Το ΕΚΕΤΑ/ΙΔΕΠ ως μέρος μιας ευρωπαϊκής ερευνητικής ομάδας διεξήγαγε μια μελέτη σχετικά με την απόδοση ενός υβριδικού συστήματος
Ερευνητές από το Ελληνικό Κέντρο Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης/Ινστιτούτο Χημικών Διεργασιών και Ενεργειακών Πόρων (ΕΚΕΤΑ/ΙΔΕΠ), αποτέλεσαν μέρος μιας διεθνούς ερευνητικής ομάδας που διεξήγαγε μια μελέτη για φωτοβολταϊκά.
Συγκεκριμένα αφορούσε τον τρόπο με τον οποίο οι φωτοβολταϊκές αντλίες θερμότητας και η τηλεθέρμανση θα μπορούσαν να συνδυαστούν για τη θέρμανση μιας πολυκατοικίας στο Γκέτεμποργκ της Σουηδίας.
Από τους 3 συνδυασμούς που αξιολόγησαν, διαπίστωσαν ότι η χρήση των αντλιών θερμότητας ως κύριας πηγής θερμότητας ήταν η «πιο επωφελής λύση» όσον αφορά το λειτουργικό κόστος και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
Ακόμη μελέτησαν την απόδοση ενός υβριδικού συστήματος φωτοβολταϊκής αντλίας θερμότητας (HP) και τηλεθέρμανσης (DH).
Προσομοιώθηκε μέσω του λογισμικού TRNSYS, με βάση τις πραγματικές παραμέτρους του κτιρίου.
Τα ευρήματα παρουσιάστηκαν στο άρθρο «Ανάλυση ενός υβριδικού συστήματος θέρμανσης με TRNSYS: τηλεθέρμανση, αντλίες θερμότητας και φωτοβολταϊκά σε πολυκατοικία», που δημοσιεύτηκε στο Energy & Buildings.
Στη μελέτη συμμετείχαν ακόμη ερευνητές από το Ισπανικό Fundacion CARTIF και τα Σουηδικά Ερευνητικά Ινστιτούτα RISE της Σουηδίας.
«Το κτίριο είναι ένα 5όροφο δοκιμαστικό κέντρο, με την ονομασία HSB Living Lab, με 29 διαμερίσματα.
Μπορεί να υποτεθεί ότι το κτίριο είναι πάντα κατειλημμένο, ακόμη και κατά την περίοδο των καλοκαιρινών διακοπών.
Ο καιρός στο Γκέτεμποργκ χαρακτηρίζεται από εύκρατο θαλάσσιο κλίμα με δροσερά καλοκαίρια και ήπιους χειμώνες. Η ετήσια βροχόπτωση είναι περίπου 850 mm, ομοιόμορφα κατανεμημένη καθόλη τη διάρκεια του έτους.
Το φως της ημέρας διαρκεί μεταξύ 6 και 18 ωρών την ημέρα, ανάλογα με την εποχή» δήλωσε η ομάδα.
Τεχνικό σκέλος
Το σύστημα θέρμανσης αποτελείται από 2 αντλίες θερμότητας αέρα-νερού, τηλεθέρμανση και έναν βοηθητικό ηλεκτρικό θερμαντήρα. Κάθε αντλία θερμότητας διαθέτει συνολική παροχή αέρα 1.500 L/s και ονομαστική θερμαντική ισχύ 9,8 kW.
Η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας του συμπιεστή είναι 2,31 kW και του φυσητήρα 0,18 kW.
Το σύστημα θέρμανσης τροφοδοτεί 3 δεξαμενές νερού 0,5 m³ (μία για ζεστό νερό χρήσης, μία δεύτερη για τα καλοριφέρ και μία τρίτη για το δάπεδο ακτινοβολίας).
Στην οροφή και σε μία πρόσοψη του κτιρίου, υπάρχουν φωτοβολταϊκά πάνελ συνολικής επιφάνειας 186 m² και μέγιστης ισχύος 17,1 kW. Αυτά συνδέονται με μια ηλεκτρική μπαταρία 7,2 kWh.
Στρατηγικές ελέγχου
Οι επιστήμονες εξέτασαν 3 στρατηγικές ελέγχου για την κάλυψη της θερμικής ζήτησης του κτιρίου.
Αυτές είναι: λειτουργία με προτεραιότητα στην τηλεθέρμανση, λειτουργία με προτεραιότητα στις αντλίες θερμότητας και λειτουργία μόνο με τηλεθέρμανση. Η σύγκριση επικεντρώθηκε στις θερμικές ποσότητες, την κατανάλωση και παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, το κόστος ενέργειας και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
Η προσομοίωση έλαβε υπόψη ότι η ετήσια θερμική ζήτηση του κτιρίου είναι 26.240 kWh για ζεστό νερό οικιακής χρήσης και 42.067 kWh για θέρμανση χώρου.
Στην περίπτωση της προτεραιότητας στην τηλεθέρμανση, η τηλεθέρμανση παρείχε 39.189 kWh, οι θερμαντικές μονάδες 27.099 kWh, με μηνιαίο συντελεστή απόδοσης (COP) 2,2 έως 3,4, και ο ηλεκτρικός θερμαντήρας παρείχε 4.361 kWh.
Από την άλλη πλευρά, όταν χρησιμοποιήθηκε η στρατηγική ελέγχου προτεραιότητας αντλίας θερμότητας, η θέρμανση παρείχε 16.406 kWh, η ηλεκτρική θερμάστρα είχε αμελητέα συνεισφορά και οι αντλίες θερμότητας παρείχαν 54.346 kWh με COP που κυμαινόταν από 2,2 έως 4. Τέλος, όταν χρησιμοποιήθηκε μόνο τηλεθέρμανση, παρείχε 70.970 kWh, ενώ η συνεισφορά της ηλεκτρικής θερμάστρας ήταν και πάλι αμελητέα.
Αποτελέσματα
Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, το ετήσιο κόστος για την τηλεθέρμανση και την ηλεκτρική ενέργεια ήταν 2.627 € (3.081 $), 4.348 € και 6.312 € για τις στρατηγικές ελέγχου με προτεραιότητα την αντλία θερμότητας, την προτεραιότητα τηλεθέρμανσης και την τηλεθέρμανση μόνο, αντίστοιχα. Είχαν 7.865 kg, 13.716 kg και 21.854 kg εκπομπών ισοδύναμου CO2, αντίστοιχα.
Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η χρήση θερμικών λαμπτήρων ως κύρια πηγή θερμότητας σε πολυκατοικίες ήταν η «πιο ευεργετική λύση» όσον αφορά το λειτουργικό κόστος και τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
«Η ετήσια πλεονάζουσα ενέργεια φωτοβολταϊκών συστοιχιών ισούται με 10.934 kWh.
Είναι υψηλή κατά τους ζεστούς μήνες και χαμηλή κατά τους κρύους μήνες.
Στη στρατηγική ελέγχου με προτεραιότητα τηλεθέρμανσης, 1.603 kWh αυτής της πλεονάζουσας ενέργειας έχει τη δυνατότητα να τροφοδοτήσει τις αντλίες θερμότητας, με αποτέλεσμα τη μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας των αντλιών θερμότητας κατά 14,8%.
Στη στρατηγική ελέγχου με προτεραιότητα στις αντλίες θερμότητας, 2.805 kWhe αυτής της πλεονάζουσας ενέργειας έχουν τη δυνατότητα να τροφοδοτήσουν τις αντλίες θερμότητας, με αποτέλεσμα τη μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας των αντλιών θερμότητας κατά 13,5%», πρόσθεσε η ομάδα.
www.worldenergynews.gr
