Finn kutatók különböző forgatókönyvek révén vizsgálták, hogy miként lehet egy finnországi olajfűtéses városi házat szén-dioxid-semleges épületté alakítani – számol be a PV Magazine. A szakértők egy összetett, a hidrogéntároló rendszerből származó hulladékhő visszanyerésével működő, fotovoltaikus rendszeren alapú, hálózattól független hőszivattyús rendszert is megterveztek, és kiszámították annak életciklus-költségét. A csapat arra jutott, hogy ez a megközelítés kevésbé jövedelmező, mintha a rendszer a hálózatra kapcsolódna.

A Lappeenranta-Lahti Műszaki Egyetem egy helyi, a dél-finnországi Lahtiban található egyik, 18 lakásból álló, összesen mintegy 1100 négyzetméteres fűtött területű épületet vették alapul. Az egyik forgatókönyv 45 kW-os levegős hőszivattyúval és 78 kW-os elektromos kazánnal (EE0); egy másik 45 kW-os földhőszivattyúval és 33 kW-os elektromos kazánnal (EE1); egy harmadik 79 kW-os föld forrású hőszivattyúval (EE2); illetve egy negyedik 15 kW-os földhőszivattyúval, 16 kW-os elektromos kazánnal, 15 kW-os hővisszanyerő szellőzőrendszerrel, a tető további szigetelésével, valamint az ablakok és ajtók felújításával (EE3) számolt.

Minden egyes forgatókönyv esetében szimuláltak egy hálózaton kívüli, napelem-üzemű, üzemanyagcellával, akkumulátorral és hidrogénenergiatárolóval (HESS) ellátott rendszert, és megvizsgálták, hogy a hulladékhő miként hat az egyes elemek méretezésére. A kutatók az IDA ICE 4.8 épületteljesítmény-szimulációs szoftverrel hozták létre a jelenlegi épület kalibrált energetikai modelljét, a napelemes termelést a PVsyst programban szimulálták, míg a teljes rendszer modellező eszközét az Excel és a MATLAB segítségével alkották meg.

A rendszerben az üzemanyagcella télen, a csökkent napsütésben másodlagos energiaforrásként szolgálna, a keletkező hulladékhőt helyiségek és a használati meleg víz fűtésére fordítanák. A hulladékhő azért élvez elsőbbséget a rendszerben, mert hőmérséklete jobban illeszkedik a használati meleg vízéhez.

Az eredmények azt mutatják, hogy az EE0 325 kW-os, az EE1 és EE2 300 kW-os, az EE3 pedig 265 kW-os napelemes rendszert igényel, a hulladékhő jelentősen mérsékli a rendszer komponensdimenzióit. „Az üzemanyagcellából és az elektrolízisből származó hulladékhő visszanyerése csökkenti a más hőforrásokkal történő hőtermelés szükségességét, ami befolyásolja a villamosenergia-fogyasztást, ha a fűtés hőszivattyún alapul” – állítják a kutatók.