罗马尼亚布加勒斯特一套公寓开展的一项运行试验表明，半透明光伏窗可以通过直流电直接为热水器供电，使热水箱充当热能储存装置，而不是使用电池储存电能。根据试验所有者公布的测量结果，在连续两个观测期内，该系统覆盖了一个四口之家热水所需能源的43.7%至46.7%。
这项由PhotoVoltaic Windows SRL的Adrian Băisan介绍的试验，旨在解决公寓居民面临的一个实际问题：没有可供安装太阳能板的私人屋顶空间。在这些情况下，窗户、阳台和玻璃护栏成为少数可用于发电的表面，但发电时间并不总是与家庭用电时间相匹配。
这套系统在公寓中实际是如何运行的？
该系统安装在朝南的玻璃阳台上，由11扇半透明光伏窗组成。其修正后的额定功率约为845瓦峰值，此前项目文件根据一份可追溯至2021年的旧版数据表，记录的功率为683瓦峰值。制造商说明，交付的玻璃属于功率更高的新型号。这一修正并不改变实测能源结果或热水覆盖率。
这些窗户不接入家庭电网，而是直接连接到普通热水器中的电阻加热元件。当太阳能电力不足时，控制器会在日落后将热水器切换到交流电网供电，直到达到温控器设定的温度。采用这一结构后，系统不需要太阳能逆变器或电化学电池。
从2023年至2024年，窗户向热水器输送了446千瓦时电能，覆盖了家庭热水能源需求的46.7%。从2024年至2025年，输送电能增加到462千瓦时，但覆盖率为43.7%。每个周期实际上约包含11个月的使用时间，因为这家人有近一个月不在家。
为什么选择加热水，而不是使用电池？
其核心理念是将能源生产时间与使用时间分离。水箱可以在数小时内接收100瓦、300瓦或500瓦的功率，然后以热能形式保存这些能量，以便日后使用。这不同于连接即时用电负载的传统太阳能系统：系统可能产生500瓦，而家庭同一时刻只消耗150瓦。
材料提到了德国联邦环境署（UBA）关于一套800瓦阳台光伏系统的参考示例。该系统垂直安装并朝南，预计年发电量约为532千瓦时；在没有电池的情况下，公寓内直接消耗的电量约为240千瓦时，即约45%。而将太阳能电力直接输送给热水器，可以在更长的时间范围内吸收发电量，从而无需增加电能储存装置，也可能提高可用能源的利用率。
电气匹配是决定性因素
这些结果并不意味着光伏玻璃本质上比传统硅基太阳能板效率更高。更重要的是光伏阵列电压与加热负载之间的匹配。将总功率约为800瓦的两块传统太阳能板直接连接到一只功率为3千瓦、电压为230伏的加热元件时，材料中的比较指出，由于电压和电流特性，传输功率可能不会超过约300瓦。
相比之下，光伏窗采用数量更多、单个功率更低的发电元件，从而可以通过排列获得更适合加热元件的直流电压，同时保持适中的总功率。该系统在热水器端测得的峰值为499瓦，而修正后的额定功率为845瓦峰值。
在某些光照条件下，主动式MPPT转换器可能会提高瞬时功率，但这并不一定意味着同等幅度的增加会转化为有用的年度能源；热水器在达到设定温度后会停止运行，而转换器还会增加自身能耗、损耗、成本和复杂性。这一结论仍与该试验的具体配置相关，并不是可以取消所有系统对电力电子设备需求的普遍规则。
需要注意的额外益处与局限
材料称，就地生产热水缩短了集中式热水到达淋浴器所需的等待时间。根据测得的每分钟6.7升流量，以及9月下旬等待水温达到约43摄氏度所需的近五分钟，案例模型估计，一个四口之家每年在等待期间可能浪费约62.1立方米的水。来源强调，这是针对该案例的估算，而非通用数字，因为管道长度、循环系统和运行条件在不同建筑中各不相同。
光伏玻璃还可充当遮阳构件。在约12.9平方米的玻璃总面积中，半透明光伏玻璃覆盖了7.92平方米。模型估计，用其替代透明玻璃后，立面太阳辐射得热量降低了约40%；同时估计该公寓夏季制冷能耗可减少433至481千瓦时，中位数约为457千瓦时。这些是计算结果，并非实际测得的空调节能数据。
certi.news的编辑解读：这项试验的重要性在于重新定义了公寓中太阳能的利用方式：并不总是必须将电能转换为交流电，或将其储存在电池中；现有的热水箱可能就是一种灵活且有用的负载。但这些结果本身并不能证明经济可行性或可扩展性；此外，数据来自与该技术有关联的机构，部分制冷和节水益处建立在模型与估算之上。因此，在推广该方案之前，还需要对其与传统太阳能板的比较、安装成本，以及建筑物中的安全和监管要求进行独立评估。