Що таке гібридний тепловий насос?
Гібридний тепловий насос скорочує витрати на електроенергію на 55% і залежність від енергомережі на 75%. Пристрій використовує оптимізацію на основі ШІ, опалення та накопичення енергії в акумуляторах.
Які переваги нового пристрою?
Тепловий насос, що працює від енергії сонця і вітру, був розроблений групою вчених з Шеньянського університету Цзяньчжу і Шанхайського університету Цзяотун у Китаї. Він підвищує енергоефективність житлових будинків за рахунок інтеграції накопичення теплової та електричної енергії, пише interestingengineering.com.
Дослідники виявили, що оптимізована гібридна система знизила наведену вартість енергії щонайменше на 54,7% і підвищила загальну продуктивність на 4% порівняно з базовими системами. Коефіцієнт незалежності системи, показник залежності від мережі, знизився на 75%.
Які технології використовуються в системі?
За словами вчених, проєкт був заснований на проєкті енергозберігаючого житлового будинку (LERB) в Шеньяні, на північному сході Китаю. Морозні зими і спекотне літо в цьому регіоні створили ідеальні умови для перевірки енергоефективності.
Двоповерхова будівля площею 334,8 квадратних метра мала близько 130 квадратних метрів покрівлі, придатної для сонячних панелей. Годинна сонячна радіація на об’єкті коливалася від 0 до 0,3 кіловат-годин на квадратний метр (кВт⋅год/м²) протягом року.
Дослідники інтегрували в систему фотоелектричні модулі потужністю 550 Вт і вітряні турбіни потужністю 3 кВт. Система підтримувалася акумулятором ємністю 40 кВт⋅год і резервуаром для води з фазоперехідними матеріалами (PCM) для акумулювання тепла. Вона використовувала два теплових насоси: геотермальний тепловий насос (GSHP) і повітряний тепловий насос (ASHP), а також геотермальні теплообмінники (GSE) для передачі тепла між системою та ґрунтом.
GSHP забирав тепло з-під землі взимку і віддавав надлишки тепла назад у землю в теплі місяці. ASHP, своєю чергою, доповнював систему при зміні умов навколишнього середовища.
Для підвищення ефективності команда впровадила двоетапний процес оптимізації. На першому етапі визначили ідеальну конфігурацію системи. На другому — система автоматично балансувала вироблення відновлюваної енергії, споживання тепла і накопичення енергії в акумуляторних батареях залежно від сезону.
Оптимальна конфігурація вітро-фтоелектричного теплового насоса включала сонячну енергію потужністю 13,12 кВт, дві вітрові турбіни, акумуляторні батареї ємністю 25,46 кВт⋅год, геотермальний тепловий насос потужністю 6,17 кВт і резервуар для води площею 2,76 квадратних метра.
Раніше ми писали про те, що у Франції цілодобово подається безкоштовна “синя” енергія. Вчені з Паризького політехнічного інституту зробили важливий прорив у галузі осмотичної енергії, яку також називають “синьою”.
