رہائشی ہیٹ پمپ کو پی وی، بیٹری اسٹوریج کے ساتھ کیسے جوڑنا ہے۔

Fraunhofer ISE محققین نے مطالعہ کیا ہے کہ کس طرح رہائشی چھتوں کے PV سسٹم کو ہیٹ پمپ اور بیٹری اسٹوریج کے ساتھ جوڑا جا سکتا ہے۔

انہوں نے جرمنی کے فریبرگ میں 1960 میں بنائے گئے سنگل فیملی ہاؤس میں اسمارٹ گرڈ (SG) ریڈی کنٹرول پر مبنی PV-ہیٹ پمپ-بیٹری سسٹم کی کارکردگی کا جائزہ لیا۔

محقق شبھم باراسکر نے پی وی میگزین کو بتایا کہ "یہ پتہ چلا کہ سمارٹ کنٹرول نے مقررہ درجہ حرارت کو بڑھا کر ہیٹ پمپ کے آپریشن میں اضافہ کیا۔" "SG-Ready کنٹرول نے گرم پانی کی تیاری کے لیے سپلائی کے درجہ حرارت میں 4.1 Kelvin کا ​​اضافہ کیا، جس نے پھر موسمی کارکردگی کے عنصر (SPF) کو 3.5 سے 3.3 تک 5.7 فیصد کم کر دیا۔ مزید برآں، اسپیس ہیٹنگ موڈ کے لیے سمارٹ کنٹرول نے SPF کو 5.0 سے 4.8 فیصد تک کم کر دیا۔

SPF کارکردگی کے گتانک (COP) سے ملتی جلتی ایک قدر ہے، فرق کے ساتھ اس کا شمار مختلف حدود کے حالات کے ساتھ ایک طویل مدت میں کیا جاتا ہے۔

باراسکر اور ان کے ساتھیوں نے اپنے نتائج کی وضاحت "فیلڈ پیمائش کے ڈیٹا کی بنیاد پر فوٹو وولٹک بیٹری ہیٹ پمپ سسٹم کی کارکردگی اور آپریشن کا تجزیہ، جو حال ہی میں شائع ہوا تھا۔سولر انرجی ایڈوانسز۔انہوں نے کہا کہ PV-ہیٹ پمپ سسٹم کا بنیادی فائدہ ان کی گرڈ کی کھپت میں کمی اور بجلی کی کم لاگت پر مشتمل ہے۔

ہیٹ پمپ سسٹم ایک 13.9 کلو واٹ کا گراؤنڈ سورس ہیٹ پمپ ہے جو اسپیس ہیٹنگ کے لیے بفر اسٹوریج کے ساتھ ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہ گھریلو گرم پانی (DHW) پیدا کرنے کے لیے اسٹوریج ٹینک اور میٹھے پانی کے اسٹیشن پر بھی انحصار کرتا ہے۔ دونوں اسٹوریج یونٹ برقی معاون ہیٹر سے لیس ہیں۔

پی وی سسٹم جنوب پر مبنی ہے اور اس کا جھکاؤ کا زاویہ 30 ڈگری ہے۔ اس کا پاور آؤٹ پٹ 12.3 کلو واٹ اور ماڈیول کا رقبہ 60 مربع میٹر ہے۔ بیٹری DC-کپلڈ ہے اور اس کی صلاحیت 11.7 kWh ہے۔ منتخب گھر میں 256 m2 کی گرم رہنے کی جگہ اور 84.3 kWh/m²a کی سالانہ حرارتی طلب ہے۔

"PV اور بیٹری یونٹوں سے DC پاور کو ایک انورٹر کے ذریعے AC میں تبدیل کیا جاتا ہے جس کی زیادہ سے زیادہ AC پاور 12 kW ہے اور یورپی کارکردگی %95 ہے،" محققین نے وضاحت کی، یہ نوٹ کرتے ہوئے کہ ایس جی ریڈی کنٹرول کے ساتھ بات چیت کرنے کے قابل ہے۔ بجلی گرڈ اور اسی نظام کے آپریشن کو ایڈجسٹ. "زیادہ گرڈ لوڈ کے ادوار کے دوران، گرڈ آپریٹر گرڈ کے دباؤ کو کم کرنے کے لیے ہیٹ پمپ آپریشن کو بند کر سکتا ہے یا اس کے برعکس صورت میں زبردستی آن کر سکتا ہے۔"

مجوزہ سسٹم کنفیگریشن کے تحت، PV پاور کو ابتدائی طور پر گھر کے بوجھ کے لیے استعمال کیا جانا چاہیے، جس میں اضافی رقم بیٹری کو فراہم کی جائے گی۔ اضافی بجلی صرف گرڈ کو برآمد کی جا سکتی ہے، اگر گھر کو بجلی کی ضرورت نہ ہو اور بیٹری پوری طرح سے چارج ہو۔ اگر پی وی سسٹم اور بیٹری دونوں گھر کی توانائی کی طلب کو پورا کرنے کے قابل نہیں ہیں، تو بجلی کا گرڈ استعمال کیا جا سکتا ہے۔

ماہرین تعلیم نے کہا، "جب بیٹری پوری طرح سے چارج ہو جاتی ہے یا اپنی زیادہ سے زیادہ طاقت پر چارج ہو رہی ہوتی ہے اور PV اضافی دستیاب ہوتا ہے تو SG-Ready موڈ فعال ہو جاتا ہے،" ماہرین تعلیم نے کہا۔ "اس کے برعکس، ٹرگر آف کی حالت اس وقت پوری ہوتی ہے جب فوری PV پاور کم از کم 10 منٹ تک عمارت کی کل طلب سے کم رہتی ہے۔"

ان کے تجزیے میں خود استعمال کی سطح، شمسی حصہ، ہیٹ پمپ کی کارکردگی، اور حرارت پمپ کی کارکردگی کی کارکردگی پر PV سسٹم اور بیٹری کے اثرات پر غور کیا گیا۔ انہوں نے جنوری سے دسمبر 2022 تک ہائی ریزولوشن 1 منٹ کا ڈیٹا استعمال کیا اور پایا کہ SG-Ready کنٹرول نے DHW کے لیے ہیٹ پمپ سپلائی کے درجہ حرارت میں 4.1 K کا اضافہ کیا۔ انہوں نے یہ بھی معلوم کیا کہ نظام نے سال کے دوران مجموعی طور پر 42.9 فیصد خود استعمال کیا، جو گھر کے مالکان کے لیے مالی فوائد میں ترجمہ کرتا ہے۔

"[ہیٹ پمپ] کے لیے بجلی کی طلب PV/بیٹری سسٹم کے ساتھ 36%، گھریلو گرم پانی کے موڈ میں 51% اور اسپیس ہیٹنگ موڈ میں 28% کے ذریعے پوری کی گئی،" تحقیقی ٹیم نے وضاحت کی، مزید کہا کہ سنک کے زیادہ درجہ حرارت میں کمی آئی DHW موڈ میں ہیٹ پمپ کی کارکردگی 5.7% اور اسپیس ہیٹنگ موڈ میں 4.0%۔

"اسپیس ہیٹنگ کے لیے، سمارٹ کنٹرول کا منفی اثر بھی پایا گیا،" باراسکر نے کہا۔ "SG-Ready کنٹرول کی وجہ سے ہیٹ پمپ ہیٹنگ سیٹ پوائنٹ کے درجہ حرارت سے اوپر اسپیس ہیٹنگ میں چلتا ہے۔ اس کی وجہ یہ تھی کہ کنٹرول نے ممکنہ طور پر سٹوریج سیٹ کا درجہ حرارت بڑھایا اور ہیٹ پمپ کو چلایا حالانکہ اسپیس ہیٹنگ کے لیے حرارت کی ضرورت نہیں تھی۔ اس بات پر بھی غور کیا جانا چاہئے کہ ضرورت سے زیادہ ذخیرہ کرنے کا درجہ حرارت زیادہ اسٹوریج کی گرمی کے نقصانات کا باعث بن سکتا ہے۔

سائنسدانوں نے کہا کہ وہ مستقبل میں مختلف نظام اور کنٹرول کے تصورات کے ساتھ اضافی PV/ہیٹ پمپ کے امتزاج کی تحقیقات کریں گے۔

انہوں نے نتیجہ اخذ کیا کہ "یہ غور کرنا چاہیے کہ یہ نتائج انفرادی تشخیص شدہ نظاموں کے لیے مخصوص ہیں اور عمارت اور توانائی کے نظام کی خصوصیات کے لحاظ سے بہت زیادہ مختلف ہو سکتے ہیں۔"