PV vs napenergia vs gáz vs hőszivattyú vízmelegítés
a villamos energia költsége, a nemzeti hálózat stabilitása és a fenntartható életmód tudatossága sok fogyasztót arra kényszerített, hogy megújuló energia technológiához forduljon a víz fűtéséhez. A nemzeti építési előírások is megkövetelik, hogy a vízmelegítés legalább 50% – át nem elektromos elemmel kell elvégezni. De aswith sok termék a piacon, lehet találni jelentősen ellentmondó állítások tekintetében a különbözőtechnológiák. Ezek közül az állítások közül sok nem más, mint a “bla” marketing, és nincsenek mögöttük tények.
Az ITS-en ezért úgy döntöttünk, hogy megpróbálunk fényt deríteni a fő vízmelegítési technológiákra és az elérhető megtakarításokra.
A technológiák háttere
A pillanatnyi gázmelegítők LPG-t használnak a víz azonnali melegítésére, ezért nincs szükség gejzírre (melegvíztároló tartály). 1 kg LPG “tartalmaz” 13,6 kWh energiát, ezért 11,5 kWh hőenergiát képes előállítani, ha a gázmelegítő átlagos hatékonysága 85%.
Solar PV vízmelegítő elem használ napelemes elektromos panelek (PV panelek) a hatalom egy elektromos fűtés element.An az elektromos elem közel 100% – ban hatékony. Más szavakkal, ha ez egy 1 kW-os elem, akkor 1 kW-ot fogyasztvillamos energiát termel 1 kW hőteljesítmény előállításához. Ez az energia most egy PV panelből származik. A PV paneleknek észak felé kell nézniük, a hely szélességével megegyező vízszintes szögben, és kritikus fontosságú, hogy a panelen ne legyen árnyékolás. A panel felületének akár 2% – ának árnyékolása több mint 50% – os panelkimenetcsökkenést eredményezhet.
a PV panelek hatékonysága körülbelül 17% (laboratóriumi körülmények között, a sejt 25 cc-nál). A valós életben, amikor a nap ragyog a cellán, felmelegszik, és a kimeneti teljesítmény körülbelül 8% – os csökkenését okozza (0,4%/CAC C 20 cc cnoct-val). A panelek elöregedése általában az első évben 2,5% – os, 10 év alatt pedig akár 10% – os romlást eredményez. Ezután szükség van egy MPPT-re, hogy biztosítsa az optimális teljesítményátvitelt a panelekről az elemre. Egy nagyon goodMPPT általában körülbelül 95% – os hatékonyságú, ezért elveszíti a rendelkezésre álló energia további 5% – át.
napenergia termálvíz melegítők használja a sugárzás a nap, hogy hőt termel. A napelem mérete leszmeghatározza, mennyi energiát lehet összegyűjteni a napból. Tehát, ha például van egy 2. 4m2 napelemes panelcsatlakoztatva egy gejzírhez, akkor ez 60 Celsius C vizet adhat nekünk egy meleg napsütéses nap végén, de hűvösebb napok alatt kevesebb napsütéssel, akkor csak a vizet melegítheti 35 C. a napelemes vezérlő ezután az Eskom – ot használja a víz melegítéséhez 60 C. C. Ha van egy napelem, amely csak fele akkora (1.2m2) csak az energia felét kapnánk ki, a többit pedig egy elektromos elemnek kell elvégeznie.
egy jó minőségű lapos lemez napkollektor hatékonysága körülbelül 73%. A solar thermalcollector de-rate kimenete a kollektorban lévő víz és az ambientthemperature hőmérsékletkülönbsége alapján. Munka egy átlagos hőmérséklet delta 17,5 C (hea2ng víz 15 C-60 C-60 C-XNUMX C @20 cc Cambient) ad körülbelül 10% – kal csökken a kibocsátás. Csővezeték hőveszteség a szigetelt csövek connect2ng thesolar panel a gejzír körülbelül 10w / m.
a háztartási melegvíz-hőszivattyúk kis mennyiségű villamos energiát használnak, hogy sok energiát nyerjenek a környező levegőből. Tehát a hőszivattyú a nap energiáját is felhasználja, de csak közvetve, így nappal és éjszaka, télen és nyáron is képes dolgozni. A hőszivattyú hatékonyságát COP-nak hívják. A 4-es COP érték azt jelenti, hogy a hőszivattyú négyszer annyi hőenergiát termel, mint amit elektromosan használ – más szóval 75% – os megtakarítás a víz hea2ng számláján.
sajnos a hőszivattyú COP-je a környezeti hőmérséklettől és a vízhőmérséklettől függ, így egy jól megtervezett hőszivattyút használó gyakorlati háztartási melegvíz – rendszerben reális éves COP-érték3-azaz 66% – os megtakarítás a vízmelegítési számlán.
gyakorlati példa
egy 4-es család, amely mérsékelten használ vizet, napi 200 liter forró vizet használ. A hő 200L vizet 15 GB Cto 60 C C igényel 10.4 kWh. A B-besorolású 200L tartály állandó vesztesége 1.6kwh / nap a laborban, de withinstallation csővezeték tartalmazza ez általában körülbelül 3,6 kWh / nap. Ezért a teljes energiaigény errea család melegvize 14 kWh/nap. Ha R2/kWh-t fizetnek a villamos energiáért, akkor a vízmelegítés havi 840 dollárba kerül. Feltételezve, hogy a víz hea2ng általában teszi ki 50% – át a teljes villanyszámlát keresünk itt egy család, hogy tölt körülbelül R1680 havonta a villamos energia. Most nézzük meg, mi a különböző vízmelegítésa technológiák megtehetik őket.
egy pillanatnyi gáz vízmelegítő mentené őket az álló veszteségek a gejzír. Ezért csaknaponta 10,4 kWh hőenergiára van szükségük. Egy 85% – os átlagos hatékonysági egységgel 0,9 kg gázt égetnek el day.At R23 / kg a havi költség R624 lesz. Feltételezve, hogy 10% – os éves villamosenergia-díjemelkedés, valamint 10% – os éves LPG-áremelkedés esetén az r16278-at a következő 5 évben megtakarítják a vízmelegítési számlájukon.
a napelem PV vízmelegítő rendszer jellemzően telepítve egy 200L gejzír áll 3 x 330W vagy 4 x 330wpv panelek. Ha tökéletesen néznek szembe, elméletileg képesnek kell lennünk arra, hogy legfeljebb körülbelül 5 órát kapjunk 990 – ből a 3 x 330W-os panelekből (éves átlag-télen kevesebb lesz, mert a napfény órái kevesebbek ésnyáron több lesz, ami sajnos nem felel meg, amikor az emberek a legtöbb meleg vizet használják).Ezért van egy teore2cal maximum 4,95 kWh, de a panel hőmérséklete de-rating, 1.év agingand MPPT veszteségek a rendelkezésre álló teljesítmény az elem körül lesz 4,2 kWh/nap. Az elemvezérlő az Eskom-ot fogja használni a többi munka elvégzéséhez, és a tartályt 60 köbméter C-re állítja (a SANS 151 megköveteli, hogy a vizet 60 köbméter C-EN tároljákjogszabályok betegségmegelőzés). A havi Eskom számla, hogy ezt a rendszert 60 C-re érje el, R588 lesz. Feltételezve, hogy az A10% – os éves elektromos Tarifa-növekedés megtakarítja az R18731-et a következő 5 évben a vízmelegítési számláján.A 4 x 330 W-os panelrendszer esetében az elem teljesítménye napi 5,6 kWh körül lesz. A monthlyEskom számlát fűtés ez a rendszer 60 cc lesz R504. Feltételezve, hogy 10% – kal növelik az éves elektromos tarifát, az r24974-et a következő 5 évben megtakarítják a víz hea2ng számláján.A 3 x 330 W-os panelrendszer északi fekvésű, árnyékolatlan tetőtér 6m2, a 4 x 330 W-os panelrendszer pedig 8m2.
a napenergiával működő termálvíz-melegítő rendszer, amelyet általában egy 200 literes gejzírre telepítenek, egy 2,4 m2-es napelem panelből (síklemezből vagy azzal egyenértékű evakuált csőből) áll. Az its 2.4m2 lapos lemez solarcollector TÜV Rheinland tesztjelentéseiből látható, hogy körülbelül 8 hőteljesítményt ad.7kWh ugyanazon 5 óra éves átlagos használható napfény naponta, mint a fenti PV példában. De-rating ez a differenciál temperaturelosses és 10m telepítési csővezeték mi maradt 7,3 kWh / nap. Az Eskom havi számlája ennek a fűtésérea rendszer 60 C-re r402 lesz. Feltételezve, hogy 10% – os éves elektromos Tarifa-emelést hajtanak végre, a következő 5 évben megtakarítják az R32556-ot a vízmelegítési számlájukon.
Az átlagos Dél-afrikai környezeti hőmérsékleten működő háztartási melegvíz-hőszivattyú évente átlagosan 66% – os megtakarítást biztosít bármilyen rendszerhez csatlakoztatva. A havi Eskom számlaa rendszer 60 C-os fenntartása tehát R280 lesz. Feltételezve, hogy 10% – kal növelik az éves elektromos tarifátmegtakarítják az R41609-et a következő 5 évben a vízmelegítési számlájukon.
következtetések
az alábbi grafikonok azt mutatják, hogy a különböző rendszerek megtakaríthatják a 150L, 200L és 300L melegvíz használatát naponta:
egy pillanatnyi gáz vízmelegítő véleményünk szerint van értelme olyan helyeken, ahol nincs áram áll rendelkezésre.A megfelelő egység beépített költsége csak néhány ezerrel kevesebb, mint egy gejzírrel ellátott lapos lemez, a naprendszerből történő megtakarítás pedig majdnem kétszerese a 200 literes melegvíz-használatnak. Gáz víz fűtés nem érdekel aboutEskom terhelés-leválás, de ne feledje, hogy már volt gázellátás hiány, és hogy hagyja meg withcidd víz. A tároló vízmelegítők terhelés-leválás általában nem jelent problémát, kivéve, ha az áramszünet utolsó formtöbb mint egy nap, mivel a víz maradhat meleg a tartályban nagyon hosszú, és újra fűtés egy electricalelement vagy hőszivattyú csak néhány órát vesz igénybe. Ha napi 200 liter 60 C-os vizet használ, 9 Kg LPG csak 10 napig tart, így a gázellátásra és a logisztikára kell gondolnia. Pillanatnyi gáz vízmelegítőkszintén nagyszerű biztonsági mentés a napenergiával működő vízmelegítők számára, amelyek olyan helyeken vannak felszerelve, ahol nincs elektromos hálózat. A gázfűtőegy ilyen létesítményben csak a napenergiával működő vízmelegítő rendszer hiányát fedezi.
véleményünk szerint a napelemes vízmelegítő elemnek csak akkor van értelme, ha a gejzír a napelemektől távol helyezkedik el, mint egy többszintes épületben. A normál napenergia-rendszer csővezetékeiben fellépő hőveszteségeka telepítés csökkenti a teljesítményt olyan szintre, hogy a PV fűtés költséghatékonyabb lehet. Forstandard létesítmények, ahol a gejzír belül mondjuk 10m a napelem a lapos lemez rendszer providea sokkal jobb megtérülést. A 3 x 330W-os telepítés valamivel drágább, mint egy 2, 4m2-es lapos lemeztelepítés, de a lapos lemez példánkban az R14k-t több mint 5 év alatt megtakarítja. A legtöbb Telepített napelemes elemrendszer teljesen alulméretezett, és olyan emberek végzik, akik egyszerűen megpróbálják megúszni a Budapest lehetséges opciót. PV termikus rendszer, amely majdnem ugyanazt a kimeneti teljesítményt nyújtja, mint a 2.A 4m2 lapos lemezhez 5 x 330W PV panelekre lesz szükség, ami drága rendszert eredményez, amely 10m2 északi fekvésű, árnyékolatlan tetőteret igényel. Ha az ügyfél egy bizonyos szakaszban szeretne telepíteni egy PV elektromos rendszert, hogy egyre inkábbfüggetlen az Eskom – tól, akkor valószínűleg nem lesz elég tetőtér.
a PV elemrendszerek másik nagy aggodalma a létesítmények szabályozásának jelenlegi hiánya ésberendezések. A PV elemrendszerek halálos egyenfeszültséggel működnek, és olcsó és csúnya telepítése potenciálisan halálos lehet.
a napenergiával működő termálvíz-melegítő rendszer nagy megtérülést biztosít, de fontos, hogy helyesen legyen telepítve. Sajnos azt is látjuk, szerelők, hogy tolta az ár megy undersizedsystems. Ha például nézzük meg a 200L rendszer például egy annak 2m2 lapos lemez kollektor a megtakarítás willbe R26758 több mint 5 éve. Megy a valamivel nagyobb 2. 4m2 lapos lemez a telepítési költség növekedni fog about R400, de a megtakarítás több mint 5 éve növekszik R5797 R32556. A 2.4m2 lapos lemez is nomeans túl nagy egy 150L rendszer, így egy 2m2 lapos lemez csak igazán értelme a nagyobb rendszerek whereyou szükség több panel.
ebben a példában a háztartási melegvíz-hőszivattyú biztosítja a legjobb megtakarítást. A 4,7 kW-os hőszivattyú telepítése körülbelül R5k-ba kerül, mint egy 2,4 m2-es lapos lemez telepítése, de 5 év után r9k jobb megtakarítást eredményez.
a naprendszer nagyobb megtakarítást nyújthat, mint egy hőszivattyú, de ehhez a Naprendszert túlméretezni kellés a vízhasználati mintákat módosítani kell. Általában meg kell kétszer akkora mennyiségű forró vizet, hogy whatyou lenne szükség egy normál elektromos gejzír vagy hőszivattyú rendszer. A part menti területeken, például Fokvárosbana téli besugárzás sokkal alacsonyabb, mint a nyári besugárzás. Ez azt jelenti, hogy még akkor is, ha a naprendszere nyáron a napenergia-felhasználás 100% – ára van méretezve, télen csak a fele lesz a szükséges hőteljesítménynek, a többit pedig az elektromos elemnek kell elvégeznie. A tél az is, amikor az emberek a legtöbb meleg vizet használják, így a hőszivattyú szinte mindig jobb megoldás lenne olyan területeken, mint Fokváros.
A napelemes és termikus rendszerek csak akkor képesek” betakarítani ” az energiát, amikor a nap süt. A rendszer méretezése történikadja meg a napi energiaigény bizonyos százalékát, amely azon alapul, hogy hány liter forró vizet használ naponta. Ha néhány barát meglátogatja és marad a szükséges extra forró víz felett, az Eskom használatával melegíteni kell. Hőszivattyús rendszerrel a hőszivattyú egyszerűen folytatja a több víz melegítését, miközben többet használ, miközben körülbelül 66% – os megtakarítást biztosít a használat során.
ahhoz, hogy a legtöbbet hozza ki a napelemes fotovillamos rendszerekből, a napenergiával működő fűtési rendszereknek is helyesen kell használniuk. Ha teenakkor használja a legtöbb meleg vizet este szüksége lesz Eskom, hogy meleg víz reggel. Ha nem használ sok vizet reggel, a Naprendszer egy olyan tartályt melegít, amely már majdnem be van kapcsolva hőmérsékletés így a nap folyamán nem fogja felhasználni a naprendszeréből rendelkezésre álló összes energiát. A hőszivattyúval nincs valódi különbség, mikor és hogyan használja a vizet.