هل من المنطقي الجمع بين المضخة الحرارية والنظام الكهروضوئي؟ من حق بناة المنازل أن يسألوا أنفسهم هذا السؤال، لأنه إذا كنت تعتمد على نظام تدفئة مستدام، فمن الصواب فقط إنتاج بعض الكهرباء اللازمة للتشغيل بنفسك، أليس كذلك؟
حسب الحالة الأولية
الإجابة المختصرة هي: نعم، بالطبع منطقي. ومع ذلك يجب أن تؤخذ في الاعتبار العديد من العوامل التي تؤثر على الإجابة التفصيلية:
- ما هي مساحة المعيشة المتوفرة لدي؟
- كم عدد الأشخاص الذين يعيشون في المنزل (متطلبات الماء الساخن)؟
- ما هي مساحة السطح المتوفرة؟
- ما هو ميل السقف/اتجاهه المتوفر؟
- القرار: "الاستثمار" مقابل "ارتفاع تكاليف التشغيل"
يمكن لشركة متخصصة تقديم نصائح وحسابات موثوقة لحالتك.
هل ترغب في تحديث مضخة حرارية في مبنى قديم؟ وهذا يتطلب المزيد من الأسئلة:
- هل يوجد تدفئة تحت الأرضية؟
- هل يتمتع المنزل بعزل حراري جيد؟
- هل هناك مساحة كافية في المنزل/العقار؟
دراسة حالة: المضخات الحرارية للمياه المالحة مع الطاقة الكهروضوئية
تم تركيب مضخات حرارية للمياه المالحة(WP)، كل منها بقدرة 6 كيلووات مع استهلاك طاقة يبلغ حوالي 1.2 كيلووات + 1.6 متر مكعب من المخزن المؤقت. تتميز المضخات الحرارية الصغيرة باستهلاك أقل للطاقة، بحيث تستهلك الكهرباء الخاصة بها بكفاءة حتى مع انخفاض إنتاجية الطاقة الكهروضوئية.ينقسم النظام الكهروضوئي إلى سطحين للسقف بميل قدره 25 درجة ويحقق حوالي 16 كيلوواط أقصى. سيتم استكمال النظام بنظام تخزين الكهرباء بقدرة 12 كيلووات في الساعة من أجل تحقيق مستوى أعلى من الاستهلاك الذاتي والاكتفاء الذاتي.
هل 16 كيلو وات كبيرة الحجم؟
نعم ولا. كلما زادت الطاقة بالكيلوواط، فإن:
- نسبة أقل للاستهلاك الذاتي في الصيف (=تنتج كهرباء أغلى مما تغذيها)
- تغطية أعلى للاحتياجات الشخصية في الشتاء
الحالة: المنزل، عائلة مكونة من 4 أشخاص
توليد الماء الساخن عن طريق مضخة تسخين الماء الساخن، بدون تخزين الكهرباء
في العام الحالي تم تحقيق مستوى اكتفاء ذاتي بنسبة 71% منذ بدء تشغيله في يونيو. تم استهلاك ما مجموعه 16% من الكهرباء ذاتيًا، مع ارتفاع هذه القيمة بالفعل إلى 45% في أكتوبر (درجة الاكتفاء الذاتي 70%) وإلى أكثر من 70% في نوفمبر (درجة الاكتفاء الذاتي 60%).
عندما ينتج النظام الكهروضوئي الكهرباء، يقوم المستهلكون بتشغيله بمجرد الوصول إلى القيم المحددة. يتم ضبطها على مستوى منخفض عمدًا للتشغيل في فصل الشتاء بحيث يتم تعظيم استخدام الكهرباء الخاصة بك وتقليل شراء الكهرباء الرئيسية.
متغير قواعد اللعبة
إذا كانت الشمس مشرقة، يمكن للمضخة الحرارية تسخين المخزن المؤقت. على الرغم من أن الكفاءة تنخفض مع زيادة عدد الدرجات في المخزن المؤقت، إلا أن ذلك يساعد - اعتمادًا على النسبة إلى مساحة المعيشة - على سد الليلة التالية أو اليوم التالي تمامًا بدون طاقة رئيسية للتدفئة. حتى في الموسم الذي لا تظهر فيه الشمس كثيرًا، يعد التخزين المؤقت أمرًا مهمًا حتى لا تضطر إلى استخدام كهرباء خارجية لتشغيل المضخة الحرارية. إن إضافة نظام كهروضوئي أمر منطقي فقط مع وجود خزان تخزين مؤقت ذو حجم صحيح.
متى سيتم تفعيل المستهلكين:
- من 400 واط من الطاقة الكهروضوئية: مضخة حرارية للماء الساخن بقدرة 0.5 كيلوواط
- من 1000 واط من مخرجات الطاقة الكهروضوئية: WP Master 1.2 كيلووات (=استهلاك 1.7 كيلووات=0.7 كيلووات من إمدادات الشبكة)
- من خرج الطاقة الكهروضوئية بقدرة 1900 واط: WP الرقيق 1.2 كيلوواط (=استهلاك 2.9 كيلوواط=1.0 كيلوواط من إمدادات الشبكة)
النتيجة
يمكن حتى الآن تغطية الحاجة إلى الماء الساخن وطاقة التدفئة بالكامل بواسطة الطاقة الكهروضوئية تقريبًا80% من جميع الأيام. فقط في الأيام الملبدة بالغيوم في الشتاء وعندما يكون هناك ثلوج، لن تنتج الطاقة الكهروضوئية ما يكفي من الكهرباء لتشغيل المضخات الحرارية لفترة كافية من الزمن.
من المتوقع إنتاج حوالي 500 كيلووات ساعة في ديسمبر. وبطبيعة الحال، هذه ليست كافية لتغطية الماء الساخن وطاقة التدفئة، لكنها تساعد في تقليل تكاليف إنتاج الماء الساخن والتدفئة.يتم إعطاء المضخات الحرارية في المثال بقيمة COP (انظر مربع المعلومات) بقيمة 4.81.
معامل الأداء COP (EN14511)
يشير COP إلى قيمة خرج الحرارة بالنسبة للطاقة الكهربائية المستخدمة في ظل ظروف معينة. كلما زادت قيمة COP، زادت كفاءة عمل المضخة الحرارية. قيمة COP البالغة 4 تعني أنه يتم تحويل 1 كيلووات ساعة من الكهرباء إلى 4 كيلووات ساعة من الطاقة الحرارية.
بافتراض أنه تم استخدام 400 كيلووات ساعة من الـ 500 كيلووات ساعة المتوقعة بقيمة COP 4.5، على الأقل1,800 كيلووات ساعة من الطاقة الحرارية يمكن توليدها.
الخلاصة
فترة المراقبة قصيرة جدًا بحيث لا يمكن استخلاص نتيجة مبررة، لأن فترة التسخين المظلمة معلقة.
ومع ذلك:
الاستثمار في النظام الكهروضوئي أمر أكثر منطقية،كلما زاد استهلاكك الخاص. ميزة أخرى: المضخة الحرارية تخلقالاستقلال عن الوقود الأحفوريوالنظام الكهروضوئي يساعد على تقليلالاعتماد على شبكة الكهرباءبالإضافة إلى نظام تخزين الطاقة، تم تحسين النظام بشكل ملحوظ. طبعا في البداية هناكاستثمارات، والتي لها تأثير كبير على التمويل، وخاصة عند بناء منزل، ولكن النتيجة“تكاليف تشغيل أقل”يستحق ذلك للكثيرين. وهذا يعني أنه يتم إطفاء تكاليف الاستثمار المرتفعة مرة أخرى.
