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一個(gè)中芬研究小組建議在住宅區(qū)使用季節(jié)性的土壤熱能儲(chǔ)存與光伏發(fā)電相結(jié)合。他們發(fā)現(xiàn)，混合動(dòng)力概念可以覆蓋高達(dá)58%的總供暖需求。


一個(gè)國(guó)際研究小組建議使用鉆孔熱能儲(chǔ)存（BTES）在居民區(qū)一年中較溫暖的時(shí)間儲(chǔ)存光伏電力。它設(shè)計(jì)了一種低溫混合能源系統(tǒng)，據(jù)稱可以滿足38%至58%的區(qū)域供熱需求。

所提出的系統(tǒng)配置適用于太陽(yáng)輻射和供暖需求之間季節(jié)性不匹配較高的位置。它是用TRNSYS軟件模擬的，該軟件用于模擬瞬態(tài)可再生能源系統(tǒng)的行為。它通過(guò)Simulink（MATLAB）進(jìn)行建模，以便讀取仿真結(jié)果并完成生命周期計(jì)算。

該系統(tǒng)基于光伏系統(tǒng)，空氣-水熱泵（AW-HPs），水對(duì)水熱泵（WW-HPs），用于短期儲(chǔ)熱的緩沖罐和用于季節(jié)性儲(chǔ)熱的BTES的使用。如果需要，可以從區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)入額外的熱能，因?yàn)橄到y(tǒng)不能完全自給自足。

它使用PV電為AW-HPs供電，并向緩沖罐提供熱量。

“一旦罐中的溫度達(dá)到上限，熱能就會(huì)從緩沖罐排放到BTES，”科學(xué)家們解釋說(shuō)，并指出放電模式在冬季運(yùn)行。“最后，連接BTES和緩沖罐的WW-HPs在排放期間運(yùn)行以加熱緩沖罐中的水，以便滿足建筑物供熱網(wǎng)絡(luò)所需的溫度。

當(dāng)溫度高于45°C時(shí)，緩沖罐開(kāi)始將熱量排放到BTES進(jìn)行季節(jié)性儲(chǔ)存，當(dāng)罐溫度降至30°C時(shí)停止。

“由于該系統(tǒng)僅設(shè)計(jì)用于覆蓋年度總供熱需求中的一定份額，因此在高供熱需求期間利用現(xiàn)場(chǎng)熱能更為合理，”該研究小組強(qiáng)調(diào)。“因此，BTES僅在SH和VH需求之和超過(guò)30 kW且室外空氣溫度低于5 C時(shí)排放熱能。


對(duì)于他們的案例，科學(xué)家們選擇了芬蘭埃斯波的一個(gè)住宅區(qū)。該區(qū)擁有14棟八層住宅樓，總建筑面積為31，100平方米。他們假設(shè)該地區(qū)的光伏系統(tǒng)總?cè)萘繛?40千瓦，覆蓋約4100平方米可用屋頂表面的一半。AW-HPs和WW-HPs被認(rèn)為分別具有20 kW和60 kW的容量。

“AW-HPs和WW-HPs都可以在部分負(fù)載條件下運(yùn)行，最小部分負(fù)載比為10%，”科學(xué)家說(shuō)。“AW-HPs和WW-HP都可以在部分負(fù)載條件下運(yùn)行，最小部分負(fù)載比為10%。

根據(jù)研究人員的說(shuō)法，該系統(tǒng)配置能夠在不使用電網(wǎng)電力的情況下產(chǎn)生熱能，平準(zhǔn)化能源成本（LCOE）從110歐元（114.9美元）到184歐元/兆瓦時(shí)不等。當(dāng)使用電網(wǎng)電力時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)平準(zhǔn)化度電成本可能在108歐元至201歐元/兆瓦時(shí)之間。

“由于現(xiàn)場(chǎng)能源是基于光伏發(fā)電生產(chǎn)的，因此可用的屋頂區(qū)域成為提高系統(tǒng)性能的主要限制，”他們說(shuō)。“如果可以利用更大的光伏電站（在外部結(jié)構(gòu)上或垂直在墻壁上）來(lái)產(chǎn)生熱能，可再生能源分?jǐn)?shù)（REF）可以更高，系統(tǒng)可能更可行。

學(xué)者們?cè)?ldquo;基于太陽(yáng)能的住宅小區(qū)低溫局部混合能源系統(tǒng)的系統(tǒng)建模和優(yōu)化”中介紹了混合系統(tǒng)，該系統(tǒng)最近發(fā)表在《能源轉(zhuǎn)換與管理》上。研究團(tuán)隊(duì)包括來(lái)自芬蘭阿爾托大學(xué)和中國(guó)同濟(jì)大學(xué)的科學(xué)家。

“盡管所研究系統(tǒng)的初始成本高于區(qū)域供熱，但考慮到分散熱能生產(chǎn)和減少一氧化碳，本地混合能源系統(tǒng)值得進(jìn)一步發(fā)展。’‘他們說(shuō)。 

原標(biāo)題：通過(guò)鉆孔熱能儲(chǔ)存儲(chǔ)存太陽(yáng)能