PVと地中熱ヒートポンプに依存する温室のシステム設計

トルコのヤシャル大学の科学者たちは、LED照明の電源としてPVを使用し、冷暖房にヒートポンプを使用する温室の設計コンセプトを開発しました。

“当初は2017年にシステムを開発しましたが、当時のシステムの回収期間は5。7年でした。” 研究者のLeventBilirはPVマガジンに語った。“エネルギー価格が上昇しているため、今日の回収期間が2017年よりも短いかどうかはわかりません。”

ハイブリッドシステムは、表面が150m2の5x 30 mの温室、それぞれが温室の50％をカバーする200Wの出力を持つ66の南向きソーラーパネルを使用することを想定してモデル化されました&＃39;そして、暖房と冷房の両方に使用できる一種のヒートポンプである地中熱ヒートポンプの配備。 選択された場所は、トルコ西部のイズミル市で、基準温度は摂氏25度、日射量は1,367 W / m2です。

年間の最大アレイ効率値は14.17％から16.14％と推定され、屋根の角度は38.4度でした。 パネルは、モジュール列の間に隙間を作って屋根に配置し、より均一な日射が温室の内部に届くようにしました。温室は、アルミニウムフレームと13mmの空気層を備えた二重ガラス窓でできています。 太陽光発電システムが温室で必要以上の電力を生成すると、余剰電力がグリッドに注入されます。 同様に、その出力が十分でない場合、電力はネットワークから取得されます。

研究チームは、それぞれ摂氏28度、36度、24度の異なる室内温度を必要とするトマト、キュウリ、レタスの栽培を考慮して、提案された温室設計の全体的なパフォーマンスを評価しました。 システムの冷房負荷が非常に高いため、7月と8月に栽培を停止します。 温室はヒートポンプによって24時間/日加熱または冷却されます。

科学者たちは、暖房、冷房、照明の負荷、および暖房と冷房の成績係数（COP）値を考慮して、月次および年次の電力需要を計算しました。 さらに、各作物の月次および年次の被覆率の値、PVシステムとヒートポンプのコスト、および保険と運用と保守のコストを計算しました。

彼らの分析によると、5月、6月、9月の夏季の運用期間中、PVシステムは33.2〜67.2％のカバー率の範囲で電力需要をカバーできることが示されました。これは、冷房負荷を満たすために必要な電力であると説明しています。すべての作物の栽培のために非常に高いです。“ただし、冬季の運用月では、より高いカバレッジ率の値が発生します。” 研究チームは強調しました。“トマト栽培のカバー率は12月の最低67.4％から10月の最高522.3％までの範囲であるが、キュウリ栽培のカバー率は12月に最低37.6％、最高カバー率は185.3％である。 10月。”

収集されたデータの経済分析によると、トマト栽培の回収期間は7。2年であり、キュウリとレタスの回収期間はそれぞれ7。4年と7。0年です。“システムの温室効果ガス回収時間の値は、天然ガスと石炭ベースの発電に基づいて、それぞれ5。7年と2。6年でした。”

将来的には、Bilir氏は、今後の作業にはより詳細な分析を含め、追加オプションとしてストレージを検討する必要があると述べました。“おそらく、さまざまな種類の再生可能エネルギーを組み込むことができます。” 彼は結論を下した。