Nuwe navorsing van Duitsland se Fraunhofer-instituut vir sonkragstelsels (Fraunhofer ISE) het getoon dat die kombinasie van dak-PV-stelsels met batteryberging en hittepompe hittepompdoeltreffendheid kan verbeter terwyl die afhanklikheid van net-elektrisiteit verminder word.
Fraunhofer ISE-navorsers het bestudeer hoe residensiële dak-PV-stelsels gekombineer kan word met hittepompe en batteryberging.
Hulle het die werkverrigting van 'n FV-hittepomp-batterystelsel beoordeel wat gebaseer is op 'n slimnetwerk (SG)-gereedbeheer in 'n enkelgesinshuis wat in 1960 in Freiburg, Duitsland, gebou is.
"Daar is gevind dat die slim beheer die hittepompwerking verhoog het deur die vasgestelde temperature te verhoog," het navorser Shubham Baraskar aan die tydskrif pv gesê. “Die SG-Ready-beheer het die toevoertemperatuur met 4,1 Kelvin vir warmwaterbereiding verhoog, wat toe die seisoenale prestasiefaktor (SBF) met 5,7% van 3,5 tot 3,3 verlaag het. Verder, vir ruimteverhittingsmodus het die slim beheer die SPF met 4% van 5,0 tot 4,8 verlaag.”
Die SPF is 'n waarde soortgelyk aan die prestasiekoëffisiënt (COP), met die verskil wat dit oor 'n langer tydperk met wisselende randtoestande bereken word.
Baraskar en sy kollegas het hul bevindinge verduidelik in "Ontleding van die werkverrigting en werking van 'n fotovoltaïese-battery hittepompstelsel gebaseer op veldmetingsdata,” wat onlangs gepubliseer is inSonenergie Vooruitgang.Hulle het gesê die grootste voordeel van FV-hittepompstelsels bestaan uit hul verminderde netwerkverbruik en laer elektrisiteitskoste.
Die hittepompstelsel is 'n 13,9 kW grondbronhittepomp wat ontwerp is met 'n bufferberging vir ruimteverhitting. Dit maak ook staat op 'n opgaartenk en 'n varswaterstasie vir die vervaardiging van huishoudelike warm water (DHW). Albei stooreenhede is toegerus met elektriese hulpverwarmers.
Die FV-stelsel is suid-georiënteerd en het 'n kantelhoek van 30 grade. Dit het 'n kraglewering van 12,3 kW en 'n module-oppervlakte van 60 vierkante meter. Die battery is GS-gekoppel en het 'n kapasiteit van 11,7 kWh. Die geselekteerde huis het 'n verhitte leefruimte van 256 m2 en 'n jaarlikse verwarmingsaanvraag van 84,3 kWh/m²a.
"Die GS-krag van PV- en battery-eenhede word omgeskakel na WS via 'n omskakelaar wat 'n maksimum WS-krag van 12 kW en 'n Europese doeltreffendheid van 95 % het," het die navorsers verduidelik en opgemerk dat die SG-gereed beheer in staat is om met die elektrisiteitsnetwerk en pas die stelsel se werking dienooreenkomstig aan. “Gedurende periodes van hoë netwerklading kan die netwerkoperateur die hittepompwerking afskakel om die spanning van die netwerk te verminder of kan ook ’n gedwonge aanskakeling ondergaan in die teenoorgestelde geval.”
Onder die voorgestelde stelselkonfigurasie moet FV-krag aanvanklik vir die huisvragte gebruik word, met surplus wat aan die battery voorsien word. Oortollige krag kon slegs na die netwerk uitgevoer word indien geen elektrisiteit deur die huishouding benodig word nie en die battery heeltemal gelaai is. As beide die PV-stelsel en die battery nie in staat is om die huis se energiebehoefte te dek nie, kan die elektrisiteitsnetwerk gebruik word.
"Die SG-Ready-modus word geaktiveer wanneer die battery ten volle gelaai is of teen sy maksimum krag laai en daar nog PV-oorskot beskikbaar is," het die akademici gesê. "Omgekeerd word die sneller-af-voorwaarde nagekom wanneer die oombliklike PV-krag vir ten minste 10 minute laer bly as die totale gebouaanvraag."
Hulle ontleding het selfverbruikvlakke, sonkragfraksie, hittepompdoeltreffendheid en die impak van die FV-stelsel en die battery op die hittepompprestasiedoeltreffendheid in ag geneem. Hulle het hoë-resolusie 1-minuut-data van Januarie tot Desember 2022 gebruik en gevind dat die SG-Ready-beheer die hittepomptoevoertemperature met 4,1 K vir DHW verhoog het. Hulle het ook vasgestel dat die stelsel 'n algehele selfverbruik van 42,9% gedurende die jaar behaal het, wat neerkom op finansiële voordele vir die huiseienaars.
"Die elektrisiteitsaanvraag vir die [hittepomp] is met 36% met die PV/batterystelsel gedek, deur 51% in huishoudelike warmwatermodus en 28% in ruimteverhittingmodus," het die navorsingspan verduidelik en bygevoeg dat hoër wasbaktemperature verlaag het hittepompdoeltreffendheid met 5,7% in DHW-modus en met 4,0% in ruimteverhittingsmodus.
"Vir ruimteverhitting is 'n negatiewe effek van die slim beheer ook gevind," het Baraskar gesê. “As gevolg van die SG-Ready-beheer het die hittepomp in ruimteverhitting bo die verwarmingsetpunttemperature gewerk. Dit was omdat die beheer waarskynlik die stoor-steltemperatuur verhoog het en die hittepomp in werking gestel het, al was die hitte nie nodig vir ruimteverhitting nie. Daar moet ook in ag geneem word dat buitensporige hoë bergingstemperature tot hoër bergingshitteverliese kan lei.”
Die wetenskaplikes het gesê hulle sal in die toekoms addisionele PV/hittepompkombinasies met verskillende stelsel- en beheerkonsepte ondersoek.
"Daar moet kennis geneem word dat hierdie bevindinge spesifiek is vir die individuele geëvalueerde stelsels en baie kan verskil na gelang van die gebou- en energiestelselspesifikasies," het hulle afgesluit.
Postyd: 13 Nov 2023