一组国际研究人员研究了不同的设计如何影响光伏热(PVT)模块效率。

科学家用软件建立了八种不同类型的 PVT 系统模型，并在相同条件下进行了比较。

“这项研究旨在比较不同设计的光伏集热器在发电和供热方面的表现，”他们说。“在辐射为 1,000 W/m2、环境温度为 40 C、进水温度为 45 C 和风速为 1m/s 的条件下进行了比较。”

基于热力学第一定律和 MATLAB 中的数值建模，学者们设计了八个模型。其中四个是无玻璃盖的 PVT 集热器，四个是有玻璃盖的。在每一组中，四个热收集器都采用螺旋圆管或平行矩形管、平行方管和平行圆管建模。在所有平行设置中，模块还配有金属板。在所有情况下，水都是工作流体。

为了验证他们的模型，该学术小组根据他们获得的两个 40 W 光伏模块测量了其结果。他们说：“结果表明，本研究计算出的参数与实验结果非常吻合，考虑到每次测试的误差都小于 4%，因此使用的数学模型是正确的。”

首先，他们将一个简单的非热 PV 模块与涂层和未涂层​​的 PVT 单元进行了比较。在这种情况下，PV 面板的输出功率为 50.35 W，电效率为 9.8%，背面温度为 75 C。涂层 PVT 模块的输出功率为 53.7 W，效率为 11.2%，背面温度为 42.3 C。未涂层单元的输出功率分别为 59.2 W、11.2% 和 41.2 C。

他们补充道：“当 PVT 集热器上加装玻璃盖时，加热效率会更高。但是，当 PVT 集热器没有盖时，光伏组件的冷却效果会更好，发电效率也会比普通光伏组件和 PVT 集热器更高。”

当他们比较所有八种不同配置的 PVT 模块时，他们发现采用圆形平行管和玻璃盖的模块总效率最高，为 68.90%，其次是有盖平行矩形管，为 67%。性能最低的是未覆盖的平行圆管，为 53.43%，而未覆盖的螺旋管则略好，为 54.73%。

研究结果发表在《AIP Advances》杂志上的“光伏/热能 (PVT) 太阳能集热器新配置的设计和理论研究”一文中。研究小组由来自阿尔及利亚麦迪亚大学叶海亚·法雷斯和麦迪亚大学、沙特阿拉伯法赫德国王石油矿产大学、约旦阿尔拜特大学、伊拉克纳杰夫伊斯兰大学、迪瓦尼耶伊斯兰大学、巴比伦伊斯兰大学、艾因大学、尼苏尔大学学院和阿富汗喀布尔大学的科学家组成。