የመኖሪያ ፓምፖችን ከ PV, የባትሪ ማከማቻ ጋር እንዴት ማዋሃድ

የፍራውንሆፈር አይኤስኢ ተመራማሪዎች የመኖሪያ ሰገነት ፒቪ ሲስተሞች ከሙቀት ፓምፖች እና ከባትሪ ማከማቻ ጋር እንዴት እንደሚዋሃዱ አጥንተዋል።

እ.ኤ.አ. በ 1960 በፍሪበርግ ፣ ጀርመን ውስጥ በተሰራ ነጠላ ቤተሰብ ቤት ውስጥ በስማርት-ግሪድ (ኤስጂ) ዝግጁ ቁጥጥር ላይ የተመሠረተ የ PV-heat ፓምፕ-ባትሪ ስርዓት አፈፃፀምን ገምግመዋል።

ተመራማሪው ሹብሃም ባራስካር ለፒቪ መጽሔት እንደተናገሩት "ስማርት መቆጣጠሪያው የሙቀት ፓምፑን አሠራር የጨመረው የሙቀት መጠን በመጨመር ነው" ብለዋል. "የ SG-ዝግጁ ቁጥጥር ለሞቅ ውሃ ዝግጅት በ 4.1 ኬልቪን የአቅርቦት ሙቀትን ጨምሯል, ይህም የወቅቱን የአፈፃፀም ሁኔታ (SPF) ከ 3.5 ወደ 3.3 በ 5.7% ቀንሷል. በተጨማሪም ለቦታ ማሞቂያ ሁነታ የስማርት መቆጣጠሪያው የ SPF ን በ 4% ከ 5.0 ወደ 4.8 ቀንሷል።

SPF ከአፈጻጸም ቅንጅት (ሲኦፒ) ጋር ተመሳሳይነት ያለው እሴት ነው፣ ልዩነቱም ከተለያዩ የድንበር ሁኔታዎች ጋር ረዘም ያለ ጊዜ ይሰላል።

ባራስካር እና ባልደረቦቹ ግኝታቸውን በ "በመስክ የመለኪያ መረጃ ላይ የተመሰረተ የፎቶቮልቲክ-ባትሪ ሙቀት ፓምፕ አሠራር እና አሠራር ትንተና” በቅርቡ የታተመው እ.ኤ.አየፀሐይ ኃይል እድገቶች.የ PV-heat pump ስርዓቶች ዋነኛው ጠቀሜታ የእነሱ የፍርግርግ ፍጆታ እና ዝቅተኛ የኤሌክትሪክ ወጪን ያካትታል.

የሙቀት ፓምፑ ሲስተም 13.9 ኪ.ወ የመሬት ምንጭ የሙቀት ፓምፕ ለቦታ ማሞቂያ በማጠራቀሚያ ማከማቻ የተነደፈ ነው። እንዲሁም የቤት ውስጥ ሙቅ ውሃ (DHW) ለማምረት በማጠራቀሚያ ታንክ እና በንጹህ ውሃ ጣቢያ ላይ ይተማመናል። ሁለቱም የማከማቻ ክፍሎች በኤሌክትሪክ ረዳት ማሞቂያዎች የተገጠሙ ናቸው.

የ PV ስርዓት ወደ ደቡብ ተኮር እና 30 ዲግሪ ዘንበል ያለ አንግል አለው። ከ 12.3 ኪሎ ዋት የኃይል ማመንጫ እና የሞጁል ስፋት 60 ካሬ ሜትር ነው. ባትሪው ከዲሲ ጋር የተጣመረ እና 11.7 ኪ.ወ በሰአት አቅም አለው። የተመረጠው ቤት 256 ሜ 2 የሆነ የሞቀ የመኖሪያ ቦታ እና አመታዊ የሙቀት ፍላጎት 84.3 ኪ.ወ በሰ/ሜ.

"ከፒቪ እና ከባትሪ አሃዶች የሚገኘው የዲሲ ሃይል ወደ ኤሲ የሚቀየረው በኦንቬርተር አማካኝነት ከፍተኛው የኤሲ ሃይል 12 ኪሎ ዋት እና የአውሮፓ ቅልጥፍና 95% ነው" ሲሉ ተመራማሪዎቹ ገልፀው SG-ዝግጁ መቆጣጠሪያ ከ ጋር መስተጋብር መፍጠር እንደሚችል ጠቁመዋል። የኤሌክትሪክ ፍርግርግ እና የስርዓቱን አሠራር በተመጣጣኝ ሁኔታ ያስተካክሉ. "ከፍተኛ ፍርግርግ በሚጫንበት ጊዜ የፍርግርግ ኦፕሬተሩ የፍርግርግ ውጥረቱን ለመቀነስ የሙቀት ፓምፑን ስራ ሊያጠፋው ይችላል ወይም ደግሞ በተቃራኒው በግዳጅ ማብራት ይችላል."

በታቀደው የስርዓት ውቅር, የ PV ሃይል መጀመሪያ ላይ ለቤት ጭነቶች ጥቅም ላይ መዋል አለበት, ትርፍ ለባትሪው ይቀርባል. ከመጠን በላይ ኃይል ወደ ፍርግርግ መላክ የሚቻለው በቤተሰቡ ምንም ኤሌክትሪክ የማይፈልግ ከሆነ እና ባትሪው ሙሉ በሙሉ ከተሞላ ብቻ ነው። ሁለቱም የ PV ስርዓት እና ባትሪው የቤቱን የኃይል ፍላጎት መሸፈን ካልቻሉ የኤሌክትሪክ ፍርግርግ መጠቀም ይቻላል.

"የ SG-ዝግጁ ሁነታ የሚነቃው ባትሪው ሙሉ በሙሉ ሲሞላ ወይም በከፍተኛው ሃይል እየሞላ ሲሆን አሁንም የ PV ትርፍ ይገኛል" ብለዋል ምሁራኑ። "በተቃራኒው፣ የመቀስቀስ ሁኔታ የሚሟላው ፈጣን የ PV ኃይል ከጠቅላላው የግንባታ ፍላጎት ቢያንስ ለ 10 ደቂቃዎች ዝቅተኛ ሆኖ ሲቆይ ነው።"

የእነርሱ ትንተና የራስን ፍጆታ ደረጃዎች, የፀሐይ ክፍልፋይ, የሙቀት ፓምፕ ውጤታማነት, እና የ PV ስርዓት እና ባትሪው በሙቀት ፓምፕ አፈፃፀም ላይ ያለውን ተፅእኖ ግምት ውስጥ ያስገባል. ከጃንዋሪ እስከ ዲሴምበር 2022 ከፍተኛ ጥራት ያለው የ1 ደቂቃ መረጃን ተጠቅመዋል እና የSG-Ready መቆጣጠሪያ የሙቀት ፓምፕ አቅርቦትን የሙቀት መጠን በ 4.1 ኪ ለ DHW ጨምሯል። በተጨማሪም ስርዓቱ በዓመቱ ውስጥ 42.9% አጠቃላይ ራስን የመግዛት አቅም ማግኘቱን አረጋግጠዋል ፣ ይህም ለቤት ባለቤቶች የገንዘብ ጥቅማጥቅሞችን ያሳያል ።

የምርምር ቡድኑ "የኤሌክትሪክ ፍላጎት (የሙቀት ፓምፑ) በ 36% በፒቪ / ባትሪ ስርዓት, በ 51% በቤት ውስጥ ሙቅ ውሃ ሁነታ እና 28% በቦታ ማሞቂያ ሁነታ የተሸፈነ ነበር" ሲል የምርምር ቡድኑ ገልጿል, ከፍ ያለ የአየር ሙቀት መጠን ቀንሷል. የሙቀት ፓምፕ ውጤታማነት በ 5.7% በ DHW ሁነታ እና በ 4.0% በቦታ ማሞቂያ ሁነታ.

ባራስካር "ለቦታ ማሞቂያ, የስማርት መቆጣጠሪያው አሉታዊ ተፅእኖም ተገኝቷል" ብለዋል. "በ SG-ዝግጁ መቆጣጠሪያ ምክንያት በሙቀት ማሞቂያ ውስጥ የሚሠራውን የሙቀት ፓምፕ ከማሞቂያው የሙቀት መጠን በላይ. ይህ የሆነበት ምክንያት መቆጣጠሪያው ምናልባት የማከማቻውን የሙቀት መጠን በመጨመር እና የሙቀት ፓምፑን ስለሚሰራ ምንም እንኳን ሙቀቱ ለቦታ ማሞቂያ አያስፈልግም. በተጨማሪም ከመጠን በላይ ከፍተኛ የሙቀት መጠን ወደ ከፍተኛ የማከማቻ ሙቀት መጥፋት ሊያስከትል እንደሚችል መታሰብ አለበት.

የሳይንስ ሊቃውንት ለወደፊቱ ተጨማሪ የ PV / የሙቀት ፓምፕ ጥምረት ከተለያዩ ስርዓቶች እና የቁጥጥር ጽንሰ-ሐሳቦች ጋር እንደሚመረመሩ ተናግረዋል.

"እነዚህ ግኝቶች ለግለሰብ የተገመገሙ ስርዓቶች የተለዩ እና እንደ የግንባታ እና የኢነርጂ ስርዓት መስፈርቶች በጣም ሊለያዩ እንደሚችሉ ልብ ሊባል ይገባል" ብለዋል.