Ar fotovoltiniai šilumos siurbliai gali užtikrinti nepertraukiamą šildymą 24 valandas per parą?
Vadovaujantis Kinijos dvigubais anglies dioksido išmetimo tikslais, fotovoltinės (FV) šilumos siurblių sistemos tapo pirmaujančiu švaraus šildymo sprendimu, išnaudodamos saulės energijos gamybos ir šilumos siurblių technologijos sinergiją. Tačiau, kadangi FV sistemos priklauso nuo saulės šviesos, ar jos tikrai gali užtikrinti šildymą visą parą? Šiame straipsnyje nagrinėjama, kaip FV šilumos siurbliai užtikrina nepertraukiamą šildymą ir jų praktinį pritaikymą.
Kaip veikia PV šilumos siurbliai
PV šilumos siurblio sistema apima du pagrindinius komponentus:
Fotovoltinės energijos gamybaSaulės baterijos dienos šviesoje saulės šviesą paverčia elektra, tiesiogiai maitindamos šilumos siurblį arba kaupdamos perteklinę energiją baterijose.
Šilumos siurblio veikimasSistema išgauna žemos temperatūros šiluminę energiją iš oro, vandens ar geoterminių šaltinių ir panaudoja ją patalpų šildymui arba karšto vandens tiekimui.
Šildymo visą parą užtikrinimas: pagrindinės strategijos
1. Saulės energija + energijos kaupimas: naktinio atotrūkio mažinimas
Dienos metuSaulės energija teikia pirmenybę šilumos siurblio veikimui, o perteklinė elektra kaupiama ličio jonų arba švino rūgšties baterijose.
Nakties / debesuotaŠilumos siurblį maitina sukaupta energija, palaikant pastovų šildymą nepriklausant nuo tinklo.
2. Hibridinės energijos atsarginės sistemos
Tinklo ryšysAutomatinis perjungimas prie tinklo užtikrina stabilumą ilgais mažai saulės šviesos laikotarpiais.
Kelių šaltinių integracijaPažangiose sistemose ekstremaliomis sąlygomis kaip papildomi šilumos šaltiniai gali būti naudojami vėjo energija arba dujiniai katilai.
3. Pažangus energijos valdymas Adaptyvus valdymasDirbtiniu intelektu valdomos sistemos dinamiškai reguliuoja šilumos siurblio galią pagal realaus laiko veiksnius, tokius kaip saulės spinduliuotė, temperatūra ir vartotojų poreikiai.
Nuspėjamoji priežiūraNuotolinio stebėjimo platformos anksti aptinka našumo anomalijas, taip sumažindamos prastovas.
Realaus pasaulio programos apie mus
Gyvenamasis naudojimasSaulės gausiuose regionuose, tokiuose kaip Šiaurės Kinija (Huabėjus) ir Šiaurės vakarų Kinija (Xibejus), namų ūkiai su 10+ kWh akumuliatorinėmis sistemomis praneša apie sklandų šildymą 24 valandas per parą.
Komerciniai projektaiDidelės apimties PV šilumos siurblių sistemos su „"hsolar“ + kaupimo + tinklelio integracija buvo dislokuotos mokyklose, ligoninėse ir gamyklose, o žiemos bandymų metu parodė 99 % šildymo patikimumą.
Iššūkiai ir inovacijos apie mus
Sąnaudų aspektaiDidelės pradinės investicijos į baterijas tebėra kliūtis, nors per visą gyvavimo ciklą sutaupytos lėšos atsveria pradines išlaidas per 5–8 metus.
Geografinis prisitaikymasRegionams, kuriuose mažai saulės šviesos arba labai šalta, reikalingi individualūs projektai, pavyzdžiui, per dideli saugojimo įrenginiai arba hibridinės atsarginės sistemos.
Derindamos fotovoltinę gamybą, energijos kaupimą ir išmaniąsias valdymo technologijas, PV šilumos siurblių sistemos iš tiesų gali užtikrinti nepertraukiamą šildymą 24 valandas per parą. Mažėjant akumuliatorių sąnaudoms ir tobulėjant dirbtinio intelekto optimizavimui, šios sistemos yra pasirengusios pakeisti tvarų šildymą.