一个中芬研究小组建议在住宅区使用季节性的土壤热能储存与光伏发电相结合。他们发现，混合动力概念可以覆盖高达58%的总供暖需求。


一个国际研究小组建议使用钻孔热能储存（BTES）在居民区一年中较温暖的时间储存光伏电力。它设计了一种低温混合能源系统，据称可以满足38%至58%的区域供热需求。

所提出的系统配置适用于太阳辐射和供暖需求之间季节性不匹配较高的位置。它是用TRNSYS软件模拟的，该软件用于模拟瞬态可再生能源系统的行为。它通过Simulink（MATLAB）进行建模，以便读取仿真结果并完成生命周期计算。

该系统基于光伏系统，空气-水热泵（AW-HPs），水对水热泵（WW-HPs），用于短期储热的缓冲罐和用于季节性储热的BTES的使用。如果需要，可以从区域供热网络导入额外的热能，因为系统不能完全自给自足。

它使用PV电为AW-HPs供电，并向缓冲罐提供热量。

“一旦罐中的温度达到上限，热能就会从缓冲罐排放到BTES，”科学家们解释说，并指出放电模式在冬季运行。“最后，连接BTES和缓冲罐的WW-HPs在排放期间运行以加热缓冲罐中的水，以便满足建筑物供热网络所需的温度。

当温度高于45°C时，缓冲罐开始将热量排放到BTES进行季节性储存，当罐温度降至30°C时停止。

“由于该系统仅设计用于覆盖年度总供热需求中的一定份额，因此在高供热需求期间利用现场热能更为合理，”该研究小组强调。“因此，BTES仅在SH和VH需求之和超过30 kW且室外空气温度低于5 C时排放热能。


对于他们的案例，科学家们选择了芬兰埃斯波的一个住宅区。该区拥有14栋八层住宅楼，总建筑面积为31，100平方米。他们假设该地区的光伏系统总容量为340千瓦，覆盖约4100平方米可用屋顶表面的一半。AW-HPs和WW-HPs被认为分别具有20 kW和60 kW的容量。

“AW-HPs和WW-HPs都可以在部分负载条件下运行，最小部分负载比为10%，”科学家说。“AW-HPs和WW-HP都可以在部分负载条件下运行，最小部分负载比为10%。

根据研究人员的说法，该系统配置能够在不使用电网电力的情况下产生热能，平准化能源成本（LCOE）从110欧元（114.9美元）到184欧元/兆瓦时不等。当使用电网电力时，他们发现平准化度电成本可能在108欧元至201欧元/兆瓦时之间。

“由于现场能源是基于光伏发电生产的，因此可用的屋顶区域成为提高系统性能的主要限制，”他们说。“如果可以利用更大的光伏电站（在外部结构上或垂直在墙壁上）来产生热能，可再生能源分数（REF）可以更高，系统可能更可行。

学者们在“基于太阳能的住宅小区低温局部混合能源系统的系统建模和优化”中介绍了混合系统，该系统最近发表在《能源转换与管理》上。研究团队包括来自芬兰阿尔托大学和中国同济大学的科学家。

“尽管所研究系统的初始成本高于区域供热，但考虑到分散热能生产和减少一氧化碳，本地混合能源系统值得进一步发展。’‘他们说。 

原标题：通过钻孔热能储存储存太阳能