W jaki sposób możemy zredukować zużycie energii w budynkach? Oczywiście korzystając z odnawialnych źródeł, które w najlepszym wypadku powinny być zamontowane bezpośrednio na budowlach lub zaraz obok nich. Zespół chińskich badaczy z Uniwersytetu Sheffield i Uniwersytetu w Shandong podzielił się na łamach periodyku Scientific Reports swoimi obserwacjami na temat połączenia paneli fotowoltaicznych, kolektorów słonecznych i pompy ciepła w jedno.
Czytaj też: Chiny odkryły sekret najbardziej tajemniczego źródła energii. Do badań wzięli potężną maszynę
Zastosowano w badaniach metodę komputerową zwaną algorytmem optymalizacji wielorybów (ang. whale optimization algorithm, WOA). Jest to stosunkowo nowy w świecie naukowym model matematyczny, który służy do rozwiązywania różnych problemów i szukania kompromisów w złożonych systemach. Tutaj WOA posłużył do określenia konkretnych czynników potrzebnych w zaprojektowaniu instalacji oszczędzającej zużycie energii (w tym koszty operacyjne w skali dnia).
Chiny pokazują, jak panele słoneczne, kolektory i pompy ciepła mogą razem działać
Do modelowania wybrano przykład wielopiętrowego akademiku zlokalizowanego na terenie kampusu Uniwersytetu w Shandong. Algorytm określił, że najbardziej optymalnym rozwiązaniem jest instalacja na dachu budynku paneli fotowoltaicznych o łącznej mocy 315 kW oraz kolektorów słonecznych o dziennym odbiorze ciepła na poziomie 3502,72 MJ. Pomocniczym źródłem ciepła miałaby być jeszcze pompa ciepła.
Czytaj też: Chiny grzebią w akumulatorach i nieźle im idzie. Czy to ostatnia prosta do wielkiego przełomu?
Taki system byłby w stanie zaoszczędzić dziennie do 82 dolarów (ok. 325 złotych) na kosztach zużycia energii. W ciągu roku byłaby to kwota sięgają nawet około 100 złotych, co dla uczelni może być znacznymi oszczędnościami. Naukowcy ponadto policzyli, że hipotetyczny system w ciągu 25 lat funkcjonowania zredukowałby emisje dwutlenku węgla o 147,11 ton.
Dodajmy na koniec, że rozwiązanie proponowane przez chińskich naukowców nie jest niczym nowym. Wcześniej potwierdzano niejednokrotnie, że połączenie kilku czystych technologii daje lepsze rezultaty pod względem oszczędności (finansowych i środowiskowych). Same panele słoneczne, pompa ciepła czy kolektory obecnie już nie są w stanie skutecznie redukować kosztów energii, ale w swoistej kooperacji dają radę.
Czytaj też: Chiny pokazały nuklearnego kolosa. Drugiego takiego sprzętu na świecie nie znajdziesz
Ważne jest jednak odpowiednie zaprojektowanie takich systemów. Dlatego zatem w tym przypadku skupiono się na algorytmie WOA, którego do tej pory nie stosowano zbyt często w przypadku OZE. Jak zauważamy, Chiny nadal potwierdzają swoją pozycję hegemona pod względem energetyki odnawialnej – widać to po rekordowych poziomach produkcji, jak i mnogości różnych badań naukowych.
