프에 연결되며, 이는 일반적으로 그라운드 루프가 증발기 측에 연결되는 방식과 유사합니다. 히트펌프는 PVT 루프에서 저온 열을 추출하여 이를 가열하여 실내 난방이나 가정용 온수로 활용합니다.

연구 결과가 발표됨PV 매거진 학술 연구에서는 단독 주택 난방을 위한 염수 열펌프 시스템에서 PVT 패널의 계절별 성능 시뮬레이션을 기록했으며, 이 개념이 적절한 조건 하에서는 기술적으로 실행 가능하다는 것을 보여주었습니다.

베스트핏 프로젝트

이 구성은 시추 작업이 금지된 도시 건물, 제한된 지면 면적을 가진 개조 프로젝트, 시추 비용이 너무 높은 현장, 염수-물 열펌프를 사용하는 프로젝트, 그리고 태양광 전기와 저온 열원을 동시에 필요로 하는 건물에 적합합니다.

주요 설계 점검 사항

EPC는 최소 겨울철 열원 온도, 건물의 열 수요에 비해 PVT 어레이 크기, 히트 펌프 작동 범위, 브라인 또는 글리콜 농도, 해동 또는 동결 방지 전략, PVT가 유일한 열원인지 보조 열원인지 여부, 계절별 성능 기대치 등을 확인해야 합니다.

주요 제한 사항

PVT 소스의 온도는 지면 온도보다 더 크게 변동합니다. 그라운드 루프는 일반적으로 더 안정적인 반면, PVT 출력은 태양 복사열, 주변 온도, 바람, 계절에 따라 달라집니다. 이는 신중한 사이즈 선택이 필수적이라는 것을 의미합니다. 일부 프로젝트에서는 PVT가 접지 루프를 완전히 대체하는 대신 천공 구멍의 크기를 줄일 수 있습니다.