确定最佳光伏热泵的关键指标

近年来，太阳能热泵吸引了众多关注，并有望通过广泛的应用来实现低碳加热。但是，他们的技术和财务可行性仍然存在不同的看法，有些人声称投资回收期仍然太长，而另一些人则表示其性能仍落后于确保有效地为家庭或建筑物提供暖气或制冷的要求水平。 。

西班牙马德里技术大学的研究员塞琳娜·洛伦佐(Celena Lorenzo)表示，光伏驱动的热泵(PVHP)有望在未来几年内成为一项成熟的技术，并在该十年末成为主流解决方案。她告诉光伏杂志：“我相信壁垒主要是经济上的，与光伏发电机的初始投资有​​关。”“但是这些系统的性能已经足够好了。”

Celena还解释说，PVHP的主要技术问题是某些应用程序的存储要求。她说：“例如，如果该系统需要在夜间使用，”他指出光伏热系统可能更适合于加热应用，尽管它们可能仍然无法有效冷却。她解释说：“取而代之的是，仅由PV供电的热泵在制冷和制热方面都非常有效，并且可靠性更高，因为它们所需的部件更少，发生故障的可能性也较小。”她补充说，仅依靠PV供电也可以帮助降低前期成本重要的是，随着太阳能电池板价格不断下降。

Lorenzo估计，到目前为止，太阳能热泵的投资回收期大约为10年(工业应用)，而住宅安装则更长。他进一步解释说：“我相信制冷市场更有希望，因为光伏发电和热需求之间有更好的匹配。”“另一方面，温暖的时间通常要阳光充足，并且需要的存储空间更少。”

在一项可追溯至2019年10月的研究中，Celena和另一位西班牙科学家L. Navarte分析了先前工作中设计或测试的PVHP系统的不同解决方案，并描述了一系列现有和新的关键性能指标(KPI)，这不仅旨在评估热泵或光伏发电机的质量，而且还旨在评估其集成质量。

两位研究人员在论文中指出，当地气候条件的影响可能会限制传统KPI的使用。研究报告说：“仅仅因为西班牙的平均环境温度更高，导致相同的高质量PVHP在西班牙的性能比(PR)值会比丹麦低，这导致PV系统中的热损失更高。”“这些损失与系统质量无关，而是与PVHP安装位置的运行气候条件有关。”

PR并不是受当地条件影响的唯一指标。上面提到的三个指标-季节性性能因子(SPF)，性能系数(COP)和能效比(EER)也被定义为高度依赖于环境温度。科学家解释说：“这种依赖性不是线性的，并且对于不同的HP技术和型号也不相同。”“这使得很难比较在不同气候区域进行的研究的性能结果。”

其他指标是自耗率(SCR)和PV太阳分数(SFPV)。后者代表了由光伏装置产生的热泵所消耗的总电力的份额，并且与前者结合使用，对于评估热泵和太阳能电池阵列之间的连接质量至关重要。

研究人员提出了一系列新指标，他们声称这些指标克服了上述限制。标准测试条件(PR25)下的性能比，它们定义为与PR具有相同的含义，但消除了在不同环境温度下的热损失，以及在标准测试条件下使用参考PV模块测量的性能比(PRref (25)，它被描述为能够减少不同气候条件和时间跨度的影响，因为它考虑了在同一发电机平面内使用参考PV模块的辐照度和电池温度。

此外，他们提出了“ PVHP系统的季节性性能因数”(SPFPV-HP)，它将传统的SPF与PR，SCR和SFPV结合在一起，并在标准测试条件下将PV-HP系统的季节性性能因数( SPFPV-HP，ref，25)。最后一个指标与气候条件和时间跨度无关，但仅与光伏发电机有关。Lorenzo解释说：“它是根据PRref [25]计算得出的，其值可以是传统SPF的一到两倍。”