PV vs SOLÁRNÍ TEPELNÉ vs PLYN vs TEPELNÉ ČERPADLO OHŘEV VODY
náklady Na elektřinu, stabilitu národní sítě a povědomí o trvale udržitelný život donutil manyconsumers se obrátit na technologie využívající obnovitelné zdroje energie pro ohřev vody. Národní stavební předpisy taképožadují, aby alespoň 50% ohřevu vody bylo provedeno jiným než elektrickým prvkem. Ale, aswith mnoha výrobků na trhu, lze nalézt značně protichůdné tvrzení, pokud jde o různétechnologií. Mnohé z těchto tvrzení nejsou ničím jiným než marketingovým “ bla “ a nemají za sebou žádná fakta.
V ITS jsme se proto rozhodli zkusit osvětlit hlavní technologie ohřevu vody a úspory, kterých lze dosáhnout.
pozadí technologií
okamžité plynové ohřívače vody používají LPG k okamžitému ohřevu vody, a proto není potřeba žádný gejzír(zásobník teplé vody). 1 kg LPG „obsahuje“ 13,6 kWh energie, a proto může produkovat 11,5 kWh tepelné energie, pokud má plynový ohřívač průměrnou účinnost 85%.
solární PV vodní topné těleso používá solární elektrické panely (FV panely) k napájení elektrického vytápění element.An elektrický prvek je téměř 100% účinný. Jinými slovy, pokud se jedná o prvek 1kW, spotřebuje 1kW elektrické energie k výrobě 1kW tepelného výkonu. Tato energie nyní pochází z fotovoltaického panelu. FV panely musí beinstalled směrem na Sever a v horizontální úhel rovnající se Zeměpisné šířce místa, a je důležité, že tam isno stínování na panelu. Stínování až 2% povrchu panelu může vést k více než 50% výstupu panelu.
účinnost fotovoltaických panelů se pohybuje kolem 17% (v laboratorních podmínkách s článkem při 25°C). V reálném životě se slunečníkem svítícím na buňce se zahřeje a způsobí pokles výstupního výkonu asi o 8% (0,4%/°C při 20°CNOCT). Stárnutí panelu obvykle vede k maximální degradaci 2,5% v prvním roce a až 10% v 10 letech. Dále potřebujete MPPT, abyste zajistili optimální přenos energie z panelů na prvek. Velmi goodMPPT je obvykle kolem 95% efektivní, a proto ztratíte dalších 5% dostupné energie.
solární tepelné ohřívače vody využívají záření ze Slunce k výrobě tepla. Velikost solárního panelu budeurčete, kolik energie lze získat ze slunce. Takže pokud budeme mít například 2.4m2 solárních panelconnected na gejzír tohle by nám mohl dát 60°C vody na konci teplý slunečný den, ale během chladnějších dayswith méně slunečního svitu, může pouze být schopen ohřívat vodu na 35°C. solární regulátor pak bude používat Eskom toheat vody na 60°C. Pokud máme solární panel, který je pouze poloviční velikosti (1.2m2) bychom dostali jen polovinu energie a elektrický prvek bude muset udělat zbytek.
kvalitní plochý solární tepelný kolektor má účinnost kolem 73%. Výstup solárního thermalcolector de-rate na základě teplotního rozdílu mezi vodou v kolektoru a ambientteplota. Práce na průměrné teplotní deltě 17,5°C (hea2ng voda od 15°C do 60°C @20 ° Cambient) poskytne asi 10% snížení výkonu. Tepelné ztráty potrubí na izolovaných trubkách, které jsou připojeny k solárnímu panelu, jsou cca 10W / m.
tepelná čerpadla teplé užitkové vody používají malé množství elektřiny k získání velkého množství energie z okolního vzduchu. Tepelné čerpadlo tedy také využívá energii ze slunce, ale pouze nepřímo, a tak může pracovat ve dne i v noci, v zimě i v létě. Účinnost tepelného čerpadla se nazývá COP. Hodnota COP 4 znamená, žetepelné čerpadlo produkuje čtyřikrát více tepelné energie než to, co používá elektricky-jinými slovy 75% úspora na účtu hea2ng vody.
Bohužel COP tepelného čerpadla je závislá na okolní teplotě a vodě temperatureand tak, v praktické ohřev teplé vody systému pomocí dobře navržené tepelné čerpadlo, realistický roční COP valueis 3 – jinými slovy 66% úspora na ohřev vody bill.
praktický příklad
rodina 4, která používá vodu mírně, spotřebuje asi 200 l horké vody denně. Ohřev 200L vody z 15°C na 60°C vyžaduje 10,4 kWh. Stálá ztráta 200L nádrže s hodnocením B je 1.6kWh / den v laboratoři, ale s instalací potrubí je obvykle kolem 3,6 kWh / den. Proto je celková potřeba energie pro totorodinná horká voda je 14kWh / den. Pokud platí R2 / kWh za elektřinu, stojí je ohřev vody 840 / měsíc. Za předpokladu, že voda hea2ng obvykle tvoří 50% z celkové elektrické bill těšíme se u rodiny, která tráví o R1680 za měsíc na elektřinu. Podívejme se nyní na to, co různé ohřev vodytechnologie mohou pro ně udělat.
okamžitý plynový ohřívač vody by jim ušetřil stálé ztráty na gejzíru. Budou tedy potřebovat pouze 10,4 kWh tepelné energie denně. S 85% průměrnou jednotkou účinnosti spálí 0,9 kg plynu na day.At R23 / kg měsíční náklady budou R624. Za předpokladu 10% roční zvýšení elektrického tarifu, stejně jako 10% roční zvýšení ceny LPG ušetří R16278 v příštích 5 letech na jejich účtu za ohřev vody.
solární FV systém ohřevu vody obvykle instalovaný na gejzíru 200L se skládá z panelů 3 x 330W nebo 4 x 330WPV. Pokud jsou dokonale čelí bychom měli teoreticky být schopen dostat maximálně o 5 hodin 990Wout 3 x 330W panely (roční průměr – v zimě budete mít méně, protože sluneční hodiny jsou menší a v létě budete mít další, které je bohužel neodpovídající když lidé používají většinou teplé vody).Máme tedy teoretické2cal maximum 4,95 kWh, ale při de-hodnocení teploty panelu, 1st rok agingand MPPT ztráty energie dostupné pro prvek bude kolem 4,2 kWh / den. Element regulátor willuse Eskom dělat zbytek práce a nádrž na 60°C (SANS 151 vyžaduje vodu, aby být uloženy na 60°C forLegislation prevenci). Měsíční účet Eskom za získání tohoto systému na 60°C bude R588. Za předpokladu, že a10% roční zvýšení elektrického tarifu ušetří R18731 v příštích 5 letech na jejich ohřevu vody.U panelového systému 4 x 330W bude výkon, který má prvek k dispozici, přibližně 5,6 kWh / den. Měsíční účet za ohřev tohoto systému na 60°C bude R504. Za předpokladu, že roční zvýšení elektrického tarifu o 10% ušetří R24974 v příštích 5 letech na svém účtu za hea2ng vody.Panelový systém 3 x 330W vyžaduje severně orientovaný nestínovaný střešní prostor 6m2 a systém 4 x 330W panel8m2.
solární ohřev vody systém typicky instalovaný na 200L gejzír se skládá z 2. 4m2 solární panel (plochý nebo ekvivalentní evakuované trubice). Ze zkušebních protokolů TUV Rheinland solarcollectoru s plochou deskou ITS 2, 4m2 je vidět, že poskytne tepelný výkon kolem 8.7kWh za stejných 5 hodin ročníprůměr využitelného slunečního světla za den, jak se používá s výše uvedeným příkladem PV. De-rating to pro diferenciální teplotyztráty a 10m instalačního potrubí nám zbývá 7,3 kWh / den. Měsíční účet Eskom za vytápění tohoto systému na 60°C bude tedy R402. Za předpokladu, že 10% roční zvýšení elektrického tarifu ušetří R32556v příštích 5 letech na jejich účet za ohřev vody.
ohřev teplé vody tepelné čerpadlo pracuje v průměru jihoafrické okolní teploty se conservativelyprovide roční průměrná úspora z 66% na jakýkoliv systém je připojen. Měsíční účet Eskom za udržování tohoto systému při 60°C bude tedy R280. Za předpokladu 10% ročního zvýšení elektrického tarifu ušetří R41609 v příštích 5 letech na svém účtu za ohřev vody.
ZÁVĚRY
grafy níže ukazují uložení různých systémů může poskytnout pro 150L, 200L a 300L teplé vody usageper den:
plynové průtokové ohřívače vody podle našeho názoru má smysl v místech, kde není elektřina k dispozici.Dokončené instalované náklady na správnou jednotku jsou jen o několik tisíc méně než plochá deska s gejzírem a úspora ze sluneční soustavy je téměř dvojnásobná pro 200L použití teplé vody. Ohřev vody plynem nezajímá, ale mějte na paměti, že jsme měli výpadky dodávek plynu a že vám zůstane studená voda. S zásobníkové ohřívače vody zatížení-zbavují je obvykle není problém, pokud výpadek poslední pro více než jeden den, protože voda může zůstat v teple v nádrži pro velmi dlouho, a re-topení pomocí electricalelement nebo tepelného čerpadla trvá jen několik hodin. Pokud používáte 200L vody o teplotě 60°C denně, 9 kg LPG vám vydrží pouze 10 dní, takže budete muset přemýšlet o dodávkách plynu a logistice. Okamžité plynové ohřívače vody jsoutaké skvělá záloha pro solární ohřívače vody instalované v místech bez připojení k elektrické síti. Ohřívač plynuv takovém zařízení pokryje pouze nedostatek solárního systému ohřevu vody.
solární FV ohřev vody má podle našeho názoru smysl pouze tehdy, když je gejzír umístěn daleko od solárních panelů jako ve vícepodlažní budově. Tepelné ztráty v potrubí normálního solárního tepelného systému v takovéminstalace sníží výkon na takovou úroveň, že by FV vytápění mohlo být nákladově efektivnější. Pro standardní instalace, kde je gejzír v rozmezí řekněme 10 metrů od solárního panelu, systém plochých desek poskytne mnohem lepší návratnost investic. Instalace 3 x 330W je o něco dražší než instalace ploché desky 2.4m2, ale plochá deska ušetří R14k více než 5 let v našem příkladu. Většina systémů solárních fotovoltaických prvků, které vidíme nainstalované, je zcela poddimenzovaná a provádí ji lidé, kteří se prostě snaží dostat pryč s nejlepší možnou možností. FV tepelný systém, který vám poskytne téměř stejný výstupní výkon jako 2.4m2 flatplate bude potřebovat 5 x 330W FV panely, což má za následek nákladný systém, který vyžaduje 10m2 severně orientovaného nestínovaného střešního prostoru. Pokud by klient v určité fázi chtěl nainstalovat FV elektrický systém, aby se stal více nezávislým na Eskomu, s největší pravděpodobností nebude mít dostatek střešního prostoru.
dalším velkým problémem fotovoltaických systémů je současná nedostatečná regulace zařízení a zařízení. Systémy FV prvků pracují na smrtelných stejnosměrných napětích a jejich instalace by mohla být levná a ošklivá.
solární ohřívač vody poskytne velkou návratnost investic, ale je důležité, aby byl správně nainstalován. Bohužel jsme také svědky instalátorů, kteří jsou tlačeni za cenu, která jde za poddimenzované systémy. Pokud se například podíváme na příklad systému 200L pomocí kolektoru s plochými deskami 2M2, vaše úspora bude R26758 po dobu 5 let. Tím, že jde o mírně větší 2.4m2 plochou desku vaše náklady na instalaci zvýší byabout R400, ale vaše úspory více než 5 let zvýší o R5797 na R32556. A 2.Plochá deska 4m2 je také nomeans příliš velká pro systém 150L, takže plochá deska 2m2 má smysl pouze pro větší systémy, kde potřebujete více panelů.
tepelné čerpadlo teplé užitkové vody poskytne v tomto příkladu nejlepší úsporu. Instalace tepelného čerpadla its 4.7 kW vás bude stát asi R5k více než instalace ploché desky 2.4m2, ale po 5 letech bude mít za následek lepší úsporu R9k.
solární systém může poskytnout větší úspory než tepelné čerpadlo, ale pro to, že solární systém musí být oversizedand spotřebu vody vzory musí být upravena. Obvykle budete potřebovat dvojnásobek objemu horké vody, co byste potřebovali pro normální elektrický gejzír nebo systém tepelného čerpadla. V pobřežních oblastech, jako je Kapské Městozimní ozařování je mnohem nižší než letní ozařování. To znamená, že i když váš solární systém wassized 100% sluneční energie v létě budete mít jen asi polovinu tepelný výkon potřebujete v zimě a elektrický prvek by třeba udělat zbytek. Zima je také, když lidé používají nejvíce teplé vody, a tak tepelné čerpadlo by téměř vždy bylo lepším řešením v oblastech, jako je Kapské Město.
solární PV a tepelné systémy mohou“ sklízet “ energii pouze tehdy, když svítí slunce. Systém dimenzování se provádí togive vám určité procento vaší energetické potřeby za den, který je založen na tom, kolik litrů teplé vody používáte denně. Pokud někteří přátelé navštívit a zůstat nad extra teplé vody potřebné bude muset být heatedpomocí Eskom. Se systémem tepelného čerpadla Tepelné čerpadlo bude jednoduše pokračovat v ohřevu více vody, jak budete používat více a zároveň poskytuje kolem 66% úspory na co používáte.
Chcete-li získat co nejvíce ze solárních PV a solární tepelné topné systémy také vyžadují, abyste ji správně používat. Pokud vyžijete většinu teplé vody večer, budete potřebovat Eskom, abyste měli horkou vodu ráno. Pokud nepoužíváte hodně vody ráno, sluneční soustava ohřívá nádrž, která je již téměř na temperaturea takže nebudete během dne využívat veškerou energii dostupnou z vaší sluneční soustavy. S tepelným čerpadlem to není žádný skutečný rozdíl, kdy a jak používáte vodu.