ಜರ್ಮನಿಯ ಫ್ರೌನ್ಹೋಫರ್ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಫಾರ್ ಸೋಲಾರ್ ಎನರ್ಜಿ ಸಿಸ್ಟಮ್ಸ್ (ಫ್ರೌನ್ಹೋಫರ್ ಐಎಸ್‌ಇ) ನಡೆಸಿದ ಹೊಸ ಸಂಶೋಧನೆಯು, ಮೇಲ್ಛಾವಣಿ ಪಿವಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಬ್ಯಾಟರಿ ಸಂಗ್ರಹಣೆ ಮತ್ತು ಶಾಖ ಪಂಪ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುವುದರಿಂದ ಶಾಖ ಪಂಪ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಗ್ರಿಡ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಮೇಲಿನ ಅವಲಂಬನೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ.
ವಸತಿ ಮೇಲ್ಛಾವಣಿ ಪಿವಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಶಾಖ ಪಂಪ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೇಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಫ್ರೌನ್ಹೋಫರ್ ಐಎಸ್‌ಇ ಸಂಶೋಧಕರು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ.
1960 ರಲ್ಲಿ ಜರ್ಮನಿಯ ಫ್ರೀಬರ್ಗ್‌ನಲ್ಲಿ ನಿರ್ಮಿಸಲಾದ ಏಕ-ಕುಟುಂಬದ ಮನೆಯಲ್ಲಿ ಸ್ಮಾರ್ಟ್-ಗ್ರಿಡ್ (SG) ಸಿದ್ಧ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ PV-ಶಾಖ ಪಂಪ್-ಬ್ಯಾಟರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಅವರು ನಿರ್ಣಯಿಸಿದರು.
"ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಕಂಟ್ರೋಲ್ ನಿಗದಿತ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ ಶಾಖ ಪಂಪ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ" ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕ ಶುಭಮ್ ಬರಾಸ್ಕರ್ ಪಿವಿ ನಿಯತಕಾಲಿಕೆಗೆ ತಿಳಿಸಿದರು. "SG-ರೆಡಿ ಕಂಟ್ರೋಲ್ ಬಿಸಿನೀರಿನ ತಯಾರಿಕೆಗಾಗಿ ಪೂರೈಕೆ ತಾಪಮಾನವನ್ನು 4.1 ಕೆಲ್ವಿನ್ ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು, ಇದು ನಂತರ ಋತುಮಾನದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಅಂಶವನ್ನು (SPF) 5.7% ರಷ್ಟು 3.5 ರಿಂದ 3.3 ಕ್ಕೆ ಇಳಿಸಿತು. ಇದಲ್ಲದೆ, ಸ್ಪೇಸ್ ಹೀಟಿಂಗ್ ಮೋಡ್‌ಗಾಗಿ ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಕಂಟ್ರೋಲ್ SPF ಅನ್ನು 5.0 ರಿಂದ 4.8 ಕ್ಕೆ 4% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿತು."
SPF ಎಂಬುದು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಗುಣಾಂಕ (COP) ಗೆ ಹೋಲುವ ಮೌಲ್ಯವಾಗಿದ್ದು, ವ್ಯತ್ಯಾಸದೊಂದಿಗೆ ಇದನ್ನು ದೀರ್ಘಾವಧಿಯವರೆಗೆ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ವಿಭಿನ್ನ ಗಡಿ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಇರುತ್ತದೆ.
ಬರಾಸ್ಕರ್ ಮತ್ತು ಅವರ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ತಮ್ಮ ಸಂಶೋಧನೆಗಳನ್ನು “ಕ್ಷೇತ್ರ ಮಾಪನ ದತ್ತಾಂಶದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ-ಬ್ಯಾಟರಿ ಶಾಖ ಪಂಪ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ"," ಇದನ್ನು ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗಿದೆಸೌರಶಕ್ತಿ ಪ್ರಗತಿಗಳು.ಪಿವಿ-ಹೀಟ್ ಪಂಪ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಮುಖ್ಯ ಪ್ರಯೋಜನವೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ಕಡಿಮೆ ಗ್ರಿಡ್ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ವೆಚ್ಚಗಳು ಎಂದು ಅವರು ಹೇಳಿದರು.
ಈ ಶಾಖ ಪಂಪ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು 13.9 kW ನೆಲದ ಮೂಲದ ಶಾಖ ಪಂಪ್ ಆಗಿದ್ದು, ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ತಾಪನಕ್ಕಾಗಿ ಬಫರ್ ಸಂಗ್ರಹದೊಂದಿಗೆ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇದು ದೇಶೀಯ ಬಿಸಿನೀರನ್ನು (DHW) ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಂಗ್ರಹಣಾ ಟ್ಯಾಂಕ್ ಮತ್ತು ಸಿಹಿನೀರಿನ ಕೇಂದ್ರವನ್ನು ಸಹ ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ. ಎರಡೂ ಸಂಗ್ರಹಣಾ ಘಟಕಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಹಾಯಕ ಹೀಟರ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಜ್ಜುಗೊಂಡಿವೆ.
ಈ ಪಿವಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ದಕ್ಷಿಣ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ಮುಖ ಮಾಡಿದ್ದು, 30 ಡಿಗ್ರಿಗಳಷ್ಟು ಓರೆ ಕೋನವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಇದು 12.3 ಕಿ.ವ್ಯಾಟ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು 60 ಚದರ ಮೀಟರ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ವಿಸ್ತೀರ್ಣವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಡಿಸಿ-ಜೋಡಣೆಯಾಗಿದ್ದು, 11.7 ಕಿ.ವ್ಯಾಟ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಆಯ್ಕೆಮಾಡಿದ ಮನೆಯು 256 ಮೀ 2 ಬಿಸಿಯಾದ ವಾಸಸ್ಥಳವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ವಾರ್ಷಿಕ ತಾಪನ ಬೇಡಿಕೆ 84.3 ಕಿ.ವ್ಯಾಟ್/ಚ.ಅ.
"ಪಿವಿ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿ ಘಟಕಗಳಿಂದ ಬರುವ ಡಿಸಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಇನ್ವರ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ಎಸಿಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಗರಿಷ್ಠ 12 ಕಿ.ವ್ಯಾಟ್ ಎಸಿ ಪವರ್ ಮತ್ತು 95% ಯುರೋಪಿಯನ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ" ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ವಿವರಿಸಿದರು, ಎಸ್‌ಜಿ-ಸಿದ್ಧ ನಿಯಂತ್ರಣವು ವಿದ್ಯುತ್ ಗ್ರಿಡ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸಲು ಮತ್ತು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಅದಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಸರಿಹೊಂದಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಿದರು. "ಹೆಚ್ಚಿನ ಗ್ರಿಡ್ ಲೋಡ್ ಇರುವ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ, ಗ್ರಿಡ್ ಆಪರೇಟರ್ ಗ್ರಿಡ್ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಶಾಖ ಪಂಪ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಆಫ್ ಮಾಡಬಹುದು ಅಥವಾ ವಿರುದ್ಧ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಬಲವಂತವಾಗಿ ಆನ್ ಮಾಡಬಹುದು."
ಪ್ರಸ್ತಾವಿತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸಂರಚನೆಯಡಿಯಲ್ಲಿ, ಪಿವಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಮನೆಯ ಹೊರೆಗಳಿಗೆ ಬಳಸಬೇಕು, ಹೆಚ್ಚುವರಿಯನ್ನು ಬ್ಯಾಟರಿಗೆ ಪೂರೈಸಬೇಕು. ಮನೆಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಿದ್ದರೆ ಮಾತ್ರ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಗ್ರಿಡ್‌ಗೆ ರಫ್ತು ಮಾಡಬಹುದು. ಪಿವಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿ ಎರಡೂ ಮನೆಯ ಶಕ್ತಿಯ ಬೇಡಿಕೆಯನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗದಿದ್ದರೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಗ್ರಿಡ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು.
"ಬ್ಯಾಟರಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್ ಆದಾಗ ಅಥವಾ ಗರಿಷ್ಠ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗುತ್ತಿರುವಾಗ ಮತ್ತು ಪಿವಿ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಲಭ್ಯವಿರುವಾಗ ಎಸ್‌ಜಿ-ರೆಡಿ ಮೋಡ್ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ" ಎಂದು ಶಿಕ್ಷಣ ತಜ್ಞರು ಹೇಳಿದರು. "ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ತತ್‌ಕ್ಷಣದ ಪಿವಿ ಶಕ್ತಿಯು ಕನಿಷ್ಠ 10 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ಒಟ್ಟು ಕಟ್ಟಡದ ಬೇಡಿಕೆಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುವಾಗ ಟ್ರಿಗ್ಗರ್-ಆಫ್ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಪೂರೈಸಲಾಗುತ್ತದೆ."
ಅವರ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಸ್ವಯಂ-ಬಳಕೆಯ ಮಟ್ಟಗಳು, ಸೌರ ಭಾಗ, ಶಾಖ ಪಂಪ್ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಶಾಖ ಪಂಪ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ದಕ್ಷತೆಯ ಮೇಲೆ PV ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿದೆ. ಅವರು ಜನವರಿಯಿಂದ ಡಿಸೆಂಬರ್ 2022 ರವರೆಗಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ 1-ನಿಮಿಷದ ಡೇಟಾವನ್ನು ಬಳಸಿದರು ಮತ್ತು SG-ರೆಡಿ ನಿಯಂತ್ರಣವು DHW ಗಾಗಿ ಶಾಖ ಪಂಪ್ ಪೂರೈಕೆ ತಾಪಮಾನವನ್ನು 4.1 K ಹೆಚ್ಚಿಸಿದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಕೊಂಡರು. ವರ್ಷದಲ್ಲಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಒಟ್ಟಾರೆ 42.9% ಸ್ವಯಂ-ಬಳಕೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದೆ ಎಂದು ಅವರು ಖಚಿತಪಡಿಸಿದರು, ಇದು ಮನೆಮಾಲೀಕರಿಗೆ ಆರ್ಥಿಕ ಪ್ರಯೋಜನಗಳಾಗಿ ಪರಿಣಮಿಸುತ್ತದೆ.
"[ಶಾಖ ಪಂಪ್] ಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಬೇಡಿಕೆಯನ್ನು PV/ಬ್ಯಾಟರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು 36% ರಷ್ಟು ಪೂರೈಸಿದೆ, ದೇಶೀಯ ಬಿಸಿನೀರಿನ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ 51% ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ತಾಪನ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ 28% ರಷ್ಟು" ಎಂದು ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು ವಿವರಿಸಿದೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಿಂಕ್ ತಾಪಮಾನವು DHW ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಶಾಖ ಪಂಪ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು 5.7% ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ತಾಪನ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ 4.0% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಿದರು.
"ಸ್ಪೇಸ್ ಹೀಟಿಂಗ್‌ಗಾಗಿ, ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಕಂಟ್ರೋಲ್‌ನ ಋಣಾತ್ಮಕ ಪರಿಣಾಮವೂ ಕಂಡುಬಂದಿದೆ" ಎಂದು ಬರಾಸ್ಕರ್ ಹೇಳಿದರು. "SG-ರೆಡಿ ಕಂಟ್ರೋಲ್ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ, ಹೀಟ್ ಪಂಪ್, ಹೀಟಿಂಗ್ ಸೆಟ್ ಪಾಯಿಂಟ್ ತಾಪಮಾನಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಪೇಸ್ ಹೀಟಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತಿತ್ತು. ಏಕೆಂದರೆ ನಿಯಂತ್ರಣವು ಬಹುಶಃ ಸ್ಟೋರೇಜ್ ಸೆಟ್ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು ಮತ್ತು ಸ್ಪೇಸ್ ಹೀಟಿಂಗ್‌ಗೆ ಶಾಖದ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದಿದ್ದರೂ ಹೀಟ್ ಪಂಪ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಿತು. ಅತಿಯಾದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶೇಖರಣಾ ತಾಪಮಾನವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶೇಖರಣಾ ಶಾಖದ ನಷ್ಟಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಸಹ ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕು."
ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಪಿವಿ/ಹೀಟ್ ಪಂಪ್ ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡುವುದಾಗಿ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ತಿಳಿಸಿದ್ದಾರೆ.
"ಈ ಸಂಶೋಧನೆಗಳು ವೈಯಕ್ತಿಕ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿವೆ ಮತ್ತು ಕಟ್ಟಡ ಮತ್ತು ಇಂಧನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ವಿಶೇಷಣಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಬಹಳ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗೊಳ್ಳಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಗಮನಿಸಬೇಕು" ಎಂದು ಅವರು ತೀರ್ಮಾನಿಸಿದರು.
ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ನವೆಂಬರ್-13-2023