Statykite namą be elektros energijos sąskaitų su šilumos siurbliais ir kaupimo sistemomis

I. Techninė logika: uždara energijos grandinė ir efektyvi sinergija

 

„Nulinės sąskaitos už elektrą“ namų energijos sistemos pagrindas yra „uždarojo ciklo energijos gamyba“ iš fotovoltinės energijos → energijos kaupimo →Šilumos siurblysenergijos tiekimas, užtikrinant efektyvų energijos panaudojimą ir dinamišką pusiausvyrą per trijų technologijų sinergiją.

 

1.FV energijos gamyba: energijos „šaltinis“

Fotovoltinė sistema yra namų energijos sistemos „pagrindinis gamintojas“. Gausios saulės šviesos laikotarpiu FV plokštės saulės energiją paverčia elektra, tiesiogiai patenkindamos namų ūkio elektros energijos poreikius (pvz., apšvietimui, prietaisams). Perteklinė elektra kaupiama energijos kaupimo sistemoje, siekiant išvengti energijos švaistymo. Šiuolaikinių FV technologijų efektyvumas nuolat gerėja – pavyzdžiui, PERC elementų konversijos efektyvumas viršijo 24 %, o dvifaziai moduliai gali dar labiau padidinti energijos gamybą, panaudodami nuo žemės atspindėtą šviesą.

 

2.Energijos kaupimo sistema: energijos „laikinis poslinkis“

Energijos kaupimo akumuliatorius veikia kaip energijos sistemos „buferis“. Įkraunant ne piko valandomis arba kai FV galia yra per didelė, o iškraunant piko valandomis arba naktį, energijos kaupimo sistema išlygina namų ūkių elektros energijos suvartojimo kreives ir sumažina sąskaitas už elektrą. Pavyzdžiui, ličio jonų akumuliatorių ciklo trukmė dabar viršija 8000 ciklų, o išlygintos kaupimo išlaidos (LCOS) sumažėja iki 0,3–0,5 RMB/kWh, o tai žymiai pagerina ekonominį pagrįstumą. Be to, energijos kaupimo sistema gali būti atsarginis energijos šaltinis, užtikrinantis namų ūkių elektros energijos saugumą tinklo gedimų atveju.

 

3.Šilumos siurblių technologija: energijos „erdvinė konversija“

Šilumos siurblys yra namų energijos sistemos „efektyvumo stiprintuvas“. Jis sunaudoja nedidelį kiekį elektros energijos, kad „perneštų“ šilumą iš oro, vandens ar dirvožemio į namus šildymui ar vėsinimui. Šiuolaikinių šilumos siurblių našumo koeficientas (COP) paprastai viršija 3, o kai kurie modeliai išlaiko COP virš 2,5 net ir esant žemai temperatūrai. Pavyzdžiui, šilumos siurbliai, naudojantys CO₂ šaltnešį, gali pasiekti 2,3 COP esant -20 °C temperatūrai, sutaupydami daugiau nei 50 % daugiau energijos nei tradiciniai dujiniai katilai. Šilumos siurblius taip pat galima integruoti į buitinius...Karšto vandens sistemas dar labiau pagerinti energijos panaudojimą.

 

Sinerginis efektas: FV energijos gamyba teikia pirmenybę namų ūkių elektros energijos poreikių tenkinimui, o perteklinė elektra kaupiama baterijose. Energijos kaupimo baterija naktį arba debesuotomis / lietingomis dienomis išskiria elektrą, kad maitintų šilumos siurblį. Šilumos siurblys efektyviai paverčia elektrą šilumos energija, patenkindamas šildymo, vėsinimo ir karšto vandens poreikius. Trys komponentai sudaro uždarą ciklą „energijos gamyba → energijos kaupimas → šilumos panaudojimas“, todėl energijos švaistymas nulinis.

 

 

II. Ekonominis modelis: trumpalaikės investicijos ir ilgalaikė grąža

 

„Nulinės sąskaitos už elektrą“ sistemos ekonominis įgyvendinamumas slypi sumažėjusiose energijos sąnaudose, politikos subsidijose ir turto vertės padidėjimo potenciale.

 

1. Sumažintos energijos sąnaudos

 

Elektros energijos sąskaitų savarankiškumasRegionuose, kuriuose gausu saulės šviesos (pvz., šiaurės vakarų Kinijoje, Pietų Europoje), FV energijos gamyba gali patenkinti daugiau nei 80 % namų ūkių elektros energijos poreikių, o likusius 20 % papildyti energijos kaupimo baterijomis. Pavyzdžiui, Pekino namų ūkyje, įrengus 5 kW FV + 10 kWh energijos kaupimo sistemą, metinės elektros energijos sąskaitos gali sumažėti nuo 5 000 RMB iki mažiau nei 500 RMB.

 

Peak-Valley arbitražo pajamosRegionuose, kuriuose yra dideli piko ir slėnio elektros energijos kainų skirtumai (pvz., Guangdonge, Dziangsu), energijos kaupimo sistema gali gauti kasdienių arbitražo pajamų „įkraudama ne piko valandomis, o iškraudama piko valandomis“. Pavyzdžiui, kai slėnio elektros energijos kaina yra 0,3 RMB/kWh, o piko kaina – 1,2 RMB/kWh, 10 kWh energijos kaupimo sistema galėtų generuoti 9 RMB kasdienių arbitražo pajamų, viršijančių 3 000 RMB per metus.

 

2. Politikos subsidijos

 

Įrenginių subsidijosPagal Kinijos „elektros energijos gamybos iš anglies“ politiką, šilumos siurblių įrenginiams gali būti skiriamos iki 50 % subsidijos. ES atsinaujinančiosios energijos direktyva įpareigoja įrengti fotovoltines sistemas naujuose gyvenamuosiuose pastatuose ir numato subsidijas įrangos įsigijimui.

 

Mokesčių lengvatosKai kurios šalys atleidžia namų ūkių fotovoltines sistemas nuo pridėtinės vertės mokesčio, o energijos kaupimo sistemoms gali būti taikomos investicinės mokesčių lengvatos (pvz., JAV ITC politika).

 

Pajamos iš supirkimo tarifųTokios šalys kaip Vokietija ir Australija leidžia vartotojams parduoti perteklinę fotovoltinę energiją atgal į tinklą, uždirbant 0,1–0,4 euro/kWh, o tai dar labiau sutrumpina atsipirkimo laikotarpį.

 

3. Turto vertės padidėjimo potencialas

 

Padidėjusi turto vertėNamai su fotovoltinėmis sistemomis ir energijos kaupimo sistemomis Europos ir JAV rinkose gali kainuoti 5–10 % daugiau.

 

Anglies dioksido prekybos pajamosAteityje namų energijos sistemų (pvz., fotovoltinių elementų, pakeičiančių anglimi kūrenamas jėgaines) išmetamųjų teršalų kiekio sumažinimas gali būti įtrauktas į anglies dioksido prekybos rinkas, o tai leis vartotojams gauti papildomų pajamų parduodant anglies dioksido kreditus.

 

Atsipirkimo laikotarpis: Imant 10 kW FV + 15 kWh energijos kaupimo + 8 kWŠilumos siurblio sistemaPavyzdžiui, pradinė investicija yra maždaug 150 000 RMB. Taikant politikos subsidijas ir piko-slėnio arbitražą, atsipirkimo laikotarpis gali būti sutrumpintas iki 5–7 metų. Atsižvelgiant į įrangos eksploatavimo laiką (25 metai FV, 10 metų energijos kaupimui, 15 metų šilumos siurbliams), grynosios sistemos eksploatavimo laikotarpio pajamos galėtų viršyti 300 000 RMB.

 

 

III. Būsimos tendencijos: technologinė iteracija ir scenarijų išplėtimas

 

Tobulėjant technologijoms ir politikos palaikymui, šilumos siurblių ir energijos kaupimo sistemos vystysis efektyviau, bus išmanesnės ir plačiau naudojamos.

 

1. Technologinė iteracija

 

Šilumos siurblių technologijaNaujos technologijos, tokios kaip CO₂ šilumos siurbliai ir hibridiniai šaltnešio šilumos siurbliai, dar labiau pagerins žemos temperatūros šildymo efektyvumą. Kartu su gruntinio vandens sistemomis šilumos siurbliai gali užtikrinti stabilų veikimą ištisus metus.

 

Energijos kaupimo technologijaNaujos energijos kaupimo technologijos, tokios kaip kietojo kūno baterijos ir srauto baterijos, padidins saugumą ir pailgins ciklo tarnavimo laiką. Integruotos fotovoltinės akumuliatorių įkrovimo sistemos (pvz., „Tesla Powerwall“) leis sujungti viso namo energijos valdymo sistemas.

 

2. Scenarijaus išplėtimas

 

Kaimo ir atokiose vietovėseFotovoltinės + energijos kaupimo + šilumos siurblių sistemos gali pakeisti tradicinį šildymą anglimi / malkomis, pagerindamos energijos struktūrą ir oro kokybę.

 

Nulinės anglies dioksido emisijos bendruomenėsKeli namų ūkiai gali dalytis energijos kaupimo ir šilumos siurblių sistemomis, taip užtikrindami savitarpio energijos pagalbą per mikro tinklus ir sumažindami investicijų sąnaudas vienam namų ūkiui.

 

3. Politikos palaikymas

 

Kinijos 14-ajame penkerių metų energijos kaupimo plėtros plane aiškiai siūloma iki 2025 m. pasiekti proveržį šiluminės energijos kaupimo technologijų srityje. ES žaliasis kursas reikalauja, kad iki 2030 m. visi nauji pastatai beveik nevartotų energijos.

 

Išvada

Šilumos siurblių ir energijos kaupimo derinys yra ne tik technologinė inovacija namų energijos valdymo srityje, bet ir labai svarbi energijos demokratizacijos ir dekarbonizacijos praktika. Uždarojo ciklo „PV energijos gamyba → energijos kaupimas → šilumos siurblių energijos tiekimas“ konstrukcija leidžia namų ūkiams pereiti iš energijos vartotojų į „gaminančius vartotojus“, sumažinant energijos sąnaudas ir prisidedant prie pasaulinių anglies dioksido neutralumo tikslų. Vartotojams šilumos siurblio ir energijos kaupimo sistemos pasirinkimas yra ne tik įrangos pasirinkimas, bet ir tvaraus, nebrangaus ir labai autonomiško gyvenimo būdo pasirinkimas ateityje.