Hybridvärmepump som drivs av solenergi och vindkraft testas i Kina
Vad händer
Kontext
Studien utgick från en tvåvåningsbostad på 335 kvadratmeter i Shenyang i nordöstra Kina. Klimatet där är krävande med temperaturer mellan minus 27 och plus 32 grader under året. Av husets 160 kvadratmeter tak var 130 lämpligt för solpaneler.
Systemet som testades
- Solpaneler och två mindre vindturbiner för elproduktion.
- Bergvärmepump som huvudkälla, luftvärmepump som komplement.
- Batterier och en vattentank med fasändringsmaterial för lagring.
Olika strategier för olika årstider är en central del av lösningen. På våren kyls marken ner i förberedelse för sommaren. På sommaren driver elektricitet från solpaneler kylning och lagrar överskottsvärme. På hösten förvärms marken inför vintern. På vintern används prognoser och batterihantering för att minska beroendet av elnätet.
Olika strategier för olika årstider är en central del av lösningen.
Forskarna jämförde fyra fall – från ett grundsystem utan avancerade strategier till ett fullt optimerat system med både solenergi, vindkraft och tvåstegsoptimering. Det optimerade hybridfallet inkluderade solpaneler på 13 kilowatt, två vindturbiner, batterier på 25 kilowattimmar, en bergvärmepump på 6 kilowatt och en vattentank på närmare 3 kubikmeter.
Resultaten visar att den nya strategin sänkte energikostnaderna med minst 55 procent och förbättrade systemets prestanda med minst 4 procent. Systemets oberoende från elnätet ökade med 70–75 procent jämfört med ett grundsystem. Marktemperaturen sjönk bara 0,42 grader över tio år, vilket löser ett vanligt problem med bergvärme där marken gradvis kyls av.
Forskningen har genomförts vid Shenyang Jianzhu University och Shanghai Jiao Tong University och publicerats i tidskriften Energy.
Vad har det för betydelse
Resultaten visar att bostäder i kalla klimat kan värmas och kylas med fri energi utan att förlora komfort eller öka kostnaderna. För husägare med bergvärme kan säsongsanpassad styrning förhindra att marken utarmas på värme över tid. Modellen kan vara relevant för nordiska länder med liknande klimatutmaningar.
