صمم باحثون في إيطاليا نظام مضخة حرارية من مصدر مائي مخصص لتوليد التبريد والتدفئة والمياه الساخنة المنزلية في المساكن الاجتماعية التي تم بناؤها خلال السبعينيات والتسعينيات. يدمج المفهوم الجديد الطاقة الكهروضوئية الحرارية مع التخزين الحراري ويعد بمعامل أداء موسمي قدره 1970.
قامت مجموعة من الباحثين بقيادة جامعة سابينزا في روما بتطوير نظام جديد للمضخة الحرارية لمصدر المياه (WSHP) يدمج الطاقة الكهروضوئية الحرارية (PVT) وتخزين الطاقة الحرارية (TES) لإنتاج التدفئة والتبريد والتدفئة المنزلية المتكاملة. إنتاج المياه والكهرباء.
تم تطوير النظام تحت مظلة مشروع RESHeat البحثي الممول من الاتحاد الأوروبي، والذي يهدف إلى تحديد الحلول المتجددة والموفرة للطاقة للتدفئة والتبريد، بالإضافة إلى إنتاج الماء الساخن محليًا في المباني السكنية متعددة الشقق. وقال العلماء: "يركز هذا العمل على النسخة الإيطالية من مشروع RESHeat"، مشيرين إلى أن النظام المقترح يعتمد خزان الماء الساخن بدلاً من وحدة تخزين الحرارة تحت الأرض مثل إصدارات النظام التي تم تطويرها للدول الأوروبية عند خطوط العرض العليا.
يتكون النظام من مضخة حرارية مصدرها الماء مدمجة مع الألواح الكهروضوئية المبردة، ووحدتي تخزين - جانب مصدر واحد والحمل الجانبي الآخر - وملف مروحة. في تكوين النظام المقترح، يتم استخدام الحرارة ذات درجة الحرارة المنخفضة من الألواح لملء البئر البارد للمضخة الحرارية خلال موسم التدفئة. خلال موسم التبريد، يتم نقل الحرارة الزائدة من الألواح الكهروضوئية، والتي تصل إلى درجات حرارة أعلى، إلى نظام إنتاج الماء الساخن المنزلي.
"توفر الألواح PVT التوليد المشترك للحرارة والكهرباء، حيث يتم استخدام الطاقة الكهربائية لتشغيل محطة WSHP، وأي سخانات احتياطية، وملحقات ومساحات مشتركة، في حين يتم تسخير الحرارة المنخفضة الحرارة المنتجة خلال فترة الشتاء كمصدر لمحطة WSHP من خلال وأوضح فريق البحث. "على النقيض من ذلك، خارج فترة التدفئة، من أبريل إلى أكتوبر، يتم تسخير الحرارة التي تنتجها PVT لإنتاج المياه الساخنة، والتي يتم تخزينها في مخزن مخصص. وأخيرًا، في فترة الصيف، يتم توصيل TES بتيار مستمر، وهو ضروري لتبديد الحرارة الزائدة التي تنتجها HP لتبريد المساحة.
باستخدام برنامج TRNSYS وطريقة اتخاذ القرار متعدد المعايير (MCDM)، أجرى الأكاديميون 184 عملية محاكاة لتحديد الحجم المثالي لمكونات النظام بهدف نشرها في مبنى سكني اجتماعي يضم 13 شقة تم بناؤها حوالي عام 1980 في بالومبارا سابينا، بالقرب من روما، إيطاليا.
وأوضحوا أن "العينة المرجعية هي نتيجة التخطيط الحضري الذي بدأ في إيطاليا في الستينيات من القرن الماضي لبرامج التدخلات المتعلقة بالمباني الاجتماعية قبل اللوائح المتعلقة بأداء الطاقة في المباني"، مضيفين أن المبنى، الذي يعتمد حاليا على على نظام تسخين غازي مركزي، يبلغ الحمل الحراري في الشتاء والصيف 60 كيلووات و900 كيلووات، على التوالي، واستهلاك الماء الساخن قدره 61 لترًا/شخصًا لإجمالي 65 شخصًا.
في عمليات المحاكاة وتحليل MCDM، أخذ الأكاديميون في الاعتبار المعلمات الرئيسية مثل معامل الأداء (COP)، والجزء الشمسي، واستهلاك الطاقة الأولية، وتوفير الطاقة الأولية، وتكاليف النظام والتشغيل، بالإضافة إلى المعايير اللوجستية المكانية. وجد الباحثون أنه يمكن تحقيق أفضل تكوين للنظام من خلال 75 لوحة PVT بإجمالي 25 كيلووات مقسمة إلى 15 سلسلة، وحجم خزان عازل متصل بجانب مصدر HP يبلغ 3 متر مكعب، وحجم 1.5 متر مكعب للتخزين الحراري للمياه الساخنة. .
وأوضحوا أيضًا أن "نقاط ضبط درجة الحرارة المحددة كانت 25 درجة مئوية لـ DC، بينما بالنسبة لـ HP، تختلف درجات حرارة تشغيل المبخر والمكثف وفقًا للظروف الخارجية". “في الجانب البارد تتراوح درجات الحرارة من 7 إلى 20 درجة مئوية وتختلف حسب الإشعاع الساقط وإنتاج الحرارة المنخفضة لألواح PVT، بينما في الجانب الساخن تختلف حسب درجة الحرارة الخارجية”.
تم وصف النظام في دراسة "تعريف نظام المضخة الحرارية لمصدر الماء المقترن بـ PVT من خلال تحسين المكونات الفردية"، المنشورة في الطاقة.
"يهدف هذا العمل إلى استخدام المبنى في بالومبارا سابينا كحالة تجريبية لترقية نظام التدفئة المركزية للمناخات المعتدلة، لاقتراحه كنهج مثالي يمكن تطبيقه على نطاق واسع على إجمالي المساكن الاجتماعية التي تم بناؤها خلال السبعينيات - التسعينات بهدف تجديد الطاقة على المستوى الحضري. "الأهداف هي كفاءة النظام، مع حد أدنى موسمي لـ COP يبلغ 1970، وتغطية لا تقل عن 1990% من المصادر المتجددة مع التركيز على إدارة درجة الحرارة المحيطة."
هذا المحتوى محمي بموجب حقوق الطبع والنشر ولا يجوز إعادة استخدامه. إذا كنت ترغب في التعاون معنا وترغب في إعادة استخدام بعض المحتوى الخاص بنا، فيرجى الاتصال بـ: Editors@pv-magazine.com.
مصدر من مجلة الكهروضوئية
إخلاء المسؤولية: يتم توفير المعلومات المذكورة أعلاه بواسطة pv-magazine.com بشكل مستقل عن Chovm.com. لا تقدم Chovm.com أي تعهدات أو ضمانات فيما يتعلق بجودة وموثوقية البائع والمنتجات. ينكر موقع Chovm.com صراحةً أي مسؤولية عن الانتهاكات المتعلقة بحقوق الطبع والنشر للمحتوى.
