Strom-zu-Wärme-zu-Strom-Speicher für PV-Dächer

Wissenschaftler in Spanien haben die Machbarkeit einer „Strom-zu-Wärme-zu-Strom-Speicherung“ in einer Solaranlage für Wohngebäude in Madrid untersucht.Die Technologie könnte die Stromrechnungen um mehr als 70 % senken und hätte eine Amortisationszeit von 12 bis 15 Jahren, so die Forscher.

Forscher der Polytechnischen Universität Madrid haben untersucht, ob es möglich ist, durch Solarenergie auf Dächern erzeugten Strom als Wärme zu speichern, die dann zur Stromerzeugung genutzt werden kann, wenn die Sonne nicht scheint – „Power-to-Heat-to-Power-Speicherung“ oder „Strom-zu-Wärme-zu-Strom-Speicherung“. PHPS-Technologie.

Das von den Wissenschaftlern untersuchte Haushaltssystem in Madrid umfasste ein hocheffizientes,thermisch angetriebene Wärmepumpeund solarthermische Kollektoren.

Das System der Kraft-Wärme-Kälte-Kälte-Kälte-Kälte-Kopplung bzw. die Technologie der kombinierten Kühlung, Wärme und Energie (KWK) umfasst zwei Arten von Wärmespeichern: einen Wärmespeicher niedriger oder mittlerer Qualität für Warmwasser und Raumheizung und einen Wärmespeicher hoher Qualität für die Kraft-Wärme-Kopplung Generation.Die dort erzeugte Wärme kann sowohl zum Kühlen als auch zum Heizen genutzt werden.

Ein Referenzfall basierte auf dem Netzstromverbrauch plus einer elektrisch betriebenen Wärmepumpe zur Kühlung.

Faktoren

Die Madrider Gruppe sagte Faktoren wie dieKosten für Netzstrom und Treibstoffund der Preis und die Produktivität von PV-Anlagen würden die optimale Größe von Kraft-Wärme-Kopplungssystemen beeinflussen.Die Forscher schätzten die Kosten für PV-Anlagen auf 900–1.200 €/kW und stützten ihre Schätzung der PHPS-Rentabilität auf die daraus resultierenden Stromeinsparungen.

Den Forschern zufolge könnte ein Strom-zu-Wärme-zu-Strom-Speichersystem für Privathaushalte zu Stromeinsparungen im Netz von mehr als 70 % führen, es würde jedoch 12 bis 15 Jahre dauern, bis es sich amortisiert.„Dies gilt selbst dann, wenn der Wirkungsgrad der Wärme-Strom-Umwandlung mäßig niedrig ist (20–30 %), vorausgesetzt, die wirtschaftlichen Bedingungen sind günstig“, erklärten die Forscher.

Die Madrider Gruppe räumte ein, dass Wärmeverluste im Hochtemperatur-Wärmespeicher bedeuten würden, dass ein PHPS-System eine Eigenverbrauchsquote von Solarstrom von nur 40–60 % bedeuten würde.„Mögliche Möglichkeiten, diese Verluste zu minimieren, sind die Entwicklung neuartiger, ultradichter Wärmespeicher bei mäßig niedrigen Temperaturen oder fortschrittlichere Wärmedämmsysteme“, fügten die Forscher hinzu.

Die Ergebnisse der Gruppe werden in der Studie beschriebenTechnoökonomische Analyse von Solar-PV-Strom-zu-Wärme-zu-Strom-Speicherung und Kraft-Wärme-Kopplung im Wohnsektorr,veröffentlicht inAngewandte Energieund auf der ScienceDirect-Website.