পিভি, ব্যাটারি স্টোরেজের সাথে আবাসিক তাপ পাম্পগুলিকে কীভাবে একত্রিত করবেন

Fraunhofer ISE গবেষকরা অধ্যয়ন করেছেন কিভাবে আবাসিক ছাদের পিভি সিস্টেমগুলি তাপ পাম্প এবং ব্যাটারি স্টোরেজের সাথে মিলিত হতে পারে।

তারা জার্মানির ফ্রেইবার্গে 1960 সালে নির্মিত একটি একক-পরিবারের বাড়িতে একটি স্মার্ট-গ্রিড (এসজি) প্রস্তুত নিয়ন্ত্রণের উপর ভিত্তি করে একটি পিভি-হিট পাম্প-ব্যাটারি সিস্টেমের কার্যকারিতা মূল্যায়ন করেছে।

"এটি পাওয়া গেছে যে স্মার্ট কন্ট্রোল সেট তাপমাত্রা বাড়িয়ে তাপ পাম্প অপারেশন বাড়িয়েছে," গবেষক শুভম বারস্কর পিভি ম্যাগাজিনকে বলেছেন। “SG-Ready কন্ট্রোল গরম জলের প্রস্তুতির জন্য সরবরাহের তাপমাত্রা 4.1 কেলভিন বাড়িয়েছে, যা তারপরে মৌসুমী কর্মক্ষমতা ফ্যাক্টর (SPF) 3.5 থেকে 3.3 5.7% কমিয়েছে। উপরন্তু, স্পেস হিটিং মোডের জন্য স্মার্ট কন্ট্রোল এসপিএফ 5.0 থেকে 4.8 4% কমিয়েছে।"

SPF হল পারফরম্যান্সের সহগ (COP) এর অনুরূপ একটি মান, পার্থক্য সহ এটি বিভিন্ন সীমানা শর্তের সাথে দীর্ঘ সময়ের জন্য গণনা করা হয়।

বারস্কার এবং তার সহকর্মীরা "এ তাদের ফলাফলগুলি ব্যাখ্যা করেছেনক্ষেত্র পরিমাপ ডেটার উপর ভিত্তি করে একটি ফটোভোলটাইক-ব্যাটারি তাপ পাম্প সিস্টেমের কর্মক্ষমতা এবং অপারেশন বিশ্লেষণ", যা সম্প্রতি প্রকাশিত হয়েছিলসৌর শক্তি অগ্রগতি.তারা বলেছে যে পিভি-হিট পাম্প সিস্টেমের প্রধান সুবিধা হল তাদের কম গ্রিড খরচ এবং কম বিদ্যুৎ খরচ।

হিট পাম্প সিস্টেম হল একটি 13.9 কিলোওয়াট গ্রাউন্ড সোর্স হিট পাম্প যা স্থান গরম করার জন্য বাফার স্টোরেজ সহ ডিজাইন করা হয়েছে। এটি গার্হস্থ্য গরম জল (DHW) উত্পাদনের জন্য একটি স্টোরেজ ট্যাঙ্ক এবং একটি মিষ্টি জল স্টেশনের উপরও নির্ভর করে। উভয় স্টোরেজ ইউনিট বৈদ্যুতিক সহায়ক হিটার দিয়ে সজ্জিত।

পিভি সিস্টেমটি দক্ষিণ-ভিত্তিক এবং 30 ডিগ্রির একটি কাত কোণ রয়েছে। এটির পাওয়ার আউটপুট 12.3 কিলোওয়াট এবং একটি মডিউল এলাকা 60 বর্গ মিটার। ব্যাটারিটি DC-কাপল্ড এবং এর ক্ষমতা 11.7 kWh. নির্বাচিত বাড়ির একটি উত্তপ্ত থাকার জায়গা রয়েছে 256 m2 এবং বার্ষিক গরম করার চাহিদা 84.3 kWh/m²a।

"পিভি এবং ব্যাটারি ইউনিট থেকে ডিসি পাওয়ার একটি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল এর মাধ্যমে AC তে রূপান্তরিত হয় যার সর্বোচ্চ AC শক্তি 12 kW এবং একটি ইউরোপীয় দক্ষতা 95%," গবেষকরা ব্যাখ্যা করেছেন, উল্লেখ করে যে SG-রেডি কন্ট্রোল এর সাথে যোগাযোগ করতে সক্ষম বিদ্যুতের গ্রিড এবং সিস্টেমের অপারেশন অনুরূপভাবে সামঞ্জস্য. "উচ্চ গ্রিড লোডের সময়কালে, গ্রিড অপারেটর গ্রিড স্ট্রেন কমাতে তাপ পাম্প অপারেশন বন্ধ করতে পারে বা বিপরীত ক্ষেত্রে জোর করে চালু করতে পারে।"

প্রস্তাবিত সিস্টেম কনফিগারেশনের অধীনে, পিভি পাওয়ার প্রাথমিকভাবে ঘরের লোডের জন্য ব্যবহার করা উচিত, ব্যাটারিতে উদ্বৃত্ত সরবরাহ করা হবে। অতিরিক্ত বিদ্যুত শুধুমাত্র গ্রিডে রপ্তানি করা যেতে পারে, যদি পরিবারের জন্য বিদ্যুতের প্রয়োজন না হয় এবং ব্যাটারি সম্পূর্ণভাবে চার্জ করা হয়। যদি PV সিস্টেম এবং ব্যাটারি উভয়ই বাড়ির শক্তির চাহিদা মেটাতে সক্ষম না হয়, তাহলে বিদ্যুৎ গ্রিড ব্যবহার করা যেতে পারে।

"ব্যাটারি সম্পূর্ণরূপে চার্জ হলে বা সর্বোচ্চ শক্তিতে চার্জ হলে SG-রেডি মোড সক্রিয় হয় এবং এখনও PV উদ্বৃত্ত উপলব্ধ রয়েছে," শিক্ষাবিদরা বলেছেন। "বিপরীতভাবে, ট্রিগার-অফ শর্ত পূরণ করা হয় যখন তাত্ক্ষণিক PV শক্তি কমপক্ষে 10 মিনিটের জন্য মোট বিল্ডিং চাহিদার চেয়ে কম থাকে।"

তাদের বিশ্লেষণে স্ব-ব্যবহারের মাত্রা, সৌর ভগ্নাংশ, তাপ পাম্পের কার্যকারিতা এবং তাপ পাম্পের কর্মক্ষমতা দক্ষতার উপর পিভি সিস্টেম এবং ব্যাটারির প্রভাব বিবেচনা করা হয়েছে। তারা জানুয়ারী থেকে ডিসেম্বর 2022 পর্যন্ত উচ্চ-রেজোলিউশন 1-মিনিটের ডেটা ব্যবহার করেছে এবং দেখেছে যে SG-রেডি কন্ট্রোল DHW-এর জন্য তাপ পাম্প সরবরাহের তাপমাত্রা 4.1 K বাড়িয়েছে। তারা আরও নিশ্চিত করেছে যে সিস্টেমটি বছরে 42.9% এর সামগ্রিক স্ব-ব্যবহার অর্জন করেছে, যা বাড়ির মালিকদের জন্য আর্থিক সুবিধার মধ্যে অনুবাদ করে।

"[তাপ পাম্পের] জন্য বিদ্যুতের চাহিদা পিভি/ব্যাটারি সিস্টেমের মাধ্যমে 36% দ্বারা আচ্ছাদিত হয়েছিল, 51% গার্হস্থ্য গরম জল মোডে এবং 28% স্পেস হিটিং মোডে," গবেষণা দল ব্যাখ্যা করে, যোগ করে যে উচ্চতর সিঙ্কের তাপমাত্রা হ্রাস পেয়েছে তাপ পাম্পের দক্ষতা DHW মোডে 5.7% এবং স্পেস হিটিং মোডে 4.0%।

"স্পেস গরম করার জন্য, স্মার্ট কন্ট্রোলের একটি নেতিবাচক প্রভাবও পাওয়া গেছে," বারস্কর বলেছিলেন। “এসজি-রেডি কন্ট্রোলের কারণে হিটিং সেট পয়েন্ট তাপমাত্রার উপরে স্পেস হিটিংয়ে হিট পাম্প চালিত হয়। এর কারণ হল কন্ট্রোল সম্ভবত স্টোরেজ সেটের তাপমাত্রা বাড়িয়েছে এবং তাপ পাম্প পরিচালনা করেছে যদিও স্থান গরম করার জন্য তাপের প্রয়োজন ছিল না। এটাও বিবেচনা করা উচিত যে অত্যধিক উচ্চ স্টোরেজ তাপমাত্রা উচ্চ স্টোরেজ তাপ ক্ষতির কারণ হতে পারে।"

বিজ্ঞানীরা বলেছেন যে তারা ভবিষ্যতে বিভিন্ন সিস্টেম এবং নিয়ন্ত্রণ ধারণার সাথে অতিরিক্ত পিভি/তাপ পাম্প সমন্বয় তদন্ত করবে।

"এটি অবশ্যই লক্ষ করা উচিত যে এই ফলাফলগুলি পৃথক মূল্যায়ন করা সিস্টেমের জন্য নির্দিষ্ট এবং বিল্ডিং এবং শক্তি সিস্টেমের নির্দিষ্টকরণের উপর নির্ভর করে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হতে পারে," তারা উপসংহারে এসেছে।