一種地源熱泵－BIPV/T耦合系統的研究

楊先亮，譚 昊

(華北電力大學能源動力與機械工程學院，保定 071003)

0 引言

隨著我國經濟和社會的飛速發展，人們生活水平不斷提高的同時，對能源的需求也在逐漸加大。但與此同時，我國也存在著化石能源短缺且能源利用率較低等問題，而且在化石能源利用過程中，不可避免地會對環境造成一定污染。近年來，我國建筑行業的發展勢頭正盛，截至2018年，我國建筑能耗占全社會總能耗的比例已高達30%[1]，且該比例仍在不斷增大。因此，將可再生能源利用與建筑相結合將成為緩解建筑能源供應壓力，實現建筑自我供電、供熱，達到建筑節能目的的有效舉措。

太陽能作為一種重要的可再生能源，具有取之不盡、用之不竭、分布廣泛、安全、清潔等優勢。由于我國太陽能資源豐富，隨著近年來國內太陽能利用技術的不斷完善，太陽能已具備大力開發和利用的優越條件。為了達到建筑節能的效果，將光伏組件與建筑相結合的光伏建筑一體化(BIPV)系統應運而生。在BIPV系統中，光伏組件不僅可以作為發電設備，還可以充當部分建筑外圍護結構，使其在發電的同時還能為建筑節省傳統的建材，因此，BIPV系統在密集的城市建筑群中的應用前景廣闊。

有研究表明，在運行過程中，光伏組件工作溫度每升高1 ℃，其光電轉換效率將下降0.5%左右[2]，因此光伏組件在發電的同時，對其進行冷卻變得尤為重要。在標準測試條件(STC)下，晶體硅光伏組件的光電轉換效率僅為12%～17%[3]，而此類光伏組件在實際運行過程中的光電轉換效率將會更低。這意味著光伏組件產生的80%以上的能量將會以熱的形式散失，若將這部分熱能直接排入環境中，勢必造成熱能的嚴重浪費，也會降低對太陽能的利用程度[4-5]。因此通常采用通水的方式來冷卻光伏組件，然后對冷卻過程中得到的熱水加以利用。基于此種方式形成了光伏光熱(PV/T)系統，而此種系統與建筑相結合則出現了早期的光伏光熱建筑一體化(BIPV/T)系統，該系統不僅具有發電及作為建筑外圍護結構的功能，還能為建筑提供生活熱水或進行供暖。當前，BIPV/T系統因具有獨特的優勢已逐漸受到關注，國內外研究學者們紛紛開展了與其相關的研究和探索。

由于傳統的BIPV/T系統無法保證光熱轉換的連續進行，有研究學者提出將熱泵技術與BIPV/T系統相結合。本文通過對當前國內外關于BIPV/T系統的研究現狀進行分析后，針對當前建筑外圍護結構中光伏可利用面積較大卻未被完全利用及陰雨天光伏發電系統產生的余熱供應不足這一問題，提出了一種將BIPV/T系統與地源熱泵技術相結合的耦合系統，即地源熱泵-BIPV/T耦合系統。首先分析了該耦合系統的運行模式，然后以該耦合系統中單位面積的南向BIPV/T墻體為例，模擬分析了其表面溫度和得熱量。

由于篇幅有限，本文只對南向的BIPV/T墻體進行了模擬，而將地源熱泵-BIPV/T耦合系統廣泛應用于建筑的外墻和屋頂后，能更顯著地降低建筑冷熱負荷。

1 BIPV/T系統的研究現狀

早在1991年，Benemann等[6]就提出了光伏建筑一體化(BIPV)的概念，其主體思想是將光伏組件與建筑外圍護結構相結合作為建筑表面，并利用光伏組件產生的電能為建筑供電，從而實現太陽能利用與建筑利用的一體化。而BIPV/T技術是在BIPV技術的基礎上發展而來，BIPV/T技術增加了對光伏組件運行過程中的冷卻和對其產生的多余熱量的利用(即余熱利用)，現已成為各國競相發展的技術熱點[7-8]。

1.1 BIPV系統及BIPV/T系統對建筑冷熱負荷影響的研究

BIPV/T系統采用的是在建筑外墻(或屋頂)上集成光伏組件的模式，這種模式改變了原有建筑的普通外圍護結構，使建筑的冷熱負荷發生了變化。為此，楊洪興等[9]建立了將光伏組件鋪設在建筑墻體(下文簡稱為“光伏墻體”)的傳熱模型，模擬了一面光伏墻體的得熱量，并與未鋪設光伏組件的普通墻體的得熱量進行了比較。結果表明：在夏季，光伏墻體能有效降低由于墻體得熱量升高而引起的空調冷負荷增加。但該研究并未給出具體的墻體得熱量和空調冷負荷降低比例。在此研究的基礎上，季杰等[10-13]深入研究了通水模式下的光伏熱水一體墻系統及通風模式下的光伏熱水一體墻系統。結果表明：在通風模式下，該系統中光伏墻體的得熱量可減少約20%；而在通水模式下，該系統中光伏墻體得熱量的減少量更是達到了50%。Mei等[14]對某光伏幕墻的熱性能進行了研究，建立了該光伏幕墻的動態熱模型，并根據所建立的動態熱模型對該光伏幕墻在不同地區應用時的建筑冷熱負荷進行了估算，由于該系統對空氣的預熱作用，冬季時該系統最多可以節省12%的供暖能源。

相較于光伏墻體，光伏屋頂有著光伏組件易安裝、可利用面積大、能接收更多太陽輻射等優勢，建筑的節能效果更為顯著。Yang等[15]研究了帶通風流道的光伏屋頂的熱、電性能，研究結果表明：與普通屋頂相比，帶通風流道的光伏屋頂可使建筑的冷負荷減少達65%。Wang等[16]以天津地區為例，對帶通風流道、帶封閉通風流道和無通風流道的3種光伏屋頂與傳統屋頂的性能進行了比較。結果表明：帶通風流道的光伏屋頂具有光伏發電效率高和建筑冷負荷低的優勢，尤其適合在夏季應用；而在冬季，配置封閉通風流道的光伏屋頂具有建筑熱負荷低與光伏發電效率高的優勢，是最佳選擇。Shao等[17]設計了一種新型PV/T屋頂，該屋頂在白天可以起到遮陽和減少表面熱源的作用，而在夜間又能對建筑起到保溫的作用。研究表明：該PV/T屋頂可使屋頂的得熱量減少39.9%，使建筑冷熱負荷減少38.6%。該研究不僅可為PV/T屋頂的熱工設計提供理論支持，而且可為BIPV/T系統的推廣應用提供重要參考。

光伏組件與建筑的結合會對建筑的空調系統產生不可避免的影響。秦紅等[18]針對BIPV建筑中空調的負荷特點及節能對策進行了分析，發現在BIPV系統中，光伏組件作為遮陽構件阻擋了太陽直射光線對建筑墻體的照射，降低了墻體的得熱量，使建筑空調負荷的性質和大小發生了變化，導致原有的建筑空調負荷計算方法不再適用。為簡化因計算光伏幕墻得熱量而增加的空調冷負荷計算步驟，朱磊[19]將光伏組件、空氣層、建筑墻體共同視為一面虛擬的“外墻”，即光伏幕墻，推導出了光伏幕墻中建筑墻體外表面處的室外空氣綜合溫度計算方法。Yang等[20]給出了通過光伏墻體來計算建筑冷負荷分量的簡便方法，設定了新傳熱系數和等效小時平均室外溫度的定義，且僅需知道這2個參數便能求解光伏墻體的傳熱過程，從而大幅簡化了建筑冷負荷分量的計算步驟。

綜上所述可知，研究學者們針對建筑冷熱負荷的相關計算方法的研究并不多，且大多數都僅是針對光伏墻體或光伏屋頂進行的研究，后續應針對BIPV/T系統的傳熱機理，對其作用于建筑物時對建筑整體的節能效果進行分析。

1.2 冷卻方式對光伏組件電性能影響的研究

相關研究表明：光伏組件的電性能會隨著其工作溫度的升高而急劇下降。而對運行中的光伏組件進行工作溫度測量時，常以其背板溫度來表征其工作溫度。趙春江等[21]分析了環境溫度和太陽輻照度等因素對光伏組件背板溫度及光伏組件電性能的影響規律，結果表明：當環境溫度為40 ℃、太陽輻照度達到1000 W/m2時，光伏組件的背板溫度最高可達到55 ℃，此時，光伏組件的輸出電壓會下降13%，嚴重影響了光伏組件的電性能和使用壽命。因此，通過冷卻方式來降低光伏組件的工作溫度以提高其光電轉換效率的方式可能會成為國內外學者研究的重點。其中，冷卻方式主要為空氣冷卻方式和水冷卻方式。

在空氣冷卻方式方面，Brinkeworth等[22]、Yang等[23]對背面采用自然通風方式的光伏組件的散熱情況進行了研究，發現這種方式可使光伏組件的工作溫度降低20 ℃，使光伏組件的輸出功率提高8.3%；但由于該實驗是在室內進行的，因此研究結果具有一定的局限性。黃護林等[24]研究了不同的通風流道間距和進出口間隙對BIPV系統中光伏組件自然通風冷卻效果的影響，結果表明：合理的通風設計能使光伏組件的工作溫度降低近20 ℃，光伏組件的輸出功率可提高約10%。Teo等[25]設計了一套光伏組件主動式降溫系統，該系統利用鼓風機對光伏組件進行強制冷卻，可使光伏組件的工作溫度始終維持在30 ℃左右，其光電轉換效率可達到12.5%，而未進行冷卻的光伏組件的光電轉換效率僅為8%～9%。

相較于空氣冷卻方式，水冷卻方式具有換熱效果好、冷卻效果穩定等優勢。Krauter[26]設計了一種采用水膜層替代傳統光伏組件中玻璃層的方法。該方法為光伏組件降溫的同時，不僅能使整個光伏發電系統的凈發電量提高8%～9%，還能解決光伏組件在自然條件下長期使用時其表面積垢的問題。Wilson[27]介紹了一種應用于光伏組件的重力冷卻技術，該技術以上游水源的水的壓力作為驅動力，將水傳送到光伏組件背面，從而對光伏組件進行冷卻，以保持光伏組件工作溫度的恒定。采用該重力冷卻技術可使光伏組件的光電轉換效率提高12.8%；雖然采用該技術的光伏冷卻系統不需要使用循環泵，但容易受到外界諸多不確定因素的影響。陳劍波等[28]對一種利用水對光伏組件表面進行降溫的冷卻方式進行了研究，并以光伏組件背板溫度作為其實際工作溫度建立了傳熱理論模型，實驗結果表明：該冷卻系統的最佳噴淋流量為0.9 m3/h，且水的噴淋溫度越低，光伏組件的光電轉換效率越高。

此外，隨著相關冷卻技術的不斷完善和發展，研究學者們的研究不僅局限于空氣冷卻、水冷卻等傳統冷卻方式，輻射冷卻、蒸發冷卻、相變材料冷卻等冷卻方式也已逐漸進入研究人員的視野，成為新的研究方向。

1.3 BIPV系統及BIPV/T系統對余熱利用影響的研究

近年來，針對BIPV/T系統對光伏組件電性能影響的研究已趨于成熟，研究學者們開始逐步考慮在提高此類系統供電能力的同時加強其對光伏發電時產生的余熱的利用。

經研究表明：BIPV/T系統比獨立的PV/T系統和獨立的太陽能集熱器具有更高的整體輸出功率[29-31]。Kalogirou等[32]對PV/T系統的工業應用進行了研究，提出可以將收集到的系統余熱用于住宅的冬季取暖，也可以用于加熱自來水后作為生活熱水供給家庭使用，同時還可以將余熱應用于其他的工業或農業領域，如產品的烘干等。Pantic等[33]提出了一種采用空氣作為傳熱介質的大型BIPV/T系統的建設方案，室外空氣流經屋頂上安裝的光伏組件的背板后被加熱，然后這些熱空氣被氣泵帶入屋內。這些熱空氣有3種利用方式：通過換熱器被貯水箱中的水吸收利用、排入室內以加熱室內空氣，以及貯存在地下的巖石層中。吳婷[34]研究了水冷型PV/T圍護結構的傳熱特性，明確了在冬季和夏季時水冷型PV/T圍護結構中冷卻水的最大進口溫度。該研究以北京地區為例，在滿足基本生活熱水需求的條件下，該地區冬季和夏季時水冷型PV/T圍護結構中冷卻水的最大進口溫度分別為35 ℃和45 ℃。馮國會等[35]對一種耦合了空氣源熱泵系統的光伏幕墻的余熱利用潛力進行了分析，分析結果表明：該光伏幕墻中單位面積光伏組件的全年太陽能得熱量為48.1 kWh，因此余熱利用的潛能巨大。

上述文獻的研究結果均表明，BIPV/T系統能起到很好的建筑節能效果，并對提高建筑的熱電綜合利用效率具有積極作用。但現有的BIPV/T系統在陰雨天時仍會出現由于熱效率下降而引起的余熱不足等問題。

2 一種地源熱泵－BIPV/T耦合系統的設計

2.1 地源熱泵－PV/T系統研究現狀

基于傳統PV/T系統存在太陽能利用的間歇性，無法保證能量轉換連續進行的特點，國內外研究學者萌生了將熱泵技術與PV/T系統相結合的想法，并對此進行了大量研究。

早在1997年，Ito等[36]就對安裝有光伏組件的太陽能熱泵(SAHP)系統進行了實驗研究，但研究僅針對光伏組件對SAHP系統中熱泵的性能的影響，而未考慮對SAHP整個系統在發電效率、熱電綜合效率等方面的影響。隨后，Bertram等[37]將一種無玻璃蓋板的PV/T集熱器與地源熱泵相結合，以PV/T集熱器作為附加熱源，并以德國某一棟別墅建筑為實例，運用TRNSYS軟件對該耦合系統進行系統仿真，以未進行冷卻的常規光伏組件作為參考，確定了無玻璃蓋板的PV/T集熱器與地源熱泵結合系統每年的額外發電量為4%。結果表明：以PV/T集熱器作為附加熱源不僅能提高該耦合系統的光伏發電效率，還能提升其中熱泵系統的性能。隨后，Xia等[38]提出了一種基于太陽能光伏集熱器-地源熱泵(GSHP-PV/T)系統模型的優化控制策略，并以仿真的用于住宅的GSHP-PV/T系統為例，對其自適應模型和優化控制策略的性能進行了評價，最終得出結論：在整個冷卻、加熱和過渡期間，該優化控制策略分別能使GSHP-PV/T系統的發電量增加4.4%、6.2%和5.1%。

王杰等[39]提出了一種PV/T與地源熱泵技術相結合的系統，并分析了其工作原理。該系統在降低了光伏組件背板溫度的同時，不僅提高了PV/T與地源熱泵結合系統的熱能利用率，而且解決了太陽輻射量不足時單獨運行PV/T系統會出現的熱水供應不足的問題。馬曉豐[40]、毛杭倩媛[41]和李洋等[42]都提出了將PV/T系統和地源熱泵技術相結合應用于采暖及供電領域。根據不同時期太陽輻射強度的不同，此類耦合系統有不同的運行工況：在非采暖季，該耦合系統會將冷卻光伏組件之后的熱水與地埋管進行換熱，并將光伏發電時產生的余熱轉移至土壤儲存；在采暖季，該耦合系統則通過地源熱泵從土壤中取熱，為用戶供暖。此類耦合系統緩解了北方農村偏遠地區用電及采暖困難的問題，為建筑的供電及采暖提供了新途徑，但該類耦合系統在采暖季并未對光伏組件進行冷卻處理。

綜上所述，地源熱泵-PV/T系統應用于獨立建筑或農村偏遠地區有其獨特優勢，PV/T系統對光伏、光熱的利用緩解了建筑對用電和供暖的需求，而地源熱泵作為輔助加熱系統，能提高整個地源熱泵-PV/T系統的熱效率，以保證整個系統可以連續穩定地運行。但當前地源熱泵-PV/T系統大都是將PV/T組件置于建筑屋面，導致建筑外墻的空間被浪費，因此，研究學者今后針對地源熱泵-PV/T系統的研究將致力于建筑外墻的有效利用。

2.2 地源熱泵－BIPV/T耦合系統的設計

2.2.1 地源熱泵-BIPV/T耦合系統的運行原理

針對上述建筑外表面面積不能被有效利用及陰雨天光伏余熱不足的問題，本文提出了一種地源熱泵-BIPV/T耦合系統，主要應用于冬季熱負荷較大而夏季冷負荷較小的我國北方寒冷地區。該耦合系統是將PV/T組件緊密粘連在建筑的外墻和屋頂以形成BIPV/T組件，應盡可能多的鋪設BIPV/T組件以便于最大程度地利用太陽能。該耦合系統主要由光伏組件、太陽能集熱器、集熱水箱、集水器、分水器、地埋管、地源熱泵機組、蓄熱水箱、水泵、閥門、溫度傳感器和用戶這幾部分構成。

地源熱泵-BIPV/T耦合系統的工序原理圖如圖1所示。

圖1 地源熱泵-BIPV/T耦合系統的工序原理圖Fig.1 Process schematic diagram of ground source heat pump-BIPV/T coupling system

地源熱泵-BIPV/T耦合系統由光伏光熱發電集熱系統、熱水供應系統、地源熱泵供暖系統這3大部分組成；其中，地源熱泵供暖系統由地埋管換熱部分、地源熱泵機組和蓄熱水箱組成；光伏光熱發電集熱系統、熱水供應系統均為常年運行，地源熱泵供暖系統主要在采暖季運行。該耦合系統設有多個閥門和水泵，是通過調節閥門和水泵的開閉狀態來實現對地源熱泵-BIPV/T耦合系統運行模式的切換。

地源熱泵-BIPV/T耦合系統在采暖季和非采暖季有不同的運行模式，以適應不同季節的用戶需求。

在非采暖季(每年4～10月)時，由于太陽輻射量較大，PV/T組件(即圖1中的光伏組件和太陽能集熱器結合的部分)收集到的光伏余熱會很充足，該熱量既可向土壤補充熱量，又可向用戶供給生活熱水。此時，圖1中水泵10～12和閥門16～18、20開啟，其余水泵和閥門全部關閉；集熱水箱中的熱水循環流動，主要通過該熱水與地埋管之間進行換熱將熱量轉移至土壤儲存，余下部分供給用戶使用。

在采暖季(每年11～次年3月)時，水泵10～11和閥門16～17開啟，熱水供應系統在整個采暖季連續運行，源源不斷向用戶提供熱水。而在地源熱泵供暖系統中，在用電低谷時段，一邊給用戶供暖，一邊向蓄熱水箱蓄熱；在用電高峰時段地源熱泵機組不工作，利用蓄熱水箱儲存的熱量直接為用戶供暖，從而可利用峰谷電價的差值來節省電費。因此，地源熱泵供暖系統有蓄熱模式、放熱模式和直接供暖模式這3種運行方式，具體運行情況如下。

1)蓄熱模式：在采暖季的用電低谷時段，利用低谷電價，地源熱泵機組一邊給用戶供暖，一邊將從土壤中取出的熱量蓄存在蓄熱水箱中。此時水泵13～14和閥門21～29、32～34開啟，其余水泵和閥門全部關閉。

2)放熱模式：在采暖季的用電高峰時段，為避開高峰電價，地源熱泵機組不工作，將用電低谷時段蓄存在蓄熱水箱中的熱量提取出來直接為用戶供暖。此時水泵15和閥門30～31、34開啟，其余水泵和閥門全部關閉。

3)直接供暖模式：在采暖季的用電平峰時段，以地埋管中的熱量單獨作為熱源，通過地源熱泵機組向用戶供暖。此時水泵13～15和閥門21～27、32～34開啟，其余水泵和閥門全部關閉。

2.2.2 地源熱泵-BIPV/T耦合系統墻體的安裝原理

本文提出的地源熱泵-BIPV/T耦合系統中，PV/T組件與建筑外墻結合后形成BIPV/T組件，不同構件之間的整合方式如圖2所示。

圖2 地源熱泵-BIPV/T耦合系統中BIPV/T組件的示意圖Fig.2 Schematic diagram of BIPV/T module in ground source heat pump-BIPV/T coupling system

同理，PV/T組件與建筑屋頂也可根據此種整合方式進行結合。該整合方式能提供更多的有效太陽能可利用面積，使建筑外表的表面積得到充分利用。這樣可在不額外占用土地的同時，使單位建筑面積可以鋪設更多的BIPV/T組件，以滿足建筑對電能和熱能的需求。

2.2.3 地源熱泵-BIPV/T耦合系統中墻體的性能分析以張家口某一棟建筑為例，各選取夏季和冬季中的某一天對該建筑的南墻分別采用普通墻體和采用地源熱泵-BIPV/T耦合系統時BIPV/T墻體的外表面溫度和得熱量進行了模擬。BIPV/T墻體外表面為圖2中墻體與保溫材料接觸的部分，普通墻體外表面為墻體與大氣接觸的部分。在夏季、冬季時BIPV/T墻體和普通墻體的外表面溫度變化情況如圖3所示。

圖3 夏季時2種墻體外表面的溫度變化情況Fig.3 Situation of temperature changes of two kinds of external surface of walls in summer

圖4 冬季時2種墻體外表面的溫度變化情況Fig.4 Situation of temperature changes of two kinds of external surface of walls in winter

由于墻體外表面的溫度受環境溫度和太陽輻射的共同影響，因此在1天內這2種墻體外表面的溫度曲線均基本呈現出先上升后下降的趨勢。但如圖3所示，在夏季時，白天BIPV/T墻體的外表面溫度明顯低于普通墻體的外表面溫度，這是由于地源熱泵-BIPV/T耦合系統會對光伏組件進行通水冷卻。在圖4中，由于BIPV/T墻體中附加保溫材料的作用，使冬季時BIPV/T墻體的外表面溫度始終高于普通墻體的外表面溫度。

相應的，通過模擬可以得到BIPV/T墻體和普通墻體外表面的得熱量情況，具體變化如圖5、圖6所示。

圖5 夏季時2種墻體外表面的得熱量變化情況Fig.5 Heat gain changes of two kinds of external surface of walls in summer

圖6 冬季時2種墻體外表面的得熱量變化情況Fig.6 Heat gain changes of two kinds of external surface of walls in winter

由圖5、圖6可以看出，BIPV/T墻體外表面的得熱量基本呈先上升、后下降的趨勢(夏季時曲線較平穩是由于耦合系統對光伏組件進行通水冷卻導致的)，該變化趨勢與BIPV/T墻體外表面的溫度變化趨勢相似。在夏季時，BIPV/T墻體外表面1天的總得熱量為-0.026 kWh/m2，普通墻體外表面1天的總得熱量為0.001 kWh/m2，相較于普通墻體，BIPV/T墻體外表面的有效得熱量減少了0.027 kWh/m2，因此采用BIPV/T墻體時可減少空調的使用量。而在冬季時，BIPV/T墻體外表面和普通墻體外表面1天的總得熱量分別為-0.143 kWh/m2和-0.240 kWh/m2，則BIPV/T墻體外表面的得熱量比普通墻體外表面的得熱量增加了0.097 kWh/m2，說明BIPV/T墻體的保溫性好，可減少地源熱泵的使用量。

上述結論也證實了地源熱泵-BIPV/T耦合系統中BIPV/T墻體具有顯著的節能效果。

3 展望

地源熱泵-BIPV/T耦合系統能有效降低建筑冷熱負荷，且在光伏發電的同時還可有效利用光伏余熱，有助于使實現建筑對能源的自給自足，在我國北方寒冷地區具有廣闊的應用前景。而針對地源熱泵-BIPV/T耦合系統，研究學者今后需加強對以下幾方面的研究。

1)當前，研究學者們對BIPV/T系統中建筑冷熱負荷計算方法的研究還較少。但由于PV/T組件的存在增大了建筑外圍護結構的傳熱熱阻，進而對建筑冷熱負荷產生了影響，使原有的建筑冷熱負荷計算方法已不再適用。因此，應根據BIPV/T圍護結構具體的構造方式建立全新的傳熱模型，找到一種通用的冷熱負荷計算方法，并確立BIPV/T圍護結構的綜合傳熱系數。

2)將地源熱泵-BIPV/T系統應用到各類建筑中，根據建筑使用功能的不同，有針對性的對回收的光伏余熱加以利用。

3)地源熱泵-BIPV/T系統是集發電和供熱為一體的系統，這種光伏、光熱、建筑與其他技術相結合的模式值得推廣和研究。后期研究人員可根據建筑對電能和熱能需求程度的不同，將BIPV/T技術與空調系統等耦合，對運行模式進行優化，并致力于耦合系統的熱效率、電效率乃至熱電綜合效率的提高。

4 結論

本文從建筑冷熱負荷、光伏組件電性能和余熱利用這3個層面對當前BIPV/T系統的影響的研究進行了綜述分析，在此基礎上提出了一種地源熱泵-BIPV/T耦合系統。該耦合系統可將夏季時光伏發電時產生的充足的余熱用于冬季采暖，這樣既可以降低光伏組件的工作溫度，又可以提高整個耦合系統的熱電綜合效率。