PVヒートポンプ設計のベストプラクティス

国際的な研究者チームが、設計とシミュレーションのベストプラクティスを定義するために使用されるモデルの広範なレビューを実施しました。PV ヒートポンプ (HP) システム さまざまな構成で、発電量とライフサイクル全体のコストに関する主要業績評価指標を特定しました。

「PV ヒートポンプは複雑なシステムであり、正確なシミュレーションには同様に複雑なモデルが必要です」と科学者たちは強調しました。「ほとんどの太陽光発電 HP システムは、特定の環境や構造に合わせるために複雑な設計と動作原理を備えています。したがって、そのパフォーマンスは境界条件と特性パラメータに応じて変化します。」

特に、この研究では、さまざまな国における太陽光発電による HP のすべてのモデリング、システムのモデリングと検証に使用されるソフトウェアの種類とその制御戦略、ベスト プラクティス アプローチの詳細、プロパン暖房をヒート ポンプに置き換えることによる経済的および政策的影響について調査します。

この論文では、PV ヒートポンプの技術経済分析を実行するための一連のツールも提供しています。システムの各コンポーネントのモデリングと境界条件、およびシステムの種類に応じた代替案とそれらを使用しない理由について説明します。

提案された方法論は、複数のコンピュータ プログラムにわたる 5 つの異なるモデルを 1 つの分析ツールに統合し、技術、経済、気候への影響分析のための正確な主要指標を生成すると言われています。

「Microsoft Excel が使用されましたが、LibreOffice Calc でも処理できました」と研究者は指摘しています。このレビューの目的は、特定のモデルやツールを強調したり推奨したりすることではなく、全体的なビルド モデルの各コンポーネントについて複数のモデルについて説明することです。以前のレビューで示されているように、シミュレーションを同時に実行できるソフトウェア ツールはいくつかあります。具体的には、TRNSYS、Polysun、EnergyPlus、IDA ICE などです。」

科学者たちは、太陽光発電ヒートポンプはすでに明らかな経済的および環境的利点をもたらしており、電気および熱エネルギー貯蔵によってこれがさらに強化される可能性があると結論付けました。しかし、その導入に対する主な障壁は依然として初期費用の高さです。

チームによると、SAM、EnergyPlus、OCHRE などのオープンソース シミュレーション ツールは、消費者や政策立案者が情報に基づいた意思決定を行うのに役立つ、高品質のシミュレーションへの幅広いアクセスを提供します。

「第二に、これらの将来のモデルが可能な限り正確であることを保証するために、研究資金提供者と政府は、将来のモデルの検証を簡素化し、信頼性と信用性の高いシミュレーション環境を提供するために、オープンデータと共有を奨励する必要があります」と彼らは結論付けています。さらに、システムのさまざまなコンポーネントのオープンハードウェア開発により、資本コストがさらに削減され、テクノロジーが最大限の可能性を発揮するために必要なスケーリングが加速される可能性があります。」

彼らの研究結果は「」と題された論文に掲載された。寒冷気候における太陽光発電結合ヒートポンプの分析のための技術経済的手法のベストプラクティス」という論文がEnergy and Buildings誌に発表された。研究チームは西カナダ大学とスウェーデン王立工科大学の研究者らで構成された。