PV vs SOLVARME vs GASS vs VARMEPUMPE VANNOPPVARMING

kostnaden for elektrisitet, stabilitet i det nasjonale nettet og bevisstheten om bærekraftig levebrød har tvunget mangeforbrukere til å vende seg til fornybar energiteknologi for oppvarming av vann. De nasjonale byggeforskriftene krever også at minst 50% av vannoppvarming gjøres med noe annet enn et elektrisk element. Men, sommed mange produkter på markedet, kan man finne betydelig motstridende krav med hensyn til de forskjelligeteknologier. Mange av disse påstandene er ikke noe mer enn markedsføring «blah» og har ingen fakta bak dem.
på SIN vi har derfor besluttet å prøve og kaste lys over de viktigste vann oppvarming teknologier og thesaving som kan oppnås.

EN BAKGRUNN TIL TEKNOLOGIENE

Momentant gass varmtvannsberedere bruker LPG å varme vannet umiddelbart og derfor ingen geysir (varmtvannstank) er nødvendig. 1kg LPG «inneholder» 13,6 kWh energi og kan derfor produsere 11,5 kWh av termisk energi hvis gassvarmeren har en gjennomsnittlig effektivitet på 85%.
Solar PV vann varmeelement bruker solenergi elektriske paneler (PV paneler) til å drive en elektrisk oppvarming element.An elektrisk element er nær 100% effektiv. Med andre ord, hvis det er et 1kw element, vil det forbruke 1kW ofelectricity for å produsere 1kw termisk utgang. Denne kraften kommer nå fra ET PV-panel. PV-paneler må væreinstallert mot Nord Og i en horisontal vinkel som er Lik Bredden på stedet, og det er kritisk at det eringen skygge på panelet. Skyggelegging så lite som 2% av paneloverflaten kan resultere i mer enn 50% panelutgangreduksjon.
EFFEKTIVITETEN TIL PV-panelene er rundt 17% (under laboratorieforhold med cellen ved 25°C). I det virkelige liv med solen skinner på cellen vil det varme opp og føre til en reduksjon i utgangseffekten på ca 8% (0,4% / °C med 20°CNOCT). Panel aldring vil typisk resultere i en maksimal nedbrytning av 2.5% i det første året og opp til 10% i 10years. Deretter trenger DU EN MPPT for å sikre optimal kraftoverføring fra panelene til elementet. En veldig goodMPPT er vanligvis rundt 95% effektiv, og derfor mister du ytterligere 5% av den tilgjengelige strømmen.
Solvarmevannvarmere bruker strålingen fra solen til å generere varme. Størrelsen på solpanelet vilbestemme hvor mye energi som kan samles inn fra solen. Så hvis vi for eksempel har et 2, 4m2 solpanel koblet til en geyser, kan dette gi oss 60°C vann på slutten Av en varm solrik dag, men i kjøligere dager med mindre solskinn kan det bare varme vannet til 35°C. solkontrolleren vil da bruke Eskom til å varme vannet til 60°C. hvis vi har et solpanel som bare er halvparten av størrelsen (1.2m2) vi ville bare komme ut halvparten avenergi og et elektrisk element må gjøre resten.
en god kvalitet flat plate solfangeren har en effektivitet på rundt 73%. Utgangen av en solar thermalcollector de-rate basert på temperaturforskjellen mellom vannet i oppsamleren og ambienttemperatur. Arbeider på en gjennomsnittstemperatur delta på 17.5°c (hea2ng vann fra 15°C til 60°C @20°Cambient) vil gi omtrent en 10% reduksjon i utgangseffekten. Rør termisk tap på de isolerte rørene connec2ng solpanel til geysir er ca 10W / m.
Varmtvanns varmepumper bruker en liten mengde strøm for å trekke ut mye energi frarundrende luft. Så en varmepumpe bruker også energien fra solen, men bare indirekte, og så kan den fungere dag og natt, vinter og sommer. Effektiviteten til en varmepumpe kalles COP. EN COP-verdi på 4 betyr at varmepumpen produserer fire ganger så mye termisk energi som den bruker elektrisk-med andre ord en besparelse på 75% på vann-hea2ng-regningen.
Dessverre ER COP av en varmepumpe avhengig av omgivelsestemperaturen og vanntemperaturenog så, i et praktisk varmtvannssystem ved hjelp av en godt designet varmepumpe, en realistisk årlig COP value 3-med andre ord en 66% besparelse på vannoppvarmingsregningen.

ET PRAKTISK EKSEMPEL

en familie på 4 som bruker vann bruker moderat omtrent 200l varmt vann per dag. For å varme 200l vann fra 15°Cto 60°C krever 10.4 kWh. Det stående tapet AV En b-vurdert 200l tank er 1.6kWh / dag i laboratoriet, men med installasjonsrør inkludert er det vanligvis rundt 3,6 kWh / dag. Derfor er det totale energibehovet for dettefamiliens varmtvann 14kWh / dag. Hvis De betaler R2 / kWh for strøm, koster vannoppvarming demr840 / måned. Forutsatt at vann hea2ng vanligvis utgjør 50% av den totale strømregningen vi ser hereat en familie som bruker Om R1680 per måned på strøm. La oss nå se på hva de forskjellige vannvarmeteknologier kan gjøre for dem.
en øyeblikkelig gass varmtvannsbereder ville spare dem stående tap på geysir. De vil derfor bare trenge 10,4 kWh termisk energi per dag. Med en 85% gjennomsnittlig effektivitet enhet vil de brenne 0,9 kg gass per day.At R23 / kg den månedlige kostnaden vil Være R624. Forutsatt en 10% årlig elektrisk tarifføkning, samt en 10% årlig LPG prisøkning, vil De spare R16278 de neste 5 årene på vannoppvarmingsregningen.en solar PV vann varmeelement system vanligvis installert PÅ EN 200l geysir består av 3 X 330w eller 4 X 330wpv paneler. Hvis de står perfekt overfor, bør vi i teorien kunne få maksimalt ca 5 timer med 990Wout av 3 X 330w-panelene (årlig gjennomsnitt – vinter vil du ha mindre fordi sollysetidene er mindre og om sommeren vil du ha mer som dessverre ikke samsvarer når folk bruker mest varmt vann).Vi har derfor et teoretiskt maksimum på 4,95 kWh, men med paneltemperaturavskrivning, 1. årsalder og MPPT-tap vil kraften tilgjengelig for elementet være rundt 4,2 kWh / dag. Elementkontrolleren vilbruk Eskom til å gjøre resten av arbeidet og få tanken til 60°C (SANS 151 krever vann som skal lagres på 60°C forlovgivning sykdomsforebygging). Den månedlige Eskom regningen for å få dette systemet til 60°C vil Være R588. Forutsatt a10% årlig elektrisk tarifføkning vil de spare R18731 de neste 5 årene på vannoppvarmingsregningen.For 4 X 330w panelsystem vil strømmen til elementet være rundt 5,6 kWh / dag. Den monthlyEskom regningen for oppvarming av dette systemet til 60°C vil Være R504. Forutsatt en 10% årlig elektrisk tarifføkning, vil de spare R24974 i løpet av de neste 5 årene på deres vann hea2ng-regning.3 X 330w panel system krever En Nordvendt uskadet tak plass på 6m2 og 4 X 330w panel system8m2. et solvarmevannvarmesystem som vanligvis er installert på EN 200l geyser, består av et 2.4m2 solpanel (flatplate eller tilsvarende evakuert rør). FRA TUV Rheinland testrapporter AV ITS 2. 4m2 flat plate solarcollector kan det ses at det vil gi en termisk utgang på rundt 8.7kWh for samme 5 timer årlig brukbar sollys per dag som brukt med PV-eksemplet ovenfor. De-rating dette for differensial temperaturtap og 10m installasjon rør vi sitter igjen med 7.3 kWh / dag. Den månedlige Eskomregningen for oppvarming av dettesystem til 60°C vil derfor Være R402. Forutsatt en 10% årlig elektrisk tarifføkning, vil De spare R32556 Over de neste 5 årene på vannoppvarmingsregningen.en varmtvannsvarmepumpe som arbeider ved Gjennomsnittlige Sørafrikanske omgivelsestemperaturer, vil konservativt gi en årlig gjennomsnittlig besparelse på 66% på hvilket system den er koblet til. Den månedlige Eskom-regningen for å holde dette systemet på 60°C vil derfor Være R280. Forutsatt en 10% årlig elektrisk tarifføkning, vil de spare R41609 i løpet av de neste 5 årene på vannoppvarmingsregningen.

KONKLUSJONER

grafene nedenfor viser lagring de ulike systemene kan gi for 150l, 200l og 300l varmt vann brukper dag:

en øyeblikkelig gass varmtvannsbereder etter vårt syn gir mening på steder der det ikke er strøm tilgjengelig.Den ferdige installerte kostnaden for en riktig enhet er bare noen få tusen mindre enn en flat plate med geyser, og lagring fra solsystemet er nesten dobbelt for 200l varmtvannsbruk. Gass vann oppvarming bryr seg ikke aboutEskom load-shedding men husk at vi har hatt gassforsyning mangel og som vil forlate deg withcold water. Med oppvarming vannvarmere last-shedding er normalt ikke et problem med mindre strømbrudd siste formore enn en dag siden vannet kan holde seg varm i tanken for svært lang og re-oppvarming med en elektrisk element eller varmepumpe tar bare noen få timer. Hvis DU bruker 200L av 60°c vann per dag 9kg LPG vil vare degbare 10 dager, og så må du tenke på gassforsyning og logistikk. Momentant gass varmtvannsberedere isalso stor backup for solenergi varmtvannsberedere installert på steder uten strømnettet tilkobling. Gassvarmereni en slik installasjon vil bare dekke mangelen på solvarmesystemet.

et solar PV vannvarmeelement etter vårt syn gir mening bare når geyseren ligger langt fra solarpanelene som i en fleretasjes bygning. De termiske tapene i rørene i det normale solvarmesystemet i en slik installasjon vil redusere utgangen til et slikt nivå at PV-oppvarmingen kan være mer kostnadseffektiv. Forstandard installasjoner der geysir er innenfor si 10m fra solcellepanelet flat plate systemet vil giea mye bedre avkastning på investeringen. En 3 x 330w installasjon er litt dyrere enn en 2. 4m2 flat plateinstallasjon, men den flate platen vil spare R14k mer over 5 år i vårt eksempel. De fleste solar PV element systemswe see installert er helt undersized og gjøres av folk som bare prøver å komme seg unna medbilest mulig alternativ. EN PV termisk system som vil gi deg nesten samme utgangseffekt som en 2.4m2 flatplate trenger 5 X 330w PV paneler som resulterer i et dyrt system som krever 10m2 nordvendt nonshaded takplass. Skulle klienten på et tidspunkt ønske å installere et PV elektrisk system for å bli meruavhengig Av Eskom vil han sannsynligvis ikke ha nok takplass igjen.

en annen stor bekymring MED PV-elementsystemer er den nåværende mangelen på regulering av installasjonene ogutstyr. PV element systemer opererer på dødelige DC spenninger og installere det billig og ekkel kunne potentiallybe dødelig.

et solvarmevannvarmesystem vil gi en god avkastning på investeringen, men det er viktig at den er installert riktig. Dessverre ser vi også installatører som er presset for pris går for undersizedsystems. Hvis vi for eksempel ser PÅ 200l-systemeksemplet ved hjelp AV EN 2M2 flatplatesamler, sparer du R26758 Over 5 år. Ved å gå for den litt større 2. 4m2 flatplaten vil installasjonskostnadene øke byabout R400, men besparelsen over 5 år vil øke Med R5797 Til R32556. En 2.4m2 flat plate er også av nomeans for stor for ET 150l system, og en 2m2 flat plate er bare fornuftig for større systemer der du trenger flere paneler.

en varmtvanns varmepumpe vil gi den beste besparelsen i dette eksemplet. En SIN 4.7 kW varmepumpeinstallasjon vil koste Deg Om R5k mer enn en 2.4m2 flat plate installasjon, men vil resultere I En R9k bettersparing etter 5 år.

et solsystem kan gi en større besparelse enn en varmepumpe, men for at solsystemet må være oversized og vann bruksmønstre må justeres. Vanligvis trenger du dobbelt så mye varmt vann som det du trenger for en vanlig elektrisk geyser eller et varmepumpesystem. I kystområder som Cape Town, menvinterbestrålingen er mye lavere enn sommerbestråling. Dette betyr at selv om solsystemet ditt var dimensjonert for 100% av solbruken din om sommeren, vil du bare ha omtrent halvparten av den termiske effekten du trenger om vinteren, og det elektriske elementet trenger å gjøre resten. Vinteren er også når folk bruker mest varmt vann og så en varmepumpe vil nesten alltid være en bedre løsning i Områder som Cape Town.

Solar PV og Termiske systemer kan bare «høste» energi mens solen skinner. Systemet dimensjonering er gjort ågi deg en viss prosentandel av energibehovet per dag som er basert på hvor mange liter varmtvann du bruker per dag. Hvis noen venner besøke og bo over ekstra varmt vann som kreves må varmes Opp ved Hjelp Av Eskom. Med et varmepumpesystem vil varmepumpen bare fortsette å varme opp mer vann mens du bruker mer, samtidig som du sparer rundt 66% på det du bruker.

for å få mest mulig ut av solenergi PV og solvarmesystemer krever også at du bruker det riktig. Hvis du bruker det meste av varmtvannet om kvelden, må Eskom ha varmt vann om morgenen. Hvis du erikke bruker mye vann om morgenen, oppvarmer solsystemet en tank som allerede er nesten på temperaturog så du vil ikke bruke all energi som er tilgjengelig fra solsystemet ditt om dagen. Med en varmepumpe gjør det ingen reell forskjell når og hvordan du bruker vannet.