Nei Fuerschung vum däitsche Fraunhofer Institut fir Solarenergie Systemer (Fraunhofer ISE) huet gewisen datt d'Kombinatioun vun Daach PV Systemer mat Batterielagerung an Wärmepompelen d'Wärmepompeleffizienz verbesseren an d'Vertraue vum Netzstroum reduzéieren.
Fraunhofer ISE Fuerscher hunn studéiert wéi Wunn-Dach PV Systemer mat Wärmepompelen a Batterielagerung kombinéiert kënne ginn.
Si bewäerten d'Performance vun engem PV-Wärmepompel-Batterie-System baséiert op engem Smart-Grid (SG) prett Kontroll an engem Eefamilljenhaus gebaut an 1960 zu Freiburg, Däitschland.
"Et gouf festgestallt datt d'Smart Kontroll d'Wärmepompeloperatioun erhéicht huet andeems d'Settemperaturen erhéicht ginn", sot de Fuerscher Shubham Baraskar dem pv Magazin. "D'SG-Ready Kontroll huet d'Versuergungstemperatur ëm 4,1 Kelvin fir waarmt Waasserpräparatioun erhéicht, wat dunn de saisonal Performance Faktor (SPF) ëm 5,7% vun 3,5 op 3,3 reduzéiert huet. Ausserdeem, fir de Raumheizungsmodus huet d'Smart Kontroll den SPF ëm 4% vu 5.0 op 4.8 erofgesat.
De SPF ass e Wäert ähnlech wéi de Koeffizient vun der Leeschtung (COP), mam Ënnerscheed gëtt et iwwer eng méi laang Period mat ënnerschiddleche Grenzbedéngungen berechent.
Baraskar a seng Kollegen hunn hir Erkenntnisser an "Analyse vun der Leeschtung an Operatioun vun engem Photovoltaik-Batterie Wäermepompel System baséiert op Feld Miessunge Daten", déi viru kuerzem publizéiert goufSolarenergie Fortschrëtter.Si soten datt den Haaptvirdeel vu PV-Wärmepompelsystemer aus hirem reduzéierte Netzverbrauch a manner Stroumkäschte besteet.
D'Wärmepompelsystem ass eng 13,9 kW Grondquell Wärmepompel entworf mat enger Pufferlagerung fir Raumheizung. Et hänkt och op e Späicherbehälter an eng Séisswaasserstatioun fir d'Produktioun vu waarme Waasser (DHW) of. Béid Späichereenheete si mat elektreschen Hëllefsheizungen ausgestatt.
De PV System ass südlech orientéiert an huet en Neigungswénkel vun 30 Grad. Et huet eng Leeschtung vun 12,3 kW an engem Modul Beräich vun 60 Metercarré. D'Batterie ass DC-gekoppelt an huet eng Kapazitéit vun 11,7 kWh. Dat ausgewielt Haus huet en erhëtzte Wunnraum vun 256 m2 an eng jährlech Heizungsfuerderung vun 84,3 kWh/m²a.
"D'DC-Kraaft vu PV- a Batterie-Eenheeten gëtt an AC ëmgewandelt iwwer en Inverter, deen eng maximal AC-Kraaft vun 12 kW an eng europäesch Effizienz vun 95% huet", hunn d'Fuerscher erkläert, bemierkt datt d'SG-ready Kontroll fäeg ass ze interagéieren mat d'Stroumnetz an d'Operatioun vum System entspriechend unzepassen. "Während de Perioden vun der héijer Gitterbelaaschtung kann de Gitterbetreiber d'Wärmepompeloperatioun ausschalten fir d'Gitterbelaaschtung ze reduzéieren oder kann och e gezwongenen Tour op am Géigendeel Fall erliewen."
Ënnert der proposéierter Systemkonfiguratioun muss PV-Kraaft am Ufank fir d'Hauslaaschten benotzt ginn, mat engem Iwwerschoss un d'Batterie geliwwert. Iwwerschësseg Kraaft kéint nëmmen an d'Netz exportéiert ginn, wa kee Stroum vum Stot erfuerderlech ass an d'Batterie komplett gelueden ass. Wann souwuel de PV System wéi och d'Batterie net fäeg sinn d'Energiefuerderung vum Haus ze decken, kann d'Elektrizitéitsnetz benotzt ginn.
"De SG-Ready Modus ass aktivéiert wann d'Batterie voll gelueden ass oder op seng maximal Kraaft gelueden ass an et ass nach ëmmer PV Iwwerschoss verfügbar", soten d'Akademiker. "Am Géigendeel ass den Ausléiserbedingung erfëllt wann déi momentan PV-Kraaft méi niddereg bleift wéi d'total Gebaierfuerderung fir mindestens 10 Minutten."
Hir Analyse betruecht Selbstverbrauchsniveauen, Solarfraktioun, Wärmepompeleffizienz, an den Impakt vum PV System an der Batterie op d'Effizienz vun der Wärmepompel Leeschtung. Si hunn héich-Resolutioun 1-Minutt Daten vum Januar bis Dezember 2022 benotzt a fonnt datt d'SG-Ready Kontroll d'Wärmepompelversuergungstemperaturen ëm 4,1 K fir DHW erhéicht huet. Si hunn och festgestallt datt de System e Gesamt Selbstverbrauch vun 42,9% am Laf vum Joer erreecht huet, wat zu finanzielle Virdeeler fir d'Hausbesëtzer iwwersetzt.
"D'Elektrizitéitsfuerderung fir d'[Wärmepompel] gouf vun 36% mam PV / Batteriesystem ofgedeckt, duerch 51% am Hauswässermodus an 28% am Raumheizungsmodus", erkläert d'Fuerschungsteam, a bäigefüügt datt méi héich Spulltemperaturen reduzéiert ginn Wärmepompeleffizienz ëm 5,7% am DHW Modus an ëm 4,0% am Raumheizungsmodus.
"Fir Raumheizung gouf och en negativen Effekt vun der Smart Kontroll fonnt", sot Baraskar. "Duerch der SG-Ready Kontroll huet d'Wärmepompel an der Raumheizung iwwer den Heizungspunkttemperaturen bedriwwen. Dëst war well d'Kontroll wahrscheinlech d'Späichertemperatur erhéicht huet an d'Wärmepompel operéiert huet, och wann d'Hëtzt net fir Raumheizung gebraucht gouf. Et sollt och berücksichtegt ginn datt exzessiv héich Späichertemperaturen zu méi héije Späicherheizverloschter féieren.
D'Wëssenschaftler soten datt se an Zukunft zousätzlech PV / Wärmepompel Kombinatioune mat verschiddene System- a Kontrollkonzepter ënnersichen.
"Et muss bemierkt datt dës Erkenntnisser spezifesch sinn fir déi individuell evaluéiert Systemer a kënne staark variéieren ofhängeg vun de Bau- an Energiesystemspezifikatiounen", hunn se ofgeschloss.
Post Zäit: Nov-13-2023