Nowe oblicze domowej energetyki: Jak hybryda baterii litowo-jonowej i systemu PHPS rewolucjonizuje ogrzewanie
Czy da się jednocześnie zwiększyć autokonsumpcję energii z PV i obniżyć koszty? Naukowcy z Madrytu udowadniają, że tak – a klucz leży w nowatorskiej hybrydzie magazynowania ciepła i energii.
Redakcja GLOBEnergia
Podziel się
- Hiszpańscy naukowcy zbadali nowatorski system hybrydowy, łączący baterie litowo-jonowe (Li-ion) z technologią magazynowania energii w formie ciepła (PHPS), wykazując, że może on znacząco obniżyć koszty energii i zwiększyć autokonsumpcję energii słonecznej w domach.
- Dzięki połączeniu pompy ciepła z hybrydowym magazynem PHPS/Li-ion udało się osiągnąć nawet o 7% niższe koszty niż w systemie opartym wyłącznie na bateriach Li-ion, a także zwiększyć autokonsumpcję energii z fotowoltaiki nawet o 20%.
- Autorzy podkreślają, że optymalnym rozwiązaniem nie jest konkurencja, a współpraca obu technologii – PHPS dobrze sprawdza się jako magazyn długoterminowy, a Li-ion idealnie nadaje się do pokrywania szczytowego zapotrzebowania na energię.
Magazynowanie energii na nowo: poznaj system PHPS
Zespół badaczy z Uniwersytetu Technicznego w Madrycie przeprowadził analizę techniczno-ekonomiczną wykorzystania hybrydowego systemu magazynowania energii, łączącego baterie litowo-jonowe (Li-ion) z technologią Power-to-Heat-to-Power Storage (PHPS) w domu w pełni zasilanym energią elektryczną. Symulacje wykonano przy użyciu narzędzi PVSyst i EnergyPlus, modelując rzeczywiste zapotrzebowanie energetyczne budynku w Madrycie.
System PHPS przechowuje energię jako ciepło i w razie potrzeby przekształca ją z powrotem w energię elektryczną. Choć sprawność tego cyklu jest niższa (poniżej 50%), to niskie koszty inwestycyjne i możliwość wykorzystania odpadowego ciepła na potrzeby ogrzewania czynią PHPS bardzo atrakcyjnym uzupełnieniem dla klasycznych baterii.
Bateria + PHPS + pompa ciepła = idealny miks?
Badacze porównali dwa scenariusze: jeden zakładający zastosowanie wyłącznie baterii Li-ion (system L), a drugi – hybrydę Li-ion i PHPS (system LP). Każdy z nich testowano z grzałką elektryczną (COP = 1) lub pompą ciepła (COP = 2,7). Efekty? W scenariuszu z pompą ciepła i hybrydowym magazynowaniem, koszt energii spadł do 76 €/MWh, autokonsumpcja PV wzrosła do 68,3%, a efektywność cyklu magazynowania wyniosła imponujące 96,9%.
Dla porównania, samodzielna bateria Li-ion przy tych samych warunkach dawała wynik 77 €/MWh i identyczny poziom autokonsumpcji, ale bez możliwości dodatkowego wykorzystania ciepła.
W przypadku użycia wyłącznie grzałki, hybryda PHPS i Li-ion podwyższa koszty do 147 €/MWh i pozwala na autokonsumpcję sięgającą 79,5%.
Taniej, efektywniej, bardziej niezależnie
Zoptymalizowane hybrydowe rozwiązanie pozwoliło zmniejszyć koszt energii o 7% w porównaniu do wariantu opartego tylko na bateriach Li-ion. Co więcej, autokonsumpcja energii z instalacji PV mogła wzrosnąć nawet o 20%.
To odkrycie ma istotne znaczenie w kontekście dążeń do dekarbonizacji budownictwa. Hybrydyzacja rozwiązań magazynujących energii, z uwzględnieniem technologii PHPS, może być odpowiedzią na rosnące potrzeby energetyczne budynków bez konieczności rozbudowy infrastruktury sieciowej.
Komplementarność zamiast konkurencji
Zamiast wybierać między PHPS a bateriami litowo-jonowymi, naukowcy proponują ich współpracę. PHPS świetnie radzi sobie z długotrwałym magazynowaniem energii (bazowe zapotrzebowanie), natomiast Li-ion doskonale sprawdza się przy szczytowym poborze mocy. Ich połączenie to optymalne zarządzanie energią w budynkach przyszłości.
Nowe podejście do magazynowania energii i zarządzania ciepłem w budynkach daje szansę na szybszą, bardziej efektywną i ekonomiczną transformację energetyczną sektora mieszkaniowego. Czy to już czas, by PHPS zagościło w naszych domach?
Źródła: pv-magazine.com, sciencedirect.com
