Tytuł pozycji:
Analiza długookresowego działania układu grzewczego z gruntową pompą ciepła zasilanego panelami fotowoltaicznymi
W pracy przedstawiono rezultaty symulacji numerycznych dwuletniego działania układu grzewczego budynku jednorodzinnego z pompą ciepła i gruntowym pionowym wymiennikiem ciepła, zasilanego energią elektryczną wytworzoną w układzie fotowoltaicznych paneli monokrystalicznych. Zbadano możliwości wykorzystania paneli jako lokalnego źródła energii elektrycznej dla układu grzewczego. Uwzględniono straty energii elektrycznej w układzie fotowoltaicznym. Obliczenia przeprowadzono dla założonej konfiguracji rur gruntowego pionowego wymiennika ciepła. Wykazały one, że średni sezonowy współczynnik efektywności całego układu grzewczego wynosi 2,88 w pierwszym sezonie grzewczym i 2,82 w sezonie drugim. Przy założeniu możliwości rocznego bilansowania energii elektrycznej z systemem elektroenergetycznym i możliwości wykorzystania 80% energii oddanej do systemu, układ fotowoltaiczny o mocy nominalnej 12,505 kW dostarcza rocznie ok. 99,1% energii elektrycznej potrzebnej w układzie grzewczym w pierwszym sezonie grzewczym i ok. 96,2% w sezonie drugim. Poziom bezpośredniego wykorzystania energii elektrycznej jest relatywnie niski i stanowi 18,5% i 15,3% zapotrzebowania na energię odpowiednio w sezonie pierwszym i drugim. Obliczenia wykazały, że zastosowanie paneli monokrystalicznych do zasilania układu grzewczego umożliwia ograniczenie w warunkach polskich emisji substancji szkodliwych do otoczenia, w tym obniżenie emisji dwutlenku węgla – w analizowanym okresie dwuletnim średnio o ok.7 ton/rok.
The paper presents the results of numerical simulations of two-year operation of a heating system with a heat pump and a vertical ground heat exchanger. The heating system is powered by electricity generated in a system of monocrystalline photovoltaic panels. Losses of electrical energy in the photovoltaic system were taken into account. The possibility of using photovoltaic panels as a local source of electricity for this heating system was studied. As indicated by the results of the calculations carried out for the assumed configuration of the vertical ground heat exchanger, the average seasonal coefficient of performance of the entire heating system is about 2.88 in the first heating season and 2.82 in the second, respectively. The photovoltaic system provides annually about 99.1% of the electrical energy needed in the heating system in the first heating season and about 96.2% in the second season, assuming the possibility of annual energy balancing with the power system and the possibility of using 80% of the electricity transferred to the grid from the photovoltaic system. The level of the direct use of electricity is relatively low and accounts for 18.5% of the energy demand in the first season and 15.3% in the second season.
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).
