光伏热泵设计的最佳实践

一个国际研究小组对用于定义设计和模拟最佳实践的模型进行了广泛的审查光伏热泵（HP）系统 在不同配置下，确定了发电量和总生命周期成本的关键性能指标。

“光伏热泵是复杂的系统，需要同样复杂的模型才能进行精确模拟，”科学家强调道。“大多数太阳能热泵系统都有复杂的设计和运行原理，以适应特定的环境或结构。因此，它们相应的性能会根据边界条件和特征参数而变化。

具体来说，该研究工作调查了不同国家光伏供电热泵的所有建模、用于系统建模和验证的软件类型及其控制策略，以及最佳实践方法的细节和用热泵取代丙烷加热的经济和政策影响。

本文还提供了一系列用于对光伏热泵进行技术经济分析的工具。它描述了系统每个组件的建模和边界条件，以及根据系统类型不使用它们的替代方案和动机。

所提出的方法将多个计算机程序中的五种不同模型组合成一个分析工具，据称该工具可以为技术、经济和气候影响分析提供准确的关键指标。

“使用了 Microsoft Excel，但可以在 LibreOffice Calc 中处理，”学者们指出。本评论的目的不是突出或推荐任何特定的模型或工具，而是讨论整体构建模型的每个组件的几种模型。如先前的评论所示，有几种软件工具可以同时执行模拟，即 TRNSYS、Polysun、EnergyPlus 或 IDA ICE。”

科学家们得出结论，光伏热泵已经提供了明显的经济和环境效益，而电能和热能储存可以进一步增强这种效益。然而，其采用的主要障碍仍然是前期成本高昂。

据该团队介绍，SAM、EnergyPlus 和 OCHRE 等开源模拟工具提供了广泛的高质量模拟途径，可帮助消费者和政策制定者做出明智的决策。

“其次，为了确保这些未来模型尽可能准确，研究资助者和政府应鼓励开放数据和共享，以简化未来模型的验证，并提供可靠、可信的模拟环境，”他们总结道。此外，系统各个组件的开放硬件开发可以进一步降低资本成本，并有助于加速必要的扩展，使该技术充分发挥其潜力。”

他们的研究结果发表在一篇题为“寒冷气候下太阳能光伏耦合热泵分析的技术经济方法最佳实践”发表在《能源与建筑》杂志上。研究团队由来自加拿大西部大学和瑞典皇家理工学院的学者组成。