Ինչպես համատեղել բնակելի ջերմային պոմպերը ՖՎ-ի, մարտկոցի պահեստավորման հետ

Fraunhofer ISE-ի հետազոտողները ուսումնասիրել են, թե ինչպես կարելի է բնակելի տանիքի ՖՎ համակարգերը համատեղել ջերմային պոմպերի և մարտկոցների պահեստավորման հետ:

Նրանք գնահատեցին ՖՎ-ջերմային պոմպ-մարտկոցի համակարգի աշխատանքը, որը հիմնված է խելացի ցանցի (SG) պատրաստի հսկողության վրա 1960 թվականին Գերմանիայի Ֆրայբուրգ քաղաքում կառուցված մեկ ընտանիքի տանը:

«Հայտնաբերվել է, որ խելացի կառավարումը մեծացրել է ջերմային պոմպի աշխատանքը՝ բարձրացնելով սահմանված ջերմաստիճանը», - ասաց հետազոտող Շուբհամ Բարասկարը pv ամսագրին: «SG-Ready հսկողությունը բարձրացրեց մատակարարման ջերմաստիճանը 4.1 Կելվինով տաք ջրի պատրաստման համար, որն այնուհետ նվազեցրեց սեզոնային կատարողականի գործակիցը (SPF) 5.7%-ով 3.5-ից մինչև 3.3: Ավելին, տիեզերական ջեռուցման ռեժիմի համար խելացի կառավարումը նվազեցրեց SPF-ը 4%-ով 5.0-ից մինչև 4.8:

SPF-ը կատարողականի (COP) գործակիցին նման արժեք է, այն տարբերությամբ, որ այն հաշվարկվում է ավելի երկար ժամանակահատվածում՝ տարբեր սահմանային պայմաններով:

Բարասկարը և նրա գործընկերները բացատրել են իրենց բացահայտումները «Ֆոտովոլտային-մարտկոցով ջերմային պոմպի համակարգի աշխատանքի և աշխատանքի վերլուծություն՝ հիմնված դաշտային չափումների տվյալների վրա», որը վերջերս հրապարակվել էԱրևային էներգիայի առաջխաղացում.Նրանք ասացին, որ ՖՎ-ջերմային պոմպերի համակարգերի հիմնական առավելությունը կայանում է նրանում, որ դրանց կրճատված ցանցի սպառումը և էլեկտրաէներգիայի ցածր ծախսերը:

Ջերմային պոմպի համակարգը 13,9 կՎտ հզորությամբ վերգետնյա ջերմային պոմպ է, որը նախատեսված է տարածքի ջեռուցման համար նախատեսված բուֆերային պահեստով: Այն նաև հենվում է պահեստային տանկի և քաղցրահամ ջրի կայանի վրա՝ կենցաղային տաք ջուր (DHW) արտադրելու համար: Երկու պահեստարաններն էլ հագեցած են էլեկտրական օժանդակ ջեռուցիչներով։

ՖՎ համակարգը հարավային է և ունի 30 աստիճան թեքության անկյուն: Այն ունի 12,3 կՎտ հզորություն և 60 քմ մակերեսով մոդուլ: Մարտկոցը DC զուգակցված է և ունի 11,7 կՎտ/ժ հզորություն։ Ընտրված տունն ունի 256 մ2 ջեռուցվող բնակելի տարածք և տարեկան 84,3 կՎտժ/մ² ջեռուցման պահանջարկ:

«ՖՎ-ի և մարտկոցի ագրեգատներից DC էներգիան փոխարկվում է AC-ի ինվերտորի միջոցով, որն ունի առավելագույն AC հզորություն 12 կՎտ և եվրոպական արդյունավետությունը 95%», - բացատրել են հետազոտողները՝ նշելով, որ SG-ready կառավարումը կարող է փոխազդել էլեկտրական ցանցը և համապատասխանաբար կարգավորել համակարգի աշխատանքը: «Ցանցի բարձր ծանրաբեռնվածության ժամանակաշրջաններում ցանցի օպերատորը կարող է անջատել ջերմային պոմպի աշխատանքը՝ ցանցի լարվածությունը նվազեցնելու համար կամ կարող է նաև ենթարկվել հարկադիր միացման հակառակ դեպքում»:

Համակարգի առաջարկվող կոնֆիգուրացիայի համաձայն, ՖՎ էներգիան սկզբում պետք է օգտագործվի տան բեռների համար, իսկ ավելցուկը մատակարարվի մարտկոցին: Ավելորդ էներգիան կարող է արտահանվել ցանց միայն այն դեպքում, եթե տնային տնտեսությունը էլեկտրականություն չի պահանջում, և մարտկոցն ամբողջությամբ լիցքավորված է: Եթե ​​և՛ ՖՎ համակարգը, և՛ մարտկոցը չեն կարողանում ծածկել տան էներգիայի պահանջարկը, կարելի է օգտագործել էլեկտրական ցանցը:

«SG-Ready ռեժիմն ակտիվանում է, երբ մարտկոցը լիովին լիցքավորված է կամ լիցքավորվում է իր առավելագույն հզորությամբ, և դեռ առկա է ՖՎ-ի ավելցուկ», - ասում են գիտնականները: «Ընդհակառակը, գործարկման անջատման պայմանը բավարարվում է, երբ ակնթարթային ՖՎ հզորությունը մնում է ավելի ցածր, քան շենքի ընդհանուր պահանջարկը առնվազն 10 րոպե»:

Նրանց վերլուծությունը հաշվի է առել ինքնասպառման մակարդակները, արևային բաժինը, ջերմային պոմպի արդյունավետությունը և ՖՎ համակարգի և մարտկոցի ազդեցությունը ջերմային պոմպի արդյունավետության վրա: Նրանք օգտագործել են 2022 թվականի հունվարից դեկտեմբեր ընկած ժամանակահատվածում 1 րոպեանոց բարձր լուծաչափի տվյալներ և պարզել են, որ SG-Ready հսկիչը բարձրացրել է ջերմային պոմպի մատակարարման ջերմաստիճանը 4,1 Կ-ով տաք ջրի համար: Նրանք նաև պարզել են, որ համակարգը տարվա ընթացքում հասել է 42.9% ընդհանուր ինքնասպառման, ինչը վերածվում է ֆինանսական օգուտների բնակարանատերերի համար:

«[Ջերմային պոմպի] էլեկտրաէներգիայի պահանջարկը ծածկվել է 36%-ով ՖՎ/մարտկոցի համակարգով, 51%-ով՝ կենցաղային տաք ջրի ռեժիմում և 28%-ով՝ տիեզերքի ջեռուցման ռեժիմում», - բացատրեց հետազոտական ​​թիմը՝ հավելելով, որ լվացարանի ավելի բարձր ջերմաստիճանը նվազեցրել է: Ջերմային պոմպի արդյունավետությունը 5,7%-ով ՋՎ ռեժիմում և 4,0%-ով տարածքի ջեռուցման ռեժիմում:

«Տիեզերքի ջեռուցման համար հայտնաբերվել է նաև խելացի կառավարման բացասական ազդեցություն», - ասաց Բարասկարը: «SG-Ready հսկողության շնորհիվ ջերմային պոմպը աշխատում է ջեռուցման սահմանված կետի ջերմաստիճանից բարձր տարածքի ջեռուցման դեպքում: Դա պայմանավորված էր նրանով, որ հսկիչը հավանաբար բարձրացրել է պահեստավորման սահմանված ջերմաստիճանը և գործարկել ջերմային պոմպը, չնայած որ ջերմությունը անհրաժեշտ չէր տարածքի ջեռուցման համար: Պետք է հաշվի առնել նաև, որ պահեստավորման չափազանց բարձր ջերմաստիճանը կարող է հանգեցնել պահեստավորման ավելի մեծ ջերմային կորուստների»:

Գիտնականներն ասացին, որ ապագայում կուսումնասիրեն լրացուցիչ ՖՎ/ջերմային պոմպերի համակցություններ տարբեր համակարգերի և կառավարման հայեցակարգերով:

«Պետք է նշել, որ այս բացահայտումները հատուկ են առանձին գնահատված համակարգերի համար և կարող են մեծապես տարբերվել՝ կախված շենքի և էներգետիկ համակարգի առանձնահատկություններից», - եզրակացրել են նրանք: