Power-to-heat-to-power lagring för tak-PV

Forskare i Spanien har bedömt lönsamheten för "kraft-till-värme-till-kraft-lagring" i en solcellsanläggning för bostäder i Madrid.Tekniken skulle kunna minska elräkningarna med mer än 70 % och skulle ha en återbetalningstid på 12 till 15 år, enligt forskarna.

Forskare vid Polytechnic University of Madrid har undersökt möjligheten att lagra energi som genereras av solenergi på taket som värme som sedan kan användas för att generera energi när solen inte skiner – "power-to-heat-to-power storage", eller PHPS-teknik.

Hushållssystemet i Madrid som studerades av forskarna inkluderade en mycket effektiv,termiskt driven värmepumpoch solfångare.

"trigeneration"-systemet, eller kombinerad kyla, värme och kraft (CCHP)-tekniken inkluderar två typer av värmelagrar: en låg eller medelgradig för tappvarmvatten och rumsuppvärmning och en högkvalitativ värmelager för kombinerad värme och kraft generation.Värmen som alstras i den förra kan användas för såväl kylning som värmebehov.

Ett referensfall baserades på elförbrukning i nätet plus en elektriskt driven värmepump för kylning.

Faktorer

Madridgruppen sade faktorer inklusivekostnader för el och bränsleoch priset och produktiviteten för PV-arrayer skulle påverka den optimala storleken på trigenerationssystem.Forskarna uppskattade en kostnad på 900-1 200 €/kW för solcellssystem och baserade sin uppskattning av PHPS lönsamhet på de resulterande elbesparingarna.

Ett inhemskt el-till-värme-till-kraft lagringssystem skulle kunna driva elbesparingar på mer än 70 %, enligt forskarna, men skulle ta 12-15 år att betala för sig."Detta gäller även när värme-till-kraft-omvandlingen [effektiviteten] är måttligt låg (20-30%), förutsatt att de ekonomiska förhållandena är gynnsamma," sa forskarna.

Madridgruppen medgav att värmeförluster i värmeförrådet med hög temperatur skulle innebära att ett PHPS-system skulle innebära en självförbrukning av solenergi på endast 40-60 %."Möjliga sätt att minimera dessa förluster inkluderar utvecklingen av nya, ultratäta värmeförråd vid måttligt låga temperaturer, eller mer avancerade värmeisoleringssystem", tillade forskarna.

Gruppens resultat beskrivs i studienTeknisk-ekonomisk analys av solenergi-till-värme-till-kraft lagring och trigeneration i bostadssektor,publiceras iTillämpad energioch på ScienceDirects webbplats.