Hulumtimi i ri nga Instituti gjerman Fraunhofer për Sistemet e Energjisë Diellore (Fraunhofer ISE) ka treguar se kombinimi i sistemeve PV në çati me ruajtjen e baterive dhe pompat e nxehtësisë mund të përmirësojë efikasitetin e pompës së nxehtësisë duke reduktuar varësinë nga energjia elektrike e rrjetit.
Studiuesit e Fraunhofer ISE kanë studiuar se si sistemet PV të çatisë së banimit mund të kombinohen me pompat e nxehtësisë dhe ruajtjen e baterive.
Ata vlerësuan performancën e një sistemi të baterive me pompë ngrohjeje PV bazuar në një kontroll të gatshëm të rrjetit inteligjent (SG) në një shtëpi me një familje të ndërtuar në vitin 1960 në Freiburg, Gjermani.
"U zbulua se kontrolli inteligjent rriti funksionimin e pompës së nxehtësisë duke rritur temperaturat e vendosura," tha studiuesi Shubham Baraskar për revistën pv. "Kontrolli SG-Ready rriti temperaturën e furnizimit me 4.1 Kelvin për përgatitjen e ujit të nxehtë, i cili më pas uli faktorin e performancës sezonale (SPF) me 5.7% nga 3.5 në 3.3. Për më tepër, për modalitetin e ngrohjes së hapësirës, kontrolli inteligjent uli SPF me 4% nga 5.0 në 4.8.
SPF është një vlerë e ngjashme me koeficientin e performancës (COP), me ndryshimin që llogaritet për një periudhë më të gjatë me kushte kufitare të ndryshme.
Baraskar dhe kolegët e tij shpjeguan gjetjet e tyre në "Analiza e performancës dhe funksionimit të një sistemi pompë nxehtësie me bateri fotovoltaike bazuar në të dhënat e matjeve në terren”, e cila u publikua së fundmi nëEnergjia Diellore Përparon.Ata thanë se avantazhi kryesor i sistemeve të pompës së ngrohjes PV konsiston në konsumin e reduktuar të rrjetit dhe kostot më të ulëta të energjisë elektrike.
Sistemi i pompës së nxehtësisë është një pompë nxehtësie me burim tokësor 13,9 kW, e projektuar me një ruajtje tampon për ngrohjen e hapësirës. Ai gjithashtu mbështetet në një rezervuar magazinimi dhe një stacion të ujit të ëmbël për prodhimin e ujit të nxehtë shtëpiak (DHW). Të dy njësitë e magazinimit janë të pajisura me ngrohje elektrike ndihmëse.
Sistemi FV është i orientuar nga jugu dhe ka një kënd të pjerrësisë 30 gradë. Ka një fuqi prej 12.3 kW dhe një sipërfaqe prej 60 metrash katrorë. Bateria është e lidhur me DC dhe ka një kapacitet prej 11.7 kWh. Shtëpia e zgjedhur ka një sipërfaqe banimi me ngrohje prej 256 m2 dhe një kërkesë vjetore për ngrohje prej 84.3 kWh/m².
“Fuqia DC nga njësitë PV dhe bateritë konvertohet në AC nëpërmjet një inverteri që ka një fuqi maksimale AC prej 12 kW dhe një efikasitet evropian prej 95%,” shpjeguan studiuesit, duke vënë në dukje se kontrolli i gatshëm për SG është në gjendje të ndërveprojë me rrjetin elektrik dhe rregulloni funksionimin e sistemit përkatësisht. "Gjatë periudhave të ngarkesës së lartë të rrjetit, operatori i rrjetit mund të çaktivizojë funksionimin e pompës së nxehtësisë për të reduktuar tendosjen e rrjetit ose gjithashtu mund t'i nënshtrohet një ndezjeje të detyruar në rastin e kundërt."
Sipas konfigurimit të propozuar të sistemit, fuqia PV duhet të përdoret fillimisht për ngarkesat e shtëpisë, me tepricë që furnizohet me baterinë. Energjia e tepërt mund të eksportohet në rrjet vetëm nëse familja nuk kërkon energji elektrike dhe bateria është plotësisht e ngarkuar. Nëse si sistemi FV ashtu edhe bateria nuk janë në gjendje të mbulojnë kërkesën për energji të shtëpisë, mund të përdoret rrjeti elektrik.
"Modaliteti SG-Ready aktivizohet kur bateria është plotësisht e ngarkuar ose është duke u ngarkuar me fuqinë e saj maksimale dhe ka ende tepricë PV në dispozicion," thanë akademikët. "Në anën tjetër, kushti i ndezjes plotësohet kur fuqia e menjëhershme e PV mbetet më e ulët se kërkesa totale e ndërtesës për të paktën 10 minuta."
Analiza e tyre mori në konsideratë nivelet e vetë-konsumit, fraksionin diellor, efikasitetin e pompës së nxehtësisë dhe ndikimin e sistemit PV dhe baterisë në efikasitetin e performancës së pompës së nxehtësisë. Ata përdorën të dhëna 1 minutëshe me rezolucion të lartë nga janari deri në dhjetor 2022 dhe zbuluan se kontrolli SG-Ready rriti temperaturat e furnizimit të pompës së nxehtësisë me 4,1 K për ujë të ngrohtë. Ata konstatuan gjithashtu se sistemi ka arritur një vetëkonsum të përgjithshëm prej 42.9% gjatë vitit, që përkthehet në përfitime financiare për pronarët e banesave.
“Kërkesa për energji elektrike për [pompën e nxehtësisë] u mbulua me 36% me sistemin PV/bateri, përmes 51% në modalitetin e ujit të ngrohtë shtëpiak dhe 28% në modalitetin e ngrohjes së hapësirës”, shpjegoi ekipi hulumtues, duke shtuar se temperaturat më të larta të lavamanit u ulën. Efikasiteti i pompës së nxehtësisë me 5,7% në modalitetin DHW dhe me 4,0% në modalitetin e ngrohjes së hapësirës.
"Për ngrohjen e hapësirës, u gjet gjithashtu një efekt negativ i kontrollit inteligjent," tha Baraskar. “Për shkak të kontrollit SG-Ready, pompa e nxehtësisë funksionon në ngrohjen e hapësirës mbi temperaturat e pikës së caktuar të ngrohjes. Kjo ndodhi sepse kontrolli ndoshta rriti temperaturën e caktuar të ruajtjes dhe funksionoi pompën e nxehtësisë edhe pse nxehtësia nuk ishte e nevojshme për ngrohjen e hapësirës. Duhet gjithashtu të merret parasysh se temperaturat e tepërta të larta të ruajtjes mund të çojnë në humbje më të larta të nxehtësisë së ruajtjes.”
Shkencëtarët thanë se do të hetojnë kombinime shtesë PV/pompë nxehtësie me koncepte të ndryshme të sistemit dhe kontrollit në të ardhmen.
“Duhet të theksohet se këto gjetje janë specifike për sistemet individuale të vlerësuara dhe mund të ndryshojnë shumë në varësi të specifikimeve të ndërtesës dhe sistemit energjetik,” përfunduan ata.
Koha e postimit: Nëntor-13-2023