قام الباحثون في Frauhofer ISE بتحليل أداء المضخة الحرارية السكنية المتصلة بنظام كهروضوئي على السطح يعتمد على تخزين البطارية ووجدوا أن هذا المزيج يحسن بشكل كبير أداء المضخة الحرارية بينما يزيد أيضًا بشكل كبير من معدل الاستهلاك الذاتي لمجموعة الطاقة الشمسية.
قامت مجموعة من الباحثين في معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية في ألمانيا (Fraunhofer ISE) بالتحقيق في أداء المضخات الحرارية الذكية الجاهزة للشبكة (HPs) جنبًا إلى جنب مع توليد الطاقة الشمسية على الأسطح وتخزين البطاريات في منازل الأسرة الواحدة ووجدوا أن كلا من المصفوفات الكهروضوئية و يمكن للبطاريات تحسين أداء المضخات الحرارية بشكل كبير.
يمكن لمشغل الشبكة إيقاف تشغيل وحدات HP الذكية الجاهزة للشبكة أثناء فترات تحميل الشبكة العالية. كما أنها توفر ميزة تعظيم الاستهلاك الذاتي للطاقة الكهروضوئية عن طريق ضبط تشغيلها على أساس الطاقة الشمسية المتاحة.
وقال العلماء: "يتم تنشيط وضع جاهزية الشبكة الذكية عندما تكون البطارية مشحونة بالكامل أو يتم شحنها بأقصى طاقتها ولا يزال هناك فائض كهروضوئي متاح"، مشيرين إلى أن أجهزة HP الذكية الجاهزة للشبكة يمكنها ضبط عملها في الشبكة. طريقة موجهة. "على العكس من ذلك، يتم استيفاء شرط التشغيل عندما تظل الطاقة الكهروضوئية اللحظية أقل من إجمالي الطلب على المبنى لمدة 10 دقائق على الأقل."
وقام الأكاديميون، على وجه الخصوص، بتحليل أداء نظام PV-HP باستخدام بيانات ميدانية بدقة دقيقة واحدة من منزل عائلة واحدة شبه منفصل تم بناؤه عام 1 في فرايبورغ، جنوب ألمانيا. يتمتع المنزل بطلب تدفئة سنوي يبلغ 1960 كيلووات في الساعة/م² ومساحة معيشة مُدفأة تبلغ 84.3 مترًا مربعًا2.
وقد تناول تحليلهم كيفية تأثير التحكم الذكي المستخدم في نظام الطاقة الشمسية والتخزين على أداء المضخة الحرارية. وقد أخذوا في الاعتبار مؤشرات الأداء الرئيسية (KPIs) مثل معدل الاستهلاك الذاتي، ونسبة الطاقة الشمسية، وعامل الأداء الموسمي، ومنحنى التدفئة. وأوضحوا أنه "قد يكون من المفيد تقييم أداء المضخة الحرارية للكهرباء المستهلكة من الشبكة فقط". "يرتكز هذا النهج على افتراض أن الكهرباء المولدة بواسطة وحدات الطاقة الكهروضوئية والبطاريات المحلية تكون مجانية فعليًا من حيث التكلفة لأصحاب المنازل."
يشتمل تكوين النظام المقترح على مضخة حرارية ذات مصدر أرضي بقدرة 13.9 كيلووات مخصصة لتدفئة الأماكن والمياه الساخنة المنزلية (DHW)، ونظام كهروضوئي موجه جنوبًا بقدرة 12.3 كيلووات بزاوية ميل تبلغ 30 درجة، وعاكس بقدرة 12 كيلووات، ومقترن بالتيار المستمر. بطارية بسعة 11.7 كيلو واط ساعة.
وأظهر التحليل أن نظام PV-HP تمكن من تحقيق معدل استهلاك ذاتي متوسط قدره 42.9% على مدار العام، مع الوصول إلى أعلى القمم في فصل الشتاء. وأوضح فريق البحث: "في المقابل، يؤدي الفائض العالي من الطاقة الكهروضوئية إلى انخفاض الاستهلاك الذاتي في الصيف، عادة خلال ساعات ذروة ضوء الشمس". "ستساعد سعة البطارية الأكبر في تحقيق أقصى قدر من الاستهلاك الذاتي؛ ومع ذلك، فإن هذا يعني أيضًا أن معظم سعة البطارية ستترك غير مستخدمة خلال أشهر الشتاء مع فائض طاقة كهروضوئية محدود.
ووجد العلماء أيضًا أن نظام الطاقة الشمسية والتخزين كان قادرًا على تغطية حوالي 36% من الطلب على الكهرباء للمضخة الحرارية. "نظرًا لارتفاع درجات حرارة الحوض، تنخفض كفاءة HP بنسبة 5.7% في وضع DHW وبنسبة 4.0% في وضع تسخين المساحة"، كما حددوا أيضًا. "أظهرت النتائج أنه بالنظر إلى الكهرباء الكهروضوئية الموردة إلى المضخة الحرارية، ارتفع عامل الأداء الموسمي من 4.2 إلى 5.2. وعندما تم أخذ العرض المشترك من الطاقة الكهروضوئية والبطارية إلى المضخة الحرارية في الاعتبار، ارتفع عامل الأداء الموسمي إلى 6.7.
ومع ذلك، فقد لاحظوا أيضًا أن التحكم الذكي قد يؤثر سلبًا على كفاءة المضخة الحرارية بسبب زيادة درجات حرارة الإمداد. وخلصوا إلى أن "التقييم طويل المدى على مستوى النظام، من خلال النظر في تأثير خسائر التخزين والنظر في الأداء الاقتصادي، يمكن أن يقيم تأثير التحكم الذكي على النظام بشكل أفضل".
النتائج التي توصلوا إليها متاحة في دراسة "تحليل أداء وتشغيل نظام المضخة الحرارية للبطارية الكهروضوئية بناءً على بيانات القياس الميداني" المنشورة في تقدم الطاقة الشمسية.
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.
