بررسی عملکرد سیستم پمپ حرارتی ترکیبی با کلکتور فتوولتائیک یکپارچه با سقف برای ساختمانی با انرژی صفر در تهران

مفهوم ساختمان انرژی صفر [1] برای کاهش مصرف انرژی و انتشار کربن در سطح جهانی  و در بخش ساختمان معرفی شده است. برای اجرای ساختمان های انرژی صفر از سیستم های انرژی تجدیدپذیر مانند کلکتور حرارتی خورشیدی، کلکتور فتوولتاییک [2] و سیستم های پمپ حرارتی منبع هوا [3] استفاده می شود. این مطالعه یک سیستم ترکیبی پمپ حرارتی منبع هوا با کلکتور فتوولتاییک حرارتی یکپارچه با ساختمان را برای تحقق ساختمان انرژی صفر در مقیاس کوچک پیشنهاد می کند. در این مقاله به منظور ارزیابی کارکرد سیستم، یک مدل سیستم ترکیبی پمپ حرارتی منبع هوا با کلکتور فتوولتاییک حرارتی یکپارچه با سقف ساختمان طراحی شده و مدل بار ساختمان نیز بر اساس شرایط واقعی ساختمان تعریف شد. سپس عملکرد گرمایشی و سرمایشی سیستم ترکیبی پمپ حرارتی منبع هوا با کلکتور فتوولتاییک حرارتی یکپارچه با سقف ساختمان به مدت یک سال با استفاده از نرم افزار TRNSYS [4] شبیه سازی دینامیکی شد و سیستم برای کاربردهای مختلف از دیدگاه های انرژی، اقتصادی و زیست محیطی به صورت عددی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد برای این سیستم مصرف انرژی تجدیدناپذیر اولیه 19/9 کیلووات ساعت بر مترمربع در سال می باشد. با توجه به اینکه این مقدار کمتر از مقدار آستانه انرژی گرمایشی برای ساختمان انرژی صفر بود، لذا سیستم پیشنهادی شرایط ساختمان انرژی صفر را به خوبی برآورده کرد. بعلاوه نشان داده شد که برای یک منطقه مشخص، با اینکه فناوری فتوولتاییک حرارتی منجر به کاهش مصرف انرژی اولیه تجدید ناپذیر می شود ولی انرژی خورشیدی تولیدی توسط آن از انرژی تولیدی توسط کلکتورهای فتوولتاییک کمتر است.