Analiza długookresowego działania układu grzewczego z gruntową pompą ciepła zasilanego panelami fotowoltaicznymi
Analysis of long-term operation of heating system with ground-source heat pump powered by photovoltaic panels
Małgorzata Hanuszkiewicz-Drapała
Streszczenie
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.
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.