डायनॅमिक हीट-पंप शेड्युलिंगमुळे छतावरील सौरऊर्जा असलेल्या घरांचा खर्च कमी होऊ शकतो

विद्युतीकृत हीटिंगमधील कठीण भागावर लक्ष केंद्रित करणारे नवे शेड्युलिंग मॉडेल

युनायटेड किंगडममधील Cranfield Universityच्या संशोधकांनी छतावरील सौरऊर्जा असलेल्या घरांमध्ये उष्णताजन्य आराम राखत वीजखर्च कमी करण्यासाठी residential heat pumps साठी एक शेड्युलिंग मॉडेल विकसित केले आहे.

pv magazine मध्ये आलेल्या या कामात एक प्रत्यक्ष आव्हान हाताळले आहे, जे घरांमध्ये heat pumps, solar panels, आणि वेळेनुसार बदलणारे वीज tariff एकत्र येत असल्याने अधिक महत्त्वाचे होत आहे. एक heat pump काही मागणी महागड्या तासांमधून हलवू शकते, पण फक्त तेव्हाच जेव्हा त्यामुळे घरातील लोकांना खूप थंडी किंवा खूप उष्णता जाणवत नाही. Rooftop photovoltaic generation आणखी एक घटक जोडते, कारण सौर उत्पादन काही वेळा उपलब्ध असते आणि कधी कधी अनिश्चितही असते.

Cranfield model एकाच वेळी तीन संसाधने समन्वयित करण्यासाठी आहे: grid वीज, rooftop PV generation, आणि इमारतीची thermal flexibility. याचा अर्थ कधी gridमधून वीज घ्यावी, कधी solar generation थेट वापरावी, आणि कधी इमारतीच्या संरचनेत किंवा अंतर्गत वातावरणात साठवलेल्या उष्णतेवर अवलंबून राहावे हे ठरवणे.

Dynamic tariff स्मार्ट नियंत्रणासाठी संधी निर्माण करतात

वेळेनुसार बदलणारे tariff हीटिंगचे अर्थशास्त्र बदलतात. वीज काही कालावधीत स्वस्त आणि काही कालावधीत महाग असू शकते, त्यामुळे flexible loads कमी खर्चाच्या खिडक्यांमध्ये हलवण्याची प्रेरणा निर्माण होते. Heat pumps या प्रकारच्या load shifting साठी प्रमुख उमेदवार आहेत, कारण त्या वीज वापरतात आणि दर वाढण्यापूर्वी घर थोडे आधी गरम करू शकतात.

संबंधित लेखिका Banu Yektin Ekren यांनी pv magazineला सांगितले की rooftop PV dynamic tariff अंतर्गत heat pumpच्या load-shifting क्षमतेला बळकटी देते, कारण ते schedulerला grid शिवाय कमी किमतीचा वीज स्रोत देते. optimization मध्ये वीज कधी स्वस्त आहे, PV कधी उपलब्ध आहे, आणि इमारत किती thermal flexibility देऊ शकते याचे समन्वयन करता येते.

हे सौर पॅनल उत्पादनाच्या वेळीच heat pump चालवण्यापेक्षा अधिक गुंतागुंतीचे आहे. Solar generation अनिश्चित असते, घरातील आरामाची मर्यादा असते, आणि वीज दर बहुतेकदा PV outputच्या शिखराशी जुळत नाहीत. उपयुक्त schedulerला या घटकांमध्ये तडजोड करावी लागते; एका व्हेरिएबलचे स्वतंत्रपणे optimization पुरेसे नाही.

मॉडेल energy cost आणि comfort यांना जोडते

नोंदवलेल्या मॉडेलचे उद्दिष्ट वीजखर्च कमी करताना उष्णताजन्य आराम राखणे हे आहे. हे संयोजन महत्त्वाचे आहे, कारण आक्रमक खर्च-कपात हीटिंग प्रणालीच्या मुख्य उद्देशाला बाधा पोहोचवू शकते. Schedulerने महागड्या कालावधीत heating खूपच कमी केली, तर पैसे वाचतील, पण घरातील परिस्थिती अस्वीकार्य होऊ शकते.

Building thermal storage समाविष्ट करून, मॉडेल घरालाच energy systemचा भाग मानते. भिंती, फरशा, आतली हवा, आणि घराची thermal mass काही काळ उष्णता धरून ठेवू शकते. प्रत्यक्षात याचा अर्थ असा की घर कधीकधी उच्च-दराच्या कालावधीपूर्वीच गरम केले जाऊ शकते आणि नंतर त्या कालावधीचा काही भाग कमी heat-pump संचालनासह पार केला जाऊ शकतो.

Rooftop PV उपलब्ध असताना, scheduler solar production windowsमध्ये संचालनास प्राधान्य देऊ शकतो. यामुळे grid वीजेवरील अवलंबन कमी होऊ शकते, विशेषतः tariff दर जास्त असताना. स्रोत लेख दिलेल्या मजकुरात संपूर्ण तांत्रिक तपशील देत नाही, पण तो या प्रणालीचे वर्णन dynamic tariffs आणि अनिश्चित PV generation अंतर्गत residential heat-pump operation साठी optimization दृष्टिकोन म्हणून करतो.

Residential electrification साठी हे का महत्त्वाचे आहे

Heat pumps अनेक building decarbonization रणनीतींच्या केंद्रस्थानी आहेत, कारण त्या स्थानिक दहनाऐवजी वीज वापरून कार्यक्षमपणे heating देऊ शकतात. मात्र त्यांचा व्यापक स्वीकार घरगुती मागणीचे नमुने बदलतो आणि heating कालावधीत वितरण gridsवर अतिरिक्त भार टाकू शकतो.

Scheduling systems heat-pump मागणी अधिक flexible करून मदत करू शकतात. अनेक घरांनी कमी खर्चाच्या किंवा अधिक solar-rich कालावधींमध्ये काही heating हलवले आणि आराम राखला, तर घरगुती बिल कमी होऊ शकतात आणि energy systemsसाठी demand smoothing सुधारू शकते. हाच तर्क rooftop PV, batteries, किंवा इतर distributed energy resources हळूहळू जोडणाऱ्या घरांवरही लागू होतो.

हे संशोधन residential energy managementमधील व्यापक बदलाकडेही निर्देश करते. Tariff अधिक dynamic होत चालले आहेत आणि घरांमध्ये अधिक controllable devices जोडली जात आहेत, त्यामुळे स्थिर नियम कमी परिणामकारक ठरू शकतात. Household energy controllerला आता price, weather, generation forecasts, comfort constraints, आणि equipment behavior यांना प्रतिसाद द्यावा लागेल.

अजून काय सिद्ध व्हायचे आहे

दिलेला स्रोत मजकूर मॉडेल आणि त्याच्या अपेक्षित फायद्यांचे वर्णन करतो, पण तपशीलवार field-test परिणाम किंवा deployment योजना देत नाही. त्यामुळे पुढचे प्रश्न व्यावहारिक आहेत: प्रत्यक्ष घरगुती वर्तनात scheduler किती robust आहे, अनिश्चित PV generation किती अचूकपणे हाताळतो, आणि विद्यमान heat-pump controlsसोबत तो किती सहजपणे एकत्रित होऊ शकतो.

तरीही, हे काम विद्युतीकृत हीटिंग अधिक किफायतशीर बनवण्याचा एक ठोस मार्ग दाखवते. Heat pump ला फक्त thermostatला प्रतिसाद देणारे साधे उपकरण मानण्याऐवजी, मॉडेल त्याला एक समन्वित home energy systemचा भाग मानते. अधिक घरे बदलत्या किमती आणि स्वतःची काही वीज उत्पादन सुरू करत गेली, तर हा समन्वय आणखी मौल्यवान ठरू शकतो.

हा लेख pv magazine च्या बातमीवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.