热水器的变革：彻底改变热能存储的未来

来自 实验室仪器网

研究人员表明，将太阳能电池板与家用热水器配对进行储热可以减少对电网的依赖，并将能源效率提高多达 40%。

（PV） 系统搭配使用时如何用作热能存储单元。这种整合旨在解决太阳能领域最大的挑战之一，即太阳能发电时间与需要时间之间的不匹配。

研究人员专注于如何将多余的太阳能电力作为热量储存在现有的家用热水器中，而不是闲置或输出回电网。然后，储存的热能可以在当天晚些时候使用，以减少对传统电力来源的依赖并提高整体系统效率。

为什么热能存储对太阳能有意义

太阳能光伏系统利用阳光产生清洁电力，但仅限于太阳出来时。这种发电的间歇性给家庭和电网带来了问题，特别是当能源需求高峰发生在白天之外时。热能存储提供了一种低成本、实用的解决方案：通过将多余的电力储存为热量，它可以在需要时使用这些能量。

电热水器特别适合这个角色。它们已经安装在数百万家庭中，旨在保持热量数小时。将它们与光伏系统集成可以提供更稳定的能源供应，有助于平衡需求，并减少对化石燃料电力的需求，从而支持更广泛的全球脱碳目标。

为了了解这种集成在典型居住条件下的表现，研究团队开发了一个模拟模型，并使用来自奥地利和匈牙利的真实数据进行了验证。

该模型将热水器视为可以在太阳能输出峰值期间充电的热水器。它考虑了广泛的变量：加热器容量、热损失、每小时太阳辐照度、家庭电力需求和能量传输周期。

先进的建模工具用于模拟日常作，并评估储存的热能如何有效地抵消晚上的电力消耗。为了确认模拟的准确性，研究人员使用太阳辐射和家庭能源使用情况的实际数据测试了该设置，捕捉了真实条件下的系统行为。

主要效率提升和稳定性优势

研究表明，使用热储存的太阳能可以满足家庭高达 30-40% 的日常热水需求。这不仅减少了电费，还提高了已安装光伏系统的利用率。

通过将能源消耗与太阳能可用性相吻合，该方法还缓解了电网的压力，这一概念被称为“调峰”。储存的热量被有效保留，确保在日落后几个小时内始终可用。该系统灵活应对太阳能输入和家庭需求的波动，表明它可以适应多变的现实条件。

住宅和更广泛的应用

这种方法在住宅用途方面具有巨大的潜力，特别是在阳光充足的地区。改造现有电热水器既具有成本效益又技术简单，为房主提供了更大的能源自主权，同时支持可再生能源的更广泛整合。

好处不仅限于家庭。商业地产还可以使用类似的系统来更有效地管理能源使用并降低运营成本。该战略可以在电网基础设施有限的地区提供一条获得更可靠的本地能源的途径，从而提高社区的复原力和获得清洁电力的机会。

» 仪器设备 购买 咨询