This master’s thesis investigates the impact of cold climate weather patterns on the thermal performance of two novel designs of extruded photovoltaic thermal (PVT) collectors, optimized for integration with low-temperature heat pumps. The study aims to provide a comprehensive understanding of how different weather conditions, including condensation, rainfall, frost formation, and snow, affect the thermal output of these systems. The thesis compares two PVT designs, one with fins and another without, to determine the optimal configuration for maximizing efficiency under varying cold climate conditions. The methodology involved a detailed literature review, the design and execution of experiments in an outdoor laboratory, and the analysis of thermal performance data categorized by weather patterns. The results indicate significant differences in performance between the finned and non-finned designs, with the finned design performing up to 11% better. A strong impact on the thermal performance of the PVT as a result of the different weather patterns was also observed, with up to 60% thermal gains from rainfall, and 21% thermal losses during defrosting. This research fills a critical gap in the understanding of PVT performance in cold climates and provides insights into the appropriate control strategies for heat pumps to enhance system efficiency. The findings offer a valuable contribution to the development of more efficient renewable energy systems in regions with harsh winter conditions.

Denna masteruppsats undersöker påverkan av kallt klimat på den termiska prestandan hos två nya designer av extruderade fotovoltaiska termiska (PVT) solfångare, optimerade för integration med lågtemperaturvärmepumpar. Studien syftar till att ge en omfattande förståelse för hur olika väderförhållanden, inklusive kondensation, regn, frostbildning och snö, påverkar den termiska effekten hos dessa system. Uppsatsen jämför två PVT-design, en med fenor och en utan, för att bestämma den optimala konfigurationen för att maximera effektiviteten under varierande kalla klimatförhållanden. Metodologin involverade en detaljerad litteraturöversikt, design och genomförande av experiment i ett utomhuslaboratorium samt analys av termiska prestandadata kategoriserade efter vädermönster. Resultaten visar betydande skillnader i prestanda mellan de med och utan fenor, där designen med fenor presterade upp till 11% bättre. En stark påverkan på PVTtermiska prestanda som ett resultat av olika vädermönster observerades också, med upp till 60% termiska vinster från regn och 21% termiska förluster under avfrostning. Denna forskning fyller en kritisk lucka i förståelsen av PVTprestanda i kalla klimat och ger insikter i lämpliga kontrollstrategier för värmepumpar för att förbättra systemets effektivitet. Resultaten erbjuder ett värdefullt bidrag till utvecklingen av mer effektiva förnybara energisystem i regioner med hårda vinterförhållanden.