Mae ymchwil newydd gan Sefydliad Fraunhofer yr Almaen ar gyfer Systemau Ynni Solar (Fraunhofer ISE) wedi dangos y gall cyfuno systemau PV to â storfa batri a phympiau gwres wella effeithlonrwydd pwmp gwres tra'n lleihau dibyniaeth ar drydan grid.
Mae ymchwilwyr Fraunhofer ISE wedi astudio sut y gellid cyfuno systemau PV to preswyl gyda phympiau gwres a storio batri.
Aseswyd perfformiad system batri-pwmp gwres PV yn seiliedig ar reolydd parod-grid clyfar (SG) mewn tŷ un teulu a adeiladwyd ym 1960 yn Freiburg, yr Almaen.
“Darganfuwyd bod y rheolaeth glyfar yn cynyddu gweithrediad y pwmp gwres trwy hybu’r tymereddau gosodedig,” meddai’r ymchwilydd Shubham Baraskar wrth gylchgrawn pv. “Cynyddodd rheolaeth SG-Ready dymheredd y cyflenwad o 4.1 Kelvin ar gyfer paratoi dŵr poeth, a oedd wedyn yn gostwng y ffactor perfformiad tymhorol (SPF) 5.7% o 3.5 i 3.3. Ar ben hynny, ar gyfer modd gwresogi gofod, gostyngodd y rheolaeth glyfar y SPF 4% o 5.0 i 4.8."
Mae'r SPF yn werth tebyg i'r cyfernod perfformiad (COP), gyda'r gwahaniaeth yn cael ei gyfrifo dros gyfnod hirach gydag amodau ffin amrywiol.
Eglurodd Baraskar a’i gydweithwyr eu canfyddiadau yn “Dadansoddiad o berfformiad a gweithrediad system pwmp gwres batri ffotofoltäig yn seiliedig ar ddata mesur maes,” a gyhoeddwyd yn ddiweddar ynCynnydd Ynni Solar.Dywedon nhw mai prif fantais systemau pwmp gwres PV yw eu defnydd llai o grid a chostau trydan is.
Mae'r system pwmp gwres yn bwmp gwres ffynhonnell daear 13.9 kW wedi'i ddylunio gyda storfa byffer ar gyfer gwresogi gofod. Mae hefyd yn dibynnu ar danc storio a gorsaf dŵr croyw ar gyfer cynhyrchu dŵr poeth domestig (DHW). Mae'r ddwy uned storio yn cynnwys gwresogyddion trydanol ategol.
Mae'r system PV yn canolbwyntio ar y de ac mae ganddi ongl tilt o 30 gradd. Mae ganddo allbwn pŵer o 12.3 kW ac arwynebedd modiwl o 60 metr sgwâr. Mae'r batri wedi'i gyplu â DC ac mae ganddo gapasiti o 11.7 kWh. Mae gan y tŷ a ddewiswyd le byw wedi'i gynhesu o 256 m2 a galw gwresogi blynyddol o 84.3 kWh / m²a.
“Mae'r pŵer DC o unedau PV a batri yn cael ei drawsnewid i AC trwy wrthdröydd sydd ag uchafswm pŵer AC o 12 kW ac effeithlonrwydd Ewropeaidd o 95%,” esboniodd yr ymchwilwyr, gan nodi bod y rheolaeth sy'n barod ar gyfer SG yn gallu rhyngweithio â y grid trydan ac addasu gweithrediad y system yn gyfatebol. “Yn ystod y cyfnodau o lwyth grid uchel, gall gweithredwr y grid ddiffodd y gweithrediad pwmp gwres i leihau’r straen ar y grid neu gall hefyd gael ei orfodi i droi ymlaen yn yr achos arall.”
O dan y ffurfwedd system arfaethedig, rhaid defnyddio pŵer PV i ddechrau ar gyfer y llwythi tai, gyda gwarged yn cael ei gyflenwi i'r batri. Dim ond i'r grid y gellid allforio pŵer gormodol, os nad oes angen trydan ar y cartref a bod y batri wedi'i wefru'n llwyr. Os na all y system PV a'r batri fodloni galw ynni'r tŷ, gellir defnyddio'r grid trydan.
“Mae’r modd SG-Ready yn cael ei actifadu pan fydd y batri wedi’i wefru’n llawn neu’n gwefru ar ei bŵer uchaf ac mae gwarged PV ar gael o hyd,” meddai’r academyddion. “I’r gwrthwyneb, mae’r amod sbarduno yn cael ei fodloni pan fydd y pŵer ffotofoltäig ar unwaith yn parhau i fod yn is na chyfanswm y galw adeiladu am o leiaf 10 munud.”
Roedd eu dadansoddiad yn ystyried lefelau hunan-ddefnydd, ffracsiwn solar, effeithlonrwydd pwmp gwres, ac effaith y system PV a'r batri ar effeithlonrwydd perfformiad y pwmp gwres. Fe wnaethant ddefnyddio data 1 munud cydraniad uchel rhwng Ionawr a Rhagfyr 2022 a chanfod bod rheolaeth SG-Ready wedi cynyddu tymereddau cyflenwad pwmp gwres 4.1 K ar gyfer DHW. Fe wnaethon nhw hefyd ddarganfod bod y system wedi cyflawni hunan-ddefnydd cyffredinol o 42.9% yn ystod y flwyddyn, sy'n trosi'n fuddion ariannol i berchnogion tai.
“Cafodd y galw am drydan am y [pwmp gwres] ei orchuddio gan 36% gyda’r system PV/batri, trwy 51% yn y modd dŵr poeth domestig a 28% yn y modd gwresogi gofod,” esboniodd y tîm ymchwil, gan ychwanegu bod tymereddau sinc uwch wedi gostwng. effeithlonrwydd pwmp gwres 5.7% yn y modd DHW a 4.0% yn y modd gwresogi gofod.
“Ar gyfer gwresogi gofod, darganfuwyd effaith negyddol y rheolaeth glyfar hefyd,” meddai Baraskar. “Oherwydd rheolaeth SG-Ready roedd y pwmp gwres yn gweithredu mewn gwresogi gofod uwchlaw'r tymheredd pwynt gosod gwresogi. Roedd hyn oherwydd bod y rheolydd yn ôl pob tebyg yn cynyddu'r tymheredd gosod storio ac yn gweithredu'r pwmp gwres er nad oedd angen y gwres ar gyfer gwresogi gofod. Dylid ystyried hefyd y gall tymereddau storio uchel gormodol arwain at golli mwy o wres storio.”
Dywedodd y gwyddonwyr y byddan nhw'n ymchwilio i gyfuniadau PV / pwmp gwres ychwanegol gyda gwahanol gysyniadau system a rheolaeth yn y dyfodol.
“Rhaid nodi bod y canfyddiadau hyn yn benodol ar gyfer y systemau unigol a werthuswyd a gallant amrywio’n fawr yn dibynnu ar fanylebau’r adeilad a’r system ynni,” daethant i’r casgliad.
Amser postio: Tachwedd-13-2023