Лучшие практики проектирования фотоэлектрических тепловых насосов

Международная группа исследователей провела обширный обзор моделей, используемых для определения наилучших методов проектирования и моделирования фотоэлектрические тепловые насосные системы (ТН) в различных конфигурациях и определили ключевые показатели эффективности для выработки электроэнергии и общей стоимости жизненного цикла.

«Фотоэлектрические тепловые насосы — это сложные системы, для точного моделирования которых требуются столь же сложные модели», — подчеркнули ученые. «Большинство работающих на солнечной энергии систем HP имеют сложную конструкцию и принципы работы, соответствующие конкретным средам или структурам. Поэтому их соответствующая производительность меняется в зависимости от граничных условий и характерных параметров».

В частности, в исследовательской работе рассматриваются все модели ТЭЦ, работающих на солнечных батареях, в разных странах, типы программного обеспечения, используемого для моделирования и проверки систем, и стратегии их управления, а также подробности передовых практических подходов и экономические и политические последствия замены систем отопления на пропане тепловыми насосами.

В этой статье также представлен ряд инструментов для проведения технико-экономического анализа теплового насоса PV. В ней описываются моделирование и граничные условия для каждого компонента системы, а также альтернативы и мотивы для их неиспользования в зависимости от типа системы.

Предлагаемая методология объединяет пять различных моделей из нескольких компьютерных программ в единый аналитический инструмент, который, как сообщается, выдает точные ключевые показатели для технического, экономического и климатического анализа воздействия.

«Microsoft Excel использовался, но мог быть обработан в LibreOffice Calc», — отмечают ученые. Цель этого обзора — не выделить или рекомендовать какую-либо конкретную модель или инструмент, а скорее обсудить несколько моделей для каждого компонента общей модели сборки. Как показано в предыдущих обзорах, существует несколько программных инструментов, которые могут выполнять моделирование одновременно, а именно TRNSYS, Polysun, EnergyPlus или IDA ICE».

Ученые пришли к выводу, что фотоэлектрические тепловые насосы уже обеспечивают явные экономические и экологические преимущества, и что накопление электрической и тепловой энергии может еще больше их усилить. Однако основным препятствием для их внедрения остаются высокие первоначальные затраты.

По словам команды, инструменты моделирования с открытым исходным кодом, такие как SAM, EnergyPlus и OCHRE, обеспечивают широкий доступ к высококачественным симуляциям, помогая потребителям и политикам принимать обоснованные решения.

«Во-вторых, чтобы гарантировать максимальную точность этих будущих моделей, спонсоры исследований и правительства должны поощрять открытые данные и обмен ими, чтобы упростить проверку будущих моделей и обеспечить надежную и достоверную среду моделирования», — заключают они. Кроме того, открытая разработка оборудования различных компонентов системы может еще больше снизить капитальные затраты и помочь ускорить необходимое масштабирование, чтобы позволить технологии раскрыть весь свой потенциал».

Их результаты были опубликованы в статье под названием «Передовые методы технико-экономического анализа солнечных фотоэлектрических тепловых насосов в холодном климате” в журнале Energy and Buildings. Исследовательская группа состояла из ученых из Университета Западной Канады и Королевского технологического института в Швеции.