Watafiti nchini Italia wameunda mfumo wa pampu ya joto ya chanzo cha maji inayokusudiwa kuzalisha kupoeza, kupasha joto na maji ya moto ya nyumbani katika hifadhi ya makazi ya jamii iliyojengwa katika miaka ya 1970-1990. Dhana ya riwaya huunganisha nishati ya picha-joto na hifadhi ya mafuta na huahidi mgawo wa msimu wa utendakazi wa 5.
Kikundi cha watafiti kinachoongozwa na Chuo Kikuu cha Sapienza cha Roma kimetengeneza mfumo mpya wa pampu ya joto ya chanzo cha maji (WSHP) inayounganisha nishati ya photovoltaic-thermal (PVT) nishati na hifadhi ya nishati ya joto (TES) kwa ajili ya uzalishaji wa joto jumuishi, baridi, uzalishaji wa maji ya moto ndani na umeme.
Mfumo huo ulianzishwa chini ya mwavuli wa mradi wa utafiti wa RESHeat unaofadhiliwa na EU, ambao una lengo la kutambua ufumbuzi wa upyaji na ufanisi wa nishati kwa ajili ya joto na baridi, pamoja na uzalishaji wa maji ya moto ya ndani katika majengo ya makazi ya vyumba vingi. "Kazi hii inazingatia toleo la Kiitaliano la mradi wa RESHeat," wanasayansi walisema, wakigundua kuwa mfumo uliopendekezwa unachukua tanki la kuhifadhi maji ya moto badala ya kitengo cha kuhifadhi joto chini ya ardhi kama matoleo ya mfumo yaliyotengenezwa kwa nchi za Ulaya katika latitudo za juu.
Mfumo huu una pampu ya joto ya chanzo cha maji pamoja na paneli za photovoltaic zilizopozwa, vitengo viwili vya kuhifadhi - upande mmoja wa chanzo na mzigo wa upande mwingine - na coil ya shabiki. Katika usanidi wa mfumo uliopendekezwa, joto la chini la joto kutoka kwa paneli hutumiwa kujaza kisima cha baridi cha pampu ya joto wakati wa msimu wa joto. Wakati wa msimu wa baridi, joto la ziada kutoka kwa paneli za PV, ambazo hufikia joto la juu, hupitishwa kwa mfumo wa uzalishaji wa maji ya moto wa ndani.
"Paneli za PVT hutoa muunganisho wa mafuta na umeme, na nishati ya umeme inatumiwa kuwasha WSHP, hita zozote za chelezo, wasaidizi na nafasi za kondomu, wakati joto la chini linalozalishwa wakati wa msimu wa baridi hutumika kama chanzo cha WSHP kupitia TES," timu ya utafiti ilielezea. "Kinyume chake, nje ya kipindi cha joto, kuanzia Aprili hadi Oktoba, joto linalozalishwa na PVT hutumiwa kwa ajili ya uzalishaji wa DHW, ambayo huhifadhiwa katika hifadhi maalum. Hatimaye, katika kipindi cha majira ya joto, TES imeunganishwa na DC, inayohitajika ili kuondoa joto la ziada linalozalishwa na HP kwa ajili ya kupoeza nafasi.
Kwa kutumia programu ya TRNSYS na mbinu ya kufanya maamuzi ya vigezo vingi (MCDM), wasomi walifanya maiga 184 ili kutambua ukubwa unaofaa wa vipengele vya mfumo huo kwa lengo la kupeleka katika jengo la makazi ya kijamii lenye vyumba 13 vilivyojengwa karibu 1980 huko Palombara Sabina, karibu na Roma, Italia.
"Sampuli ya marejeleo ni matokeo ya upangaji miji ulioanzishwa nchini Italia katika miaka ya 60 ya '900 ili uingiliaji wa programu zinazohusiana na majengo ya kijamii kabla ya kanuni za utendaji wa nishati katika majengo," walielezea, na kuongeza kuwa jengo hilo, ambalo kwa sasa linategemea mfumo wa kupokanzwa gesi kuu, lina mzigo wa joto wa msimu wa baridi na 61 kW, mtawaliwa, na matumizi ya watu 65 kwa kila mtu 55 DHWl.
Katika uigaji na uchanganuzi wa MCDM, wasomi walizingatia vigezo muhimu kama vile mgawo wetu wa utendaji (COP), sehemu ya nishati ya jua, matumizi ya msingi ya nishati, uokoaji wa nishati msingi, gharama za mfumo na uendeshaji, pamoja na vigezo vya upangiaji na anga. Watafiti waligundua kuwa usanidi bora wa mfumo unaweza kupatikana kwa paneli 75 za PVT zenye jumla ya kW 25 zikiwa zimegawanywa katika nyuzi 15, sauti ya tanki ya bafa iliyounganishwa kwenye upande wa chanzo wa HP wa 3 m³, na ujazo wa 1.5 m³ kwa hifadhi ya joto ya DHW.
"Viwango vya joto vilivyotambuliwa vilikuwa 25 C kwa DC, wakati kwa HP, joto la uendeshaji la evaporator na condenser hutofautiana kulingana na hali ya nje," walielezea zaidi. "Kwa upande wa baridi, huanzia 7 hadi 20 C na hutofautiana kulingana na mionzi ya matukio na uzalishaji wa joto la chini la paneli za PVT, wakati kwa upande wa joto, hutofautiana kulingana na joto la nje."
Mfumo huo ulielezewa katika utafiti "Ufafanuzi wa mfumo wa pampu ya joto ya chanzo cha maji ya PVT kupitia uboreshaji wa vipengele vya mtu binafsi," iliyochapishwa katika Nishati.
"Kazi hii inalenga kutumia jengo huko Palombara Sabina kama kesi ya majaribio ya kuboresha mfumo mkuu wa joto kwa hali ya hewa kali, ili kupendekeza kama njia bora ya kutumika kwa kiwango kikubwa kwa hifadhi nzima ya makazi ya kijamii iliyojengwa katika miaka ya 1970-1990, kwa nia ya ukarabati wa nishati katika kiwango cha mijini," watafiti walihitimisha. "Malengo ni ufanisi wa mfumo, na kiwango cha chini cha COP cha msimu cha 5, na kiwango cha chini cha 70% kutoka kwa vyanzo mbadala vinavyozingatia udhibiti wa hali ya joto."
Maudhui haya yanalindwa na hakimiliki na huenda yasitumike tena. Ikiwa ungependa kushirikiana nasi na ungependa kutumia tena baadhi ya maudhui yetu, tafadhali wasiliana na: editors@pv-magazine.com.
Chanzo kutoka gazeti la pv
Kanusho: Maelezo yaliyoelezwa hapo juu yametolewa na pv-magazine.com bila ya Cooig.com. Cooig.com haitoi uwakilishi na dhamana kuhusu ubora na uaminifu wa muuzaji na bidhaa. Cooig.com inakanusha dhima yoyote kwa ukiukaji unaohusiana na hakimiliki ya yaliyomo.
