Испанские учёные смоделировали систему, которая использует как тепловые аккумуляторы, преобразующие энергию в тепло, так и литий-ионные аккумуляторы для хранения энергии. Сообщается, что гибридная система обеспечивает на 7% более низкую стоимость электроэнергии по сравнению с фотоэлектрической системой, использующей только литий-ионные аккумуляторы, при этом одновременно увеличивая самопотребление фотоэлектрической системы на 20%.
Исследователи из Мадридского технического университета в Испании разработали гибридную систему, которая сочетает в себе фотоэлектрические элементы, литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы, тепловые аккумуляторы (PHPS) и тепловые насосы.
«Высокая капиталоёмкость литий-ионных аккумуляторов на единицу хранимой энергии часто приводит к тому, что системы имеют относительно небольшую ёмкость хранения, что приводит к низкому коэффициенту самопотребления, — пояснили в группе. — Тепловые аккумуляторы с возможностью выработки электроэнергии, такие как PHPS, используют значительно более низкую стоимость хранения тепловой энергии для увеличения общей ёмкости хранения системы. Кроме того, системы PHPS вырабатывают тепло в качестве побочного продукта при преобразовании энергии, которое можно использовать непосредственно в здании для удовлетворения потребностей в отоплении».
Исследовательская группа смоделировала полностью электрифицированное здание с помощью PVSyst и EnergyPlus, используя данные о ценах и погоде в Мадриде.
Система PHPS и литий-ионная (LP-система) включают в себя фотоэлектрические панели, систему литий-ионных аккумуляторов, низкотемпературное хранилище энергии (LTES) и систему PHPS. Последняя включает в себя преобразователь энергии в тепло (P2H), высокотемпературное хранилище энергии (HTES) и преобразователь тепла в энергию (H2P).
Для сравнения использовалась эталонная система L без блока PHPS. Обе системы были протестированы с электрическим обогревателем с коэффициентом полезного действия (COP) 1 или тепловым насосом с COP 2,7.
«Приоритеты использования энергии в системе LP таковы: (1) спрос на электроэнергию в первую очередь удовлетворяется за счёт фотоэлектрических панелей, затем за счёт системы PHPS и, наконец, за счёт литий-ионного аккумулятора; (2) спрос на отопление в первую очередь удовлетворяется за счёт LTES, затем за счёт фотоэлектрических панелей, PHPS и, наконец, за счёт литий-ионного аккумулятора; (3) при избытке фотоэлектрических панелей он предпочтительно используется для зарядки литий-ионного аккумулятора, затем PHPS и, наконец, LTES. «Оставшаяся избыточная выработка электроэнергии от солнечных батарей направляется в сеть без вознаграждения, — объяснили учёные. — Это также применимо к конфигурации L-системы без PHPS».