Германияның Фраунгофер күн энергиясы жүйелері институтының (Fraunhofer ISE) жаңа зерттеулері шатырдағы PV жүйелерін батареяларды сақтау және жылу сорғыларымен біріктіру жылу сорғысының тиімділігін арттыра отырып, желілік электр энергиясына тәуелділікті азайтатынын көрсетті.
Fraunhofer ISE зерттеушілері тұрғын үй төбесіндегі PV жүйелерін жылу сорғыларымен және батареяларды сақтаумен біріктіруге болатынын зерттеді.
Олар 1960 жылы Германияның Фрайбург қаласында салынған бір отбасылық үйде смарт-торға (SG) дайын басқаруға негізделген PV-жылу сорғы-аккумуляторлық жүйенің өнімділігін бағалады.
Зерттеуші Шубхам Бараскар pv журналына: «Ақылды басқару орнатылған температураны арттыру арқылы жылу сорғысының жұмысын арттырғаны анықталды», - деді. «SG-Ready басқару құралы ыстық суды дайындау үшін беру температурасын 4,1 Кельвинге арттырды, содан кейін маусымдық өнімділік коэффициентін (SPF) 5,7%-ға 3,5-тен 3,3-ке дейін төмендетті. Сонымен қатар, кеңістікті жылыту режимі үшін смарт басқару SPF-ны 4%-ға 5,0-ден 4,8-ге дейін төмендетті.
SPF өнімділік коэффициентіне (COP) ұқсас мән болып табылады, айырмашылығы ол әртүрлі шекаралық шарттармен ұзақ уақыт бойы есептеледі.
Барасқар және оның әріптестері өз нәтижелерін «Өрісті өлшеу деректері негізінде фотоэлектрлі-аккумуляторлық жылу сорғы жүйесінің өнімділігі мен жұмысын талдау», жақында жарияланғанКүн энергиясының жетістіктері.Олар PV-жылу сорғы жүйелерінің басты артықшылығы олардың электр желісін тұтынудың азаюы және электр энергиясының төмен шығындары екенін айтты.
Жылу сорғы жүйесі - бұл кеңістікті жылытуға арналған буферлік қоймасы бар 13,9 кВт жердегі жылу сорғысы. Ол сондай-ақ тұрмыстық ыстық суды (СҚС) өндіруге арналған сақтау резервуарына және тұщы су станциясына негізделген. Екі сақтау қондырғысы да электрлік қосалқы жылытқыштармен жабдықталған.
PV жүйесі оңтүстікке бағытталған және көлбеу бұрышы 30 градус. Оның қуаты 12,3 кВт және модуль алаңы 60 шаршы метр. Батарея тұрақты токпен қосылған және қуаты 11,7 кВт/сағ. Таңдалған үйдің жылытылатын тұрғын ауданы 256 м2 және жылытуға жылдық сұраныс 84,3 кВт/м².
«PV және аккумуляторлық блоктардан алынған тұрақты ток қуаты 12 кВт максимум айнымалы ток қуаты және еуропалық тиімділігі 95% болатын инвертор арқылы айнымалы токқа түрлендіріледі», - деп түсіндірді зерттеушілер, SG-дайын басқару құралы өзара әрекеттесе алатынын атап өтті. электр желісін қосыңыз және жүйенің жұмысын сәйкесінше реттеңіз. «Желіге жоғары жүктеме кезінде желі операторы тордың кернеуін азайту үшін жылу сорғысының жұмысын өшіре алады немесе керісінше жағдайда мәжбүрлі қосудан өтуі мүмкін.»
Ұсынылған жүйе конфигурациясына сәйкес, PV қуаты бастапқыда үй жүктемелері үшін пайдаланылуы керек, ал артық қуат батареяға беріледі. Үй шаруашылығына электр қуаты қажет болмаса және батарея толығымен зарядталған болса ғана артық қуатты желіге экспорттауға болады. Егер PV жүйесі де, аккумулятор да үйдің энергия сұранысын өтей алмаса, электр желісін пайдалануға болады.
«SG-Ready режимі батарея толық зарядталғанда немесе максималды қуатта зарядталып жатқанда және әлі де PV артық болған кезде іске қосылады», - деді академиктер. «Керісінше, өшіру шарты лездік PV қуаты ғимараттың жалпы сұранысынан кем дегенде 10 минут бойы төмен болған кезде орындалады.»
Олардың талдауы өзін-өзі тұтыну деңгейлерін, күн үлесін, жылу сорғысының тиімділігін және PV жүйесі мен батареяның жылу сорғысының өнімділігінің тиімділігіне әсерін қарастырды. Олар 2022 жылдың қаңтар-желтоқсан айлары аралығындағы жоғары ажыратымдылығы бар 1 минуттық деректерді пайдаланды және SG-Ready басқару құралының жылу сорғысының температурасын DHW үшін 4,1 К-қа арттырғанын анықтады. Сондай-ақ олар жүйе жыл ішінде жалпы өзін-өзі тұтынуға 42,9% қол жеткізгенін анықтады, бұл үй иелеріне қаржылық пайда әкеледі.
«[Жылу сорғысы] үшін электр энергиясына сұраныс PV/аккумулятор жүйесімен 36%, тұрмыстық ыстық су режимінде 51% және кеңістікті жылыту режимінде 28% жабылды», - деп түсіндірді зерттеу тобы, жоғарырақ раковина температурасы төмендегенін қосты. жылу сорғысының тиімділігі DHW режимінде 5,7% және үй-жайларды жылыту режимінде 4,0%.
«Ғарышты жылыту үшін смарт басқарудың теріс әсері де анықталды», - деді Барасқар. «SG-Ready басқару құралының арқасында жылу сорғысы жылыту температурасының белгіленген температурасынан жоғары кеңістікті жылытуда жұмыс істейді. Себебі, басқару құрылғысы қойманың орнатылған температурасын арттырып, жылу сорғыны жұмыс істейтін болса да, жылу бөлмені жылыту үшін қажет болған жоқ. Сондай-ақ сақтаудың шамадан тыс жоғары температурасы қоймадағы жылу шығындарының жоғарылауына әкелуі мүмкін екенін ескеру қажет.
Ғалымдар болашақта әртүрлі жүйе және басқару тұжырымдамалары бар қосымша PV/жылу сорғы комбинацияларын зерттейтінін айтты.
«Бұл тұжырымдар жеке бағаланған жүйелерге тән және ғимарат пен энергия жүйесінің сипаттамаларына байланысты айтарлықтай өзгеруі мүмкін екенін атап өту керек», - деп қорытындылады олар.
Жіберу уақыты: 13 қараша 2023 ж