Έως και 59,89% μπορεί να μειωθεί η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας από το δίκτυο σε κτίρια που συνδυάζουν φωτοβολταϊκά συστήματα, αντλίες θερμότητας και μπαταρίες αποθήκευσης, σύμφωνα με νέα μελέτη ερευνητών του Πανεπιστημίου του Παλέρμο στην Ιταλία. Η έρευνα αναδεικνύει τον καθοριστικό ρόλο της «έξυπνης» διαχείρισης της ενέργειας στη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων, χωρίς να θυσιάζεται η άνεση των χρηστών.
Οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα μοντέλο προσομοίωσης για να αξιολογήσουν την απόδοση ενός κτιρίου γραφείων εξοπλισμένου με αντλία θερμότητας και φωτοβολταϊκό σύστημα, εφαρμόζοντας διαφορετικές στρατηγικές διαχείρισης της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας (Demand Response – DR). Οι στρατηγικές αυτές προσαρμόζουν τη λειτουργία των ενεργειακών συστημάτων ανάλογα με τις τιμές της ηλεκτρικής ενέργειας ή τη διαθεσιμότητα της ηλιακής παραγωγής, με στόχο τη μείωση της εξάρτησης από το δίκτυο.
Για τις ανάγκες της μελέτης, προσομοιώθηκε ένα τριώροφο κτίριο γραφείων στο Παλέρμο, συνολικής επιφάνειας σχεδόν 5.000 τετραγωνικών μέτρων. Το κτίριο διέθετε αναστρέψιμη αντλία θερμότητας αέρα-νερού, σύστημα θερμικής αποθήκευσης, υδραυλικό δίκτυο διανομής και, σε ορισμένα σενάρια, φωτοβολταϊκό σύστημα με μπαταρία.
Οι επιστήμονες αξιολόγησαν τέσσερις διαφορετικές στρατηγικές λειτουργίας. Οι δύο πρώτες βασίστηκαν στις διακυμάνσεις των τιμών ηλεκτρικής ενέργειας στη χονδρεμπορική αγορά της Ιταλίας. Αν και η μεταφορά της κατανάλωσης σε ώρες χαμηλότερου κόστους οδήγησε σε περιορισμένη εξοικονόμηση ενέργειας, τα οφέλη κρίθηκαν μικρά, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις επηρεάστηκε αρνητικά η θερμική άνεση των χρηστών.
Αντίθετα, οι στρατηγικές που αξιοποιούσαν την παραγωγή των φωτοβολταϊκών απέδωσαν σημαντικά καλύτερα. Η λειτουργία της αντλίας θερμότητας κατά τις ώρες υψηλής ηλιακής παραγωγής περιόρισε αισθητά την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ η καλύτερη επίδοση καταγράφηκε όταν το σύστημα συνδυάστηκε με θερμική αποθήκευση, βελτιωμένη θερμομόνωση του κτιρίου, νυχτερινό φυσικό αερισμό και μπαταρία αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας.
Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, η συγκεκριμένη διαμόρφωση αύξησε σημαντικά τα επίπεδα θερμικής άνεσης των χρηστών και μείωσε την ετήσια κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας κατά 28,22% σε σχέση με το συμβατικό σενάριο λειτουργίας. Η ενσωμάτωση μπαταρίας αποθήκευσης αποδείχθηκε ακόμη πιο αποτελεσματική, καθώς επέτρεψε την αξιοποίηση της παραγόμενης ηλιακής ενέργειας τις ώρες που το κτίριο τη χρειαζόταν περισσότερο.
Το τελικό αποτέλεσμα ήταν η μείωση της ηλεκτρικής ενέργειας που αντλείται από το δίκτυο κατά έως και 59,89%, επιβεβαιώνοντας ότι ο συνδυασμός φωτοβολταϊκών, αποθήκευσης ενέργειας και προηγμένων συστημάτων διαχείρισης μπορεί να αποτελέσει βασικό εργαλείο για τη δημιουργία ενεργειακά αποδοτικών και περισσότερο αυτάρκων κτιρίων.
Πηγή: pv-magazine
