Nova esploro de Germana Instituto Fraunhofer por Sunenergiaj Sistemoj (Fraunhofer ISE) montris, ke kombini tegmentajn PV-sistemojn kun bateriostokado kaj varmopumpiloj povas plibonigi varmopumpila efikecon reduktante dependecon de krada elektro.
Fraunhofer ISE-esploristoj studis kiel loĝtegmentaj PV-sistemoj povus esti kombinitaj kun varmopumpiloj kaj bateriostokado.
Ili taksis la agadon de PV-varmopumpila-bateria sistemo bazita sur inteligenta reto (SG) preta kontrolo en unufamilia domo konstruita en 1960 en Freiburg, Germanio.
“Oni trovis, ke la inteligenta regilo plibonigis la funkciadon de la varmopumpilo per pliigo de la fiksitaj temperaturoj,” esploristo Shubham Baraskar diris al pv magazine. “La SG-Ready regilo pliigis la livertemperaturon je 4.1 Kelvinoj por preparado de varma akvo, kiu poste malpliigis la laŭsezonan rendimentan faktoron (SPF) je 5.7% de 3.5 al 3.3. Krome, por hejtado, la inteligenta regilo malpliigis la SPF je 4% de 5.0 al 4.8.”
La SPF estas valoro simila al la koeficiento de efikeco (COP), kun la diferenco ĝi estas kalkulita dum pli longa periodo kun ŝanĝiĝantaj limkondiĉoj.
Baraskar kaj liaj kolegoj klarigis siajn rezultojn en "Analizo de la agado kaj funkciado de fotovoltaic-bateria varmopumpila sistemo bazita sur kampomezurdatenoj,” kiu ĵus estis publikigita enAntaŭeniĝoj de Sunenergio.Ili diris, ke la ĉefa avantaĝo de PV-varmopumpilaj sistemoj konsistas el ilia reduktita krada konsumo kaj pli malaltaj elektrokostoj.
La varmopumpila sistemo estas 13,9 kW terfonta varmopumpilo desegnita kun bufroakumujo por hejtado. Ĝi ankaŭ dependas de stokujo kaj dolĉakva stacio por produkti varman akvon (DHW). Ambaŭ stokujoj estas ekipitaj per elektraj helphejtiloj.
La PV-sistemo estas suden orientita kaj havas klinan angulon de 30 gradoj. Ĝi havas potencon de 12,3 kW kaj modulareon de 60 kvadrataj metroj. La baterio estas kunligita kun DC kaj havas kapaciton de 11,7 kWh. La elektita domo havas hejtitan loĝlokon de 256 m2 kaj ĉiujaran hejtadon de 84,3 kWh/m²a.
"La DC-potenco de PV kaj bateriunuoj estas konvertita al AC per invetilo, kiu havas maksimuman AC-potencon de 12 kW kaj eŭropan efikecon de 95%," klarigis la esploristoj, rimarkante, ke la SG-preta kontrolo kapablas interagi kun la elektra reto kaj ĝustigi la funkciadon de la sistemo konforme. "Dum la periodoj de alta kradŝarĝo, la kradfunkciigisto povas malŝalti la varmopumpilan operacion por redukti la kradstreĉon aŭ ankaŭ povas suferi malvolan ŝaltadon en la kontraŭa kazo."
Sub la proponita sistema agordo, PV-potenco devas esti komence uzita por la domŝarĝoj, kun pluso estanta liverita al la baterio. Troa potenco nur povus esti eksportita al la reto, se neniu elektro estas postulata de la domanaro kaj la baterio estas tute ŝargita. Se kaj la PV-sistemo kaj la baterio ne kapablas kovri la energibezonon de la domo, la elektroreto povas esti uzata.
"La SG-Ready-reĝimo estas aktivigita kiam la kuirilaro estas plene ŝargita aŭ ŝarĝas je sia maksimuma potenco kaj ankoraŭ ekzistas PV-pluso disponebla," diris la akademiuloj. "Inverse, la ellasila kondiĉo estas plenumita kiam la tuja PV-potenco restas pli malalta ol la totala konstrua postulo dum almenaŭ 10 minutoj."
Ilia analizo konsideris memkonsumnivelojn, sunfrakcion, varmopumpilan efikecon, kaj la efikon de la PV-sistemo kaj la baterio sur la varmopumpila efikeco efikeco. Ili uzis alt-rezoluciajn 1-minutajn datumojn de januaro ĝis decembro 2022 kaj trovis, ke la SG-Ready-kontrolo pliigis la varmopumpilprovizotemperaturojn je 4.1 K por DHW. Ili ankaŭ konstatis, ke tiu sistemo atingis totalan memkonsumon de 42,9% dum la jaro, kio tradukiĝas en financajn avantaĝojn por la domposedantoj.
"La elektra postulo por la [varmopumpilo] estis kovrita de 36% per la PV/bateria sistemo, tra 51% en hejma varma akvo-reĝimo kaj 28% en kosma hejtado-reĝimo," klarigis la esplorteamo, aldonante, ke pli altaj lavujtemperaturoj reduktis varmopumpilan efikecon je 5.7% en DHW-reĝimo kaj je 4.0% en kosmohejta reĝimo.
"Por kosma hejtado, negativa efiko de la inteligenta kontrolo ankaŭ estis trovita," diris Baraskar. "Pro la SG-Ready-kontrolo la varmopumpilo funkciis en kosma hejtado super la hejtaj fikspunktotemperaturoj. Ĉi tio estis ĉar la kontrolo verŝajne pliigis la stokan fiksitan temperaturon kaj funkciigis la varmopumpilon kvankam la varmo ne estis bezonata por kosmohejtado. Oni ankaŭ devas konsideri, ke troaj altaj stokadtemperaturoj povas konduki al pli altaj stokaj varmoperdoj."
La sciencistoj diris, ke ili estonte esploros pliajn kombinaĵojn de PV/varmopumpiloj kun malsamaj sistemoj kaj kontrolkonceptoj.
"Oni devas rimarki, ke ĉi tiuj trovoj estas specifaj por la individuaj taksitaj sistemoj kaj povas multe varii depende de la specifoj de la konstruaĵo kaj energia sistemo," ili finis.
Afiŝtempo: Nov-13-2023