Naukowcy z Uniwersytetu Dalarna w Falun (Szwecja) w czasopiśmie Energy Conversion and Management podzielili się wynikami modelowania wieloaspektowego systemu grzewczego, który prawie w całości czerpie energię ze słońca. Odkryli oni, że hybrydowe instalacje działają o wiele skuteczniej, niż gdyby stosować każdy z elementów systemu osobno.
Czytaj też: Wszyscy robimy to źle. Panele słoneczne na dachach powinniśmy montować inaczej
O czym dokładnie mowa? Badacze zaproponowali system grzewczy składający się z farmy fotowoltaicznej, kolektorów słonecznych, magazynu ciepła na piasek i zbiornika na wodę. Razem mają one dostarczać ciepło do obiektu przemysłowego. System ma się składać z dwóch linii produkcji.
Pierwsza skupia się na wytwarzaniu energii elektrycznej z paneli słonecznych. Ta zaś będzie kumulowano w ogromnym cylindrze z piaskiem, który będzie podgrzewany i w ten sposób zmagazynuje ciepło. Druga linia wyprodukuje ciepło z kolektorów słonecznych, które potem podgrzeją wodę w zbiorniku pełniącym również formę magazynu. Awaryjnie dla systemu (w przypadku dużego zapotrzebowania na ciepło) ma jeszcze działać tradycyjny piec na wodę ogrzewany paliwami kopalnymi.
Panele słoneczne, kolektory, magazyn na piasek i wodę, i co jeszcze?
Naukowcy przeprowadzili modelowanie takiego systemu w programach TRNSYS i Python. Przyjęli oni, że wieloelementowy system grzewczy i hipotetyczna fabryka znajdują się w Sewilli, w południowej Hiszpanii. Jest to o tyle dobra lokalizacja, że cechuje się wysokim nasłonecznieniem.
Jakie wyniki przyniosło modelowanie? Zaskakująco dobre. System przyniósł 16 proc. spadek kosztów produkcji ciepła w porównaniu do sytuacji, gdyby ogrzewano tylko paliwami kopalnymi (z 100 euro za megawatogodzinę do 83 euro). Udział energii słonecznej w systemie wyniósł 90 proc. Pozostałą część ciepła dostarcza tradycyjny piec. Lwią część w systemie obejmowały panele słoneczne z magazynem na piasek, które pokrywały 60 proc. zapotrzebowania na ciepło. 30 proc. przypadło na kolektory z systemem wodnym.
Czytaj też: Panele słoneczne mają niewykorzystany potencjał. Naukowcy pokazali, jak to zmienić i ustanowili rekord
Naukowcy wyrażają nadzieję, że ich hipotetyczny system zostanie kiedyś zrealizowany w praktyce. Wszystkie jego części osobno już działają w różnych częściach świata, w tym nawet magazyn ciepła na piasek, który opracowano i wybudowano w Finlandii w 2022 roku. Autorzy badań przekonują, że ich propozycja jest najlepszą, jeśli zamierzamy przechodzić na bardziej zrównoważone źródła ciepła.
