آیا ترکیب پمپ حرارتی با سیستم فتوولتائیک منطقی است؟ سازندگان خانه حق دارند این سوال را از خود بپرسند، زیرا اگر شما به یک سیستم گرمایش پایدار تکیه کنید، فقط می توانید مقداری از برق مورد نیاز برای کار را خودتان تولید کنید، درست است؟
بسته به شرایط اولیه
جواب کوتاه این است: بله، البته منطقی است. و با این حال باید عوامل زیادی را در نظر گرفت که بر پاسخ دقیق تأثیر می گذارد:
- چقدر فضای زندگی دارم؟
- چند نفر در خانه زندگی می کنند (نیاز به آب گرم)؟
- چه مقدار فضای سقف موجود است؟
- چه شیب سقف/جهت موجود است؟
- تصمیم: "سرمایه گذاری" در مقابل "هزینه های جاری بیشتر"
یک شرکت متخصص می تواند مشاوره و محاسبات قابل اعتمادی را برای شرایط شما ارائه دهد.
آیا می خواهید پمپ حرارتی را در یک ساختمان قدیمی مقاوم سازی کنید؟ این به سوالات بیشتری نیاز دارد:
- آیا گرمایش از کف وجود دارد؟
- خانه عایق حرارتی خوبی دارد؟
- آیا فضای کافی در خانه/در ملک وجود دارد؟
مطالعه موردی: پمپ های حرارتی آب نمک در ترکیب با PV
2x پمپ حرارتی آب نمک (WP) نصب شد، هر کدام با خروجی 6 کیلو وات با مصرف برق تقریباً 1.2 کیلو وات + 1.6 متر مکعب ذخیره بافر. پمپ های حرارتی کوچک مصرف برق کمتری دارند، به طوری که آنها به طور موثر برق خود را حتی با بازده کم PV مصرف می کنند.سیستم PV به دو سطح سقف با شیب 25 درجه تقسیم می شود و تقریباً 16 کیلو وات بر ثانیه می رسد. این سیستم قرار است با یک سیستم ذخیره سازی برق 12 کیلووات ساعتی تکمیل شود تا به سطح بالاتری از خود مصرفی و خودکفایی دست یابد.
آیا ۱۶ کیلووات بر اندازه بزرگ است؟
بله و نه. هرچه توان بر حسب کیلووات بر ثانیه بیشتر باشد:
- درصد کمتر خود مصرفی در تابستان (=برق گران‌تری نسبت به مصرف برق تولید می‌کنید)
- پوشش بیشتر نیازهای فردی در زمستان
وضعیت: خانه، خانواده 4 نفره
تولید آب گرم از طریق پمپ حرارتی آب گرم، بدون ذخیره برق
در سال جاری از زمان بهره برداری از خردادماه به سطح خودکفایی ۷۱ درصدی رسیده است. در مجموع 16 درصد از برق مصرفی بوده است که این مقدار در ماه اکتبر به 45 درصد (درجه خودکفایی 70 درصد) و به بیش از 70 درصد در نوامبر (درجه خودکفایی 60 درصد) رسیده است.
هنگامی که سیستم PV برق تولید می کند، مصرف کنندگان به محض رسیدن به مقادیر حد تعیین شده روشن می شوند. اینها عمداً برای عملیات زمستانی کم تنظیم می شوند تا استفاده از برق خود را به حداکثر برسانید و خرید برق اصلی کاهش یابد.
Gamechanger Buffer
اگر خورشید می تابد، پمپ حرارتی می تواند ذخیره سازی بافر را گرم کند. اگرچه با افزایش تعداد درجه‌های ذخیره‌سازی بافر، راندمان کاهش می‌یابد، اما این کمک می‌کند - بسته به نسبت به فضای زندگی - به پل زدن شب بعد یا روز بعد بدون برق اصلی برای گرمایش. حتی در فصلی که خورشید زیاد ظاهر نمی‌شود، ذخیره‌سازی بافر مهم است تا مجبور نباشید برای کارکرد پمپ حرارتی از برق خارجی استفاده کنید. افزودن یک سیستم PV فقط با یک مخزن ذخیره بافر با اندازه صحیح منطقی است.
چه زمانی کدام مصرف کنندگان فعال می شوند:
- از 400 وات خروجی PV: پمپ حرارتی آب گرم با 0.5 کیلووات
- از 1000 وات خروجی PV: WP Master 1.2 کیلو وات (=مصرف 1.7 کیلو وات=منبع شبکه 0.7 کیلووات)
- از 1900 وات خروجی PV: WP Slave 1.2 کیلو وات (=مصرف 2.9 کیلووات=منبع شبکه 1.0 کیلووات)
نتیجه
نیاز به آب گرم و انرژی گرمایشی تا کنون می تواند به طور کامل توسط PV در حدود80% از تمام روزها پوشش داده شود. فقط در روزهای ابری در زمستان و زمانی که برف می‌بارد، PV برق کافی برای کارکردن پمپ‌های حرارتی برای مدت زمان کافی تولید نمی‌کند.
تقریباً 500 کیلووات ساعت عملکرد در دسامبر پیش بینی می شود. البته اینها برای پوشش آب گرم و انرژی گرمایش کافی نیستند، اما به کاهش هزینه های تولید و گرمایش آب گرم کمک می کنند.پمپ های حرارتی در مثال با مقدار COP (به کادر اطلاعات مراجعه کنید) 4.81 داده شده است.
ضریب عملکرد COP (EN14511)
COP مقدار گرمای خروجی را در رابطه با توان الکتریکی مورد استفاده در شرایط خاص نشان می دهد. هر چه مقدار COP بیشتر باشد، پمپ حرارتی کارآمدتر کار می کند. مقدار COP 4 به این معنی است که 1 کیلووات ساعت برق به 4 کیلووات ساعت انرژی حرارتی تبدیل می شود.
با فرض اینکه 400 کیلووات ساعت از 500 کیلووات ساعت مورد انتظار با مقدار COP 4.5 استفاده شود، حداقل1800 کیلووات ساعت انرژی حرارتی می توان تولید کرد.
نتیجه گیری
دوره مشاهده خیلی کوتاه است که بتوان نتیجه ای مستدل گرفت، زیرا دوره گرمایش تاریک در انتظار است.
با این وجود:
سرمایه گذاری در سیستم فتوولتائیک منطقی تر است،هر چه مصرف خود شما بیشتر باشد. مزیت دیگر: پمپ حرارتیاستقلال از سوخت های فسیلیایجاد می کند و سیستم PV به کاهشوابستگی به برق شبکه کمک می کندعلاوه بر سیستم ذخیره انرژی، سیستم به طور قابل توجهی بهبود یافته است. البته در ابتداسرمایه گذاریوجود دارد که تاثیر بسزایی در تامین مالی به خصوص در ساخت خانه دارد، اما نتیجه«هزینه جاری کمتر»برای خیلی ها ارزشش را دارد. این یعنی هزینه های بالای سرمایه گذاری دوباره مستهلک می شود.
