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储能系统技术
★ 5.0
净零碳建筑中季节性热能储存的实验与计算研究
Experimental and Computational Study of Seasonal Thermal Energy Storage in a Net-Zero Carbon Building
| 作者 | Ildar A. Sultanguzin · Vladislav Y. Chaikin · Tserendorj Tsetsgee · Yuri V. Yavorovsky · Sergei Y. Kurzanov · Andrey N. Nechaev |
| 期刊 | IEEE Transactions on Industry Applications |
| 出版日期 | 2025年3月 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 地下热能储存系统 太阳能利用效率 热能监测 电能消耗降低 净零碳排放 |
语言:
中文摘要
本研究对用于为节能住宅供暖的地下热能储存（TES）系统的季节循环进行了实验研究。该分析基于实验连续两年的测量数据。可再生能源可持续发展的关键因素在于通过解决太阳能活动的季节性和不稳定性问题，提高太阳能热能的利用效率。根据研究工作的结果，对住宅系统热能的产生和消耗监测结果进行了分析。通过使用热泵（HP）、热能储存系统（TES）和太阳能集热器（SC），住宅供暖和生活热水供应的电能消耗从 2021 年的 5180 千瓦时降至 2023 年的 3050 千瓦时，降幅达 41%。将热能储存系统（TES）和地面太阳能集热器（SC）集成用于住宅供暖和热水供应，再结合光伏（PV）板和电动汽车（EV）充电，使得该住宅在 2023 年实现了净零碳排放。
English Abstract
This study presents an experimental study into the seasonal cycles of an underground thermal energy storage (TES) system used for heating an energy efficient house. The analysis is based on two years of continuous measurements from the experiment. The key factors for the sustainable development of renewable energy are to increase the efficiency of the use of solar thermal energy by solving the problem of seasonality and inconsistency of solar activity. Based on the results of the work, the results of monitoring the generation and consumption of heat energy by house systems were analyzed. The consumption of electrical energy for home heating and domestic hot water supply, through the use of heat pump (HP), TES, and solar collectors (SC), decreased from 5180 kWh in 2021 to 3050 kWh in 2023, representing a reduction of 41%. The integration of TES and land-based SC for home heating and hot water supply, combined with photovoltaic (PV) panels and electric charging of electric vehicle (EV), enabled the achievement of net-zero carbon emissions in 2023.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务视角来看，这项关于季节性地下热储能系统的研究为我们的综合能源解决方案提供了重要的技术参考价值。该研究实现了从2021年到2023年供暖和热水供应能耗降低41%，并最终达成净零碳排放，充分验证了多能互补系统的可行性。
该项目的技术架构与阳光电源的业务布局高度契合。研究中光伏系统、热泵、储能及电动汽车充电的集成方案，正是我们"光储充"一体化解决方案的实际应用场景。特别是季节性热储能（TES）与光伏发电的协同，为解决可再生能源季节性波动问题提供了新思路。这启示我们在现有电化学储能技术基础上，可以拓展热储能领域，形成电-热双储能的综合解决方案，提升系统整体能效。
从技术成熟度评估，该研究经过两年连续监测验证，数据可靠性强，但地下热储能系统的初期投资较高、施工周期长，这对商业化推广构成挑战。对阳光电源而言，机遇在于：一是可将我们成熟的光伏逆变器、储能系统与热泵技术深度整合，开发智能能量管理系统；二是针对北方供暖市场和零碳建筑需求，提供定制化的多能互补方案；三是结合我们的电动汽车充电业务，打造真正的零碳社区解决方案。
建议公司关注热-电耦合储能技术研发，加强与建筑节能、地热利用等领域的跨界合作，抢占零碳建筑这一新兴市场的技术制高点，完善从发电、储能到用能的全链条产品体系。