Systemy hybrydowe Pompa ciepła – kolektory słoneczne PVT
advertisement
Systemy hybrydowe Pompa ciepła – kolektory słoneczne PVT System 1 – „równoległy” (powszechnie oferowany przez producentów pomp ciepła i/lub kolektorów słonecznych takich jak Viessmann, Vaillant, Nibe, Bosch, … ) •Poszczególne elementy systemu nie wpływają na pracę innych •Systemy regulacji zwykle pracuje niezależnie •Energia słoneczna wykorzystywana wyłącznie na potrzeby cwu •Wymagane obniżenie parametrów obliczeniowych instalacji co •Zwiększenie sezonowego współczynnika wydajności pompy SPF •Brak aktywnej regeneracji gruntowego wymiennika ciepła •Zmniejszenie obciążenia wymiennika gruntowego głównie w okresie letnim. System 2 – „aktywna regeneracja” (oferowany przez IDM Energie Systeme, Immosolar, Schueco, Roth Werke) •Aktywne wykorzystanie energii słonecznej do wspomagania gruntowego wymiennika ciepła •Aktywna regeneracja może spowodować wysuszenie gruntu w bezpośrednim sąsiedztwie wymiennika •Problemem może być również odpływ zakumulowanego ciepła wraz z przepływem wód gruntowych. Występowanie tego zjawiska zależy od lokalnych warunków i może znacząco ograniczyć zalety ‘regeneracji” gruntowego wymiennika ciepła lub całkowicie j e wyeliminować •System umozliwia zwiększenie u zysku energii z kolektorów poprzez zapobieżenie stagnacji podczas maksymalnego nasłonecznienia oraz małych rozbiorów cwu System 3 – „duży zbiornik buforowy” (Chemowerk – CEMO, Soltex, Thermosolar) •Zbiornik buforowy ma dużą pojemność (przynajmniej 800 l) i służy jako dolne źródło dla pompy ciepła •W przypadku braku energii w buforze, pompa ciepła używa wymiennika gruntowego ciepła •Z uwagi na większą ilość komponentów ( np. 2 zbiorniki) system jest droższy i wymaga zwiększonej powierzchni zabudowy oraz bardziej rozbudowanego systemu regulacji •Brak aktywnej „regeneracji” wymiennika gruntowego •System umożliwia podwyższenie temperatury w parowniku oraz zwiększenie uzysku energii słonecznej z kolektorów System 4 – „Maksymalna integracja” (SolvisMax - SOLVIS) •Sercem systemu jest zasobnik ciepła ze stratyfikacją temperatury •Skraplacz pompy ciepła umieszczony bezpośrednio w zasobniku •Głównym źródłem energii są kolektory słoneczne (zwiększona powierzchnia w stosunku do typowych rozwiązań) •Brak aktywnej regeneracji gruntowego wymiennika ciepła oraz wspomagania dolnego źródła przez energie słoneczną •Kombinacja podobna jak w systemie 1 ale integracja w głównym zbiorniku buforowym (system kombinowany) •Przygotowanie cwu poprzez zewnętrzny wymiennik ciepła System 5 – „Kolektory odkryte” (kilka przykładów) •System wykorzystuje odkryte kolektory słoneczne wyłącznie do podwyższenia temperatury parowacza pompy ciepła lub w sprzyjających warunkach regeneracji wymiennika gruntowego, nie podgrzewa bezpośrednio cwu •Zastosowanie kolektorów odkrytych obniża koszty inwestycyjne systemu •Łatwiejsze dostosowanie i integracja kolektorów ze względu na kształt budynku •Podobnie jak w innych systemach z aktywną „regeneracją” wymiennika gruntowego możliwe zmniejszenie głębokości wymiennika •Ciekawą opcja może być zastosowanie „ściany słonecznej” jako źródła ciepła System 6 – „System ogrzewania słonecznego” (SOLAREA – Consolar, inne systemy wykorzystujące zasobniki lód – woda np. Aquasol, terra sunenergy) •Główne elementy systemu: specjalnie skonstruowany hybrydowy kolektor słoneczny z wymiennikiem powietrze – solanka, pompa ciepła, zasobnik cwu, zasobnik lód – woda •Zasobnik lód – woda gromadzi ciepło oddane przez kolektor w trybie pracy konwekcyjnej •Pompa ciepła wykorzystuje ciepło zgromadzone w zasobniku lodowym do produkcji ciepła na potrzeby co i cwu •Niska temperatura zasobnika lodowego eliminuje prawie całkowicie straty magazynowania energii •Nie wymagany jest wymiennik gruntowy •Hybrydowy kolektor słoneczny wykorzystuje energię promieniowania lub ciepło powietrza zewnętrznego System 6 – „System ogrzewania słonecznego” (SOLAREA – Consolar) System 6 – „System ogrzewania słonecznego” (SOLAREA – Consolar – Hybrydowy kolektor słoneczny System 7 – „Pompa ciepła powietrze - woda” (SOLution, Ratiotherm) •Główne elementy systemu: kolektory słoneczne, pompa ciepła powietrze – woda, zasobnik kombinowany •Pompa ciepła pobiera energię z kolektorów słonecznych lub powietrza zewnętrznego (ale nie tak jak w systemie 6 gdy kolektor jest wykorzystywany jako wymiennik powietrze – woda) •Nie jest wymagany wymiennik gruntowy System 7a – Kolektory wspomagają bezpośrednio dolne źródło pompy ciepła System 7a – Kolektory wspomagają bezpośrednio dolne źródło pompy ciepła Integracja systemów radykalnie podnosi efektywność kolektorów słonecznych System 8 – „Pompa ciepła bezpośredniego działania” (kilka przykładów zastosowań) •Pompa ciepła wykorzystuje kolektor słoneczny wypełniony czynnikiem chłodniczym do podwyższenia temperatury parowacza •Wykorzystanie wymienników ciepła zminimalizowane •Zastosowanie w ciepłym klimacie Absolicon X10 - Double Solar Technology™ X10 jest kolektorem, który jednocześnie produkuje dwa rodzaje energii: ciepło i energię elektryczną. W jednym urządzeniu zintegrowano baterie fotowoltaiczną i cieczowy kolektor skupiający. X10 jest zbudowany z parabolicznego zwierciadła skupiajacego promieniowanie na odbiorniku pokrytym cienkowarstwowymi ogniwami fotowoltaicznymi najnowszej generacji. Urzadzenie jest wyposażone w automatyczny układ śledzący słońce, tak aby w każdym momencie promieniowanie było skupiane na ogniwach. Układ regulacji ma wdudowany program zabezpieczający urządzenie przed przegrzaniem oraz silnym wiatrem. Dane techniczne Koukfarm - Dairy Solar Energy Installation Installation Ollarsgarden, Sweden http://www.absolicon.com/_solar_collector/1027_x10_eng.php Zastosowania Installation Centro Forestal Sueco, Spain Installation Seville, Spain •Szpitale •Budynki mieszkalne •Budynki użyteczności publicznej •Przemysł First installation in Spain Hybrid Air Collectors - GRAMMER SOLAR PVT – Energia elektryczna i ciepło z jednego urządzenia • • • Zwiększenie produkcji energii elektrycznej poprzez chłodzenie ogniw fotowoltaicznych Darmowe ciepło w postaci podgrzanego powietrza Maksymalne wykorzystanie energii słonecznej z 10m2 kolektora → 1,3 kWpel + 4 kWptherm= 5,3 kWptotal Zasada działania: Jedynie 15% padającego promieniowania słonecznego jest konwertowane prze ogniwo na energię elektryczną. Pozostała część zamienia się w ciepło co w istotny sposób redukuje produkcję energii elektrycznej przez ogniwo. Konieczne jest zatem zapewnienie skutecznego odprowadzania ciepła z ogniw, co zwykle realizowane jest poprzez wentylowanie spodniej części panelu. Kolektor hybrydowy Grammer Solar chłodzony jest aktywnie przez system wentylacji, co z kolei umożliwia wykorzystanie podgrzanego powietrza. Hybrid Air Collectors PVT – Energia elektryczna i ciepło z jednego urządzenia Dane techniczne: • • • • Wymiary L x B x H 1732 x 1000 x 175 mm Powierzchnia kolektora 1,73 m² Długość rzędu 10 – 40 m (6 - 23 collectors) Wydajność elektryczna* PMpp 230 Wp Sprawność elektryczna* 13% Napięcie* Uoc/ UMpp 36,5 / 29,0 V Natężenie* Isc/ IMpp 8,71 / 7,94 A * Warunki standardowe: 1000W/m²; 25°C; AM 1,5 Wydajność cieplna** 690 Wp Sprawnośc cieplna** 40% Wzrost temperatury ** 20K Strumień objętości na m² 40-100 m³/h Strumień objętości na rząd 800-2000 m³/h Temperatura równowagi Tmax 100°C ** Natężenie promieniowania: 800W/m²; Strumień objętości na m² kolektora: 50m³/h Sposoby instalacji Montaż Na dachu lub wolnostojąca, Montaż na fasadzie Energia elektryczna Połączenie z siecią przez inverter Ciepło Bezpośrednie wykorzystanie podgrzanego powietrza do wentylacji lub suszenia, układ recyrkulacji Obejście, gdy nie jest potrzebne ciepło
