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光伏浸入式加熱器:技術與產品一覽
時間:2021-06-09 來源:清潔供熱分會
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光伏浸入式加熱器:技術與產品一覽

對于系統運營商而言,自用屋頂產生的太陽能越來越有利可圖。可提供特殊的光伏加熱棒,有針對性地將太陽能轉化為熱量。在高發電量、低消耗量和可能充滿電的時代,太陽能加熱棒是增加自我消耗和降低加熱成本的明智補充。

內容概覽

 

光伏加熱棒的應用領域

如果生活用水在例如的幫助下被加熱。B. 燃油鍋爐或燃氣鍋爐,它們在夏季工作,效率非常低。在此期間,使用電加熱元件和光伏系統可以更經濟地生產生活用水。通過有利的系統設計,在冬季也可以通過這種方式產生生活用水。

加熱元件對于僅接受相對較低上網電價的新光伏系統以及在 2009 年 1 月 1 日至 2012 年 3 月 31 日期間投入運行并因自耗電而獲得額外報酬的系統尤為重要。自發電太陽能

光伏加熱元件還可以與分散的蓄電系統相結合,在適當的控制下,可以增加自耗并減少電網負荷。“電力轉熱”,即直接本地發電并將其轉換為熱能和儲熱,代表了供熱市場中一種非常經濟高效的選擇,可以用可再生能源替代化石燃料并減少溫室氣體排放。

用于調節加熱元件輸出的技術選項

因此,德國市場上已有多家供應商提供使用太陽能浸入式加熱器產生熱量的解決方案。需要注意的是,可以調節加熱元件的功耗,以使功耗適應當前的太陽能剩余電量。這是必要的,因為太陽能剩余功率通常低于約 2 至 5 kW的加熱棒輸出。如果無法調節浸入式加熱器,則必須在光伏剩余電量不足時保持關閉狀態,或者必須通過從電網獲取電力來補償功率缺口,這又與光伏浸入式加熱器的目的背道而馳。

如果可以調節加熱元件,則經常使用類似于調光器的相位控制。由于根據網絡運營商的技術連接條件 (TAB) 根據第 10.2.7 點與加熱棒一起使用,最多只能使用200 瓦的最大連接負載并且加熱棒更高,因此尚不清楚相位控制完全允許。在設置光伏加熱元件的步驟中還必須注意,此步驟越小,可調節的能量效率越高。但是,如果您只想將太陽能用于加熱,則可以不使用交流電部分并將光伏模塊直接連接到加熱元件。

小型光伏系統加熱元件市場概覽

 

ATON套裝加熱元件和能量計


ATON 是由單相交流加熱元件和電能表組成的一套(照片:Technische Alternative RT GmbH)ATON是由單相交流電加熱元件和電能表組成的一套,也是控制裝置。使用無線電控制的加熱元件,可以實現從 50 瓦到 3 千瓦的無級控制。(照片:Technische Alternative RT GmbH)

ATON 是一套完整的使用多余的光伏電力。智能電表也是一個控制器,通過無線電為加熱棒提供輸出。單相 3 kW 浸入式加熱器可以連續調節 - 符合 TAB 標準,并且由于儀表和消費者之間的直接通信,因此非常精確,因為它很快。收音機不是強制性的,也可以通過可選的電纜連接獲得全部功能。

該套裝作為“即插即用”系統出售。它在工廠進行編程和耦合,安裝后只需要進行參數設置。它完全獨立于現有組件。還可以使用額外的加熱元件來增加輸出,每個能量計的最大功率為 36 kW。

關鍵數據到此為止,但其他情況也是可能的,因為電表 (CAN-EZ3) 是“TA”x2 系列的可自由編程的設備。換句話說,可以通過 CAN 總線連接各種擴展模塊和控制器,從而實現廣泛的樓宇自動化。

熱能

SENEC.Heat 現在可用于 SENEC 存儲。這種來自德國儲罐制造商 Deutsche Energieversorgung GmbH 的解決方案是一個單獨可用的緊湊型盒子,用于控制加熱元件。結合 SENEC.Home 或 SENEC.Business 儲能系統,多余的電力用于加熱水,從而以熱能的形式儲存。SENEC.Heat-Box 控制光伏系統的加熱元件,可以使用帶內部溫度關閉的加熱元件操作,無需外部溫度傳感器。 (照片:Deutsche Energieversorgung GmbH)

SENEC.Heat 適用于所有擁有 SENEC 儲水箱的客戶,這些客戶擁有帶有單獨加熱元件連接的熱水儲水箱或熱泵儲水箱。由于簡單的壁掛式安裝和緊湊的尺寸,SENEC.Heat 可以快速集成到現有系統中。由于大多數加熱元件具有內部溫度關閉功能,因此在這些情況下可以立即運行,無需外部溫度傳感器。此外,可以單獨配置產生的光伏電力到電力和蓄熱的分配。智能加熱元件控制還提供過流和過壓保護,并可使用擴展的在線監控系統進行監控。

子電池

Sonnen 的sonnenBatterie 是一種智能存儲系統,可自動確保房主自己使用最大量的自發電電力。例如,sonnenBatterie 會記住家庭的用電量,并將這種行為與當前的天氣數據相結合。使用這些信息,sonnenBatterie 可以優化分配房屋中的太陽能。它還能夠專門激活洗衣機或加熱元件等電氣設備,從而有助于有針對性地使用房屋中的太陽能

為此,只需將一根電加熱棒連接到太陽能電池上,即可加熱緩沖罐中的水,從而為房屋提供額外的熱量。為此,sonnen 已與 Energiesysteme RENNERGY Systems AG 等公司展開合作。RENNERGY 的 Premium、Prestige 和 ECO Line 光伏加熱器可以與八種太陽能電池型號完美結合,從而優化使用光伏加熱元件。

 

 

Westech太陽能經理

Westech 太陽能管理器包括一個 2.5 kW 加熱元件,可確保您的光伏系統產生的多余能量用于加熱家用儲水箱或緩沖儲水箱中的水。一旦產生的電力超過需求,Westech 能源管理器就會自動、無級地將太陽能重新定向到 1 到 3 kW 的光伏浸入式加熱器或熱交換器,否則這些太陽能將被饋入電網。為此,它通常連接在 16A 保險絲線和加熱元件之間。然后它從發射器接收無線數據,發射器監測能量生成并在產生多余能量時立即激活 Westech 能量管理器,并按比例調整能量流,以便僅實際使用多余能量來加熱水。

Westech 太陽能管理器可以借助可編程定時器進行設置,使其在所需時間使用電網的全部能量,以確保在沒有光伏發電量的情況下正常運行。一個額外的助推器按鈕用于通過簡單的按鈕將更多的水加熱 15 分鐘到兩個小時。每個階段都可以使用一個能量管理器,這樣可以通過 3 個光伏加熱棒將輸出增加到 9 kW。Westech 能源管理器還可以與專門提供的即熱式熱水器結合使用,這些熱水器可以毫不費力地連接到任何傳統的生活用水或緩沖儲水箱。

 

花蜜太陽

NectarSUN 系統主要由光伏太陽能模塊、NectarSUN 控制器、加熱元件和熱水儲罐組成。控制器直接連接到加熱元件,可將太陽能模塊產生的高達 99% 的能量轉化為可用熱量??刂破鞯?MPPT 功能可確保最大太陽能發電量。這種高效率使得只需幾個模塊就可以將生活用水加熱的成本降低多達 70%。

光伏組件到光伏加熱棒的電源線是通過兩條直徑為幾毫米的普通 4mm 2太陽能電纜制成的。這消除了對傳統太陽能熱系統所需的復雜太陽能管道安裝的需求。如有必要,電纜也可以無損耗地鋪設在房屋外墻外,而無需在天花板上穿孔。

為了確保即使在陽光不足的情況下也能保持恒定的生活用水溫度,在這種情況下,控制器會自動將加熱元件切換到常規電源,直到再次獲得足夠的太陽能。通過 NectarSUN 控制器的顯示屏可以方便地決定何時使用網絡以及使用最高溫度。

CaCuSol 光伏加熱器

CaCuSol 太陽能管理器的“PV Heater”光伏加熱元件直接使用來自光伏系統的電力來加熱儲熱水罐。該設備可以改裝為單獨的光伏系統和現有的加熱系統。CaCuSol 只能與隨附的 Thermic Energy CaCuSol 旋入式加熱器一起使用。

由于其結構,旋入式加熱器適用于加熱儲水罐以及配備 1.5 英寸螺紋連接的搪瓷飲用水儲罐,這種螺紋連接是通過適配器提供的檢查開幕。旋入式加熱器經批準可用于從 80 升容量到最大工作壓力 10 巴的無壓和加壓液壓系統。

根據制造商 Thermic Energy 的說法,管道工或操作員可以自己為加熱元件接線,因為 PV 加熱器以低于 50 伏的直流電壓工作。

 

黃石軟云103

Yellowstone Soft 提供帶有加熱元件和 Cloudy103 控制器的完整家庭用水制備包。該系統成本為 647.00 歐元,獨立于逆變器工作,也可以輕松改裝到現有系統中。

對于現有雙向電表的光伏系統,控制裝置直接安裝在電雙向表旁邊的電表柜中。具有 70 mm 自由空間的頂帽式導軌(通常始終可用)足以滿足此要求。對于沒有現有雙向儀表的系統或其他歐洲國家/地區的系統,必須在現有儀表和子配電之間安裝一個額外的高帽軌道儀表。

與儀表的數據連接是通過磁性連接到儀表的光學讀取頭實現的。安裝加熱元件需要在家用熱水箱上有一個 1.5 英寸的安裝套管和一個 230V 交流連接??刂茊卧图訜岚敉ㄟ^一根四線控制電纜相互連接。

Cloudy103 控制設備每 10 秒接收一次來自該電子儀表的電流輸出,以及能源是從公用事業網絡汲取還是供應給網絡的信息。如果在一定時間內供應能量,則浸入式電加熱器由控制單元打開,從而加熱生活用水。如果不再有足夠的自生能量可用,加熱元件將再次自動關閉。當生活用水達到所需溫度時,加熱元件也會關閉。為確保其有效運行,加熱元件切換到三個功率級別,因此即使在陽光不足的情況下也能正常工作??刂茊卧ㄟ^交互式 Windows 程序進行一次參數化。

 

來自 my-PV 的 ELWA

My-PV GmbH 提供用于電熱水制備的ELWA 光伏浸入式加熱器系統。熱水箱配有 z。B. 市電連接的 AC ELWA 加熱元件,由光伏系統控制。并網光伏系統產生的電力首先用于加熱單個熱水儲罐。多余的電力用于通過紅外線面板加熱建筑物。只有在第三步,剩余的電力才能進入公共電網。來自能源管理制造商 Loxone 的中央系統接管了智能控制。在實踐中,光伏自耗為78%并實現了 86% 的太陽能熱水覆蓋率。此外,熱分布不需要管道。

 

DeltaTherm ° PV 來自 RESOL

RESOL 開發了 DeltaTherm ° PV 浸入式加熱器控制器,專門用于使用來自光伏系統的多余電力??刂破骺梢约友b到所有帶有加熱元件的儲罐中,并且易于安裝。它可靠地檢測多余電量并確定可用能量。這將傳遞給一個功率高達 3 kW 的無級可變電加熱器,用于加熱儲罐。這樣,光伏系統多余的電能就轉化為熱能,作為再生能源儲存起來。智能控制增加了可再生光伏電力的自耗,降低了傳統供熱的成本。當然,家庭的用電需求始終是優先的,網絡的一致性是有保障的。

浸入式加熱器控制器 DeltaTherm ° PV(照片:RESOL - Electronic Regulations GmbH)

來自 Alpiq 的 GridSense

GridSense 收集有關光伏系統的電網狀態、功耗、用戶行為和發電量的信息,并在此基礎上計算打開或關閉大型用電設備(例如熱泵、電鍋爐中的加熱元件甚至電動汽車)的理想時間. 為了能夠提前計劃,該算法還嘗試識別過去三個月的典型工作日和典型周末的能源消耗。根據這種節奏,可以預測房主何時需要熱水或為電動汽車充電。GridSense 可以作為插件解決方案安裝在現有設備上。但也有制造商預先配置的家用電器。由于電壓是直接在終端設備上測量的,不需要復雜的通信或控制基礎設施。這使得 GridSense 尤其易于安裝價格低廉。

來自 Alpiq 的 GridSense(照片:Alpiq)

Fronius Ohmpilot

Fronius International GmbH 的 Fronius Ohmpilot 是一種消耗調節器,它使用多余的光伏電力來加熱水。由于從 0 到 9 kW的無級控制,多余的光伏電力可以得到有效利用,并傳遞給家庭中的消費者。

Fronius Ohmpilot 主要用于智能控制加熱元件,以在鍋爐和緩沖儲罐中制備熱水。其他應用領域是,例如,紅外線加熱電毛巾烘干機。使用 Ohmpilot 可以控制兩個加熱元件。通信通過通用接口 WLAN、LAN 或 Modbus RTU 進行。只需通過已安裝的 Web 界面在線安裝和調試消耗調節器。

Ohmpilot 主要通過鍋爐和緩沖儲罐中的加熱棒吸收多余的光伏能量,專門用于熱水制備,并且由于無級可變控制,它可以有效地發射幾乎為零到九千瓦的能量。(照片:Fronius Deutschland GmbH)

制造商概覽

 
表:光伏加熱棒系統廠家概況
制造商 產品 網站
先進能源 光伏加熱器 www.advanced-energy.de
Alpiq InTec Schweiz AG 網格感知 www.gridsense.ch
達菲 智狐 www.smartfox.at
德國能源供應 SENEC加熱箱 senec-ies.com
EGO電氣設備結構 EGO智能加熱器 www.egoproducts.com
弗洛紐斯 Fronius Ohmpilot www.fronius.com
侏羅紀 雷帕科 juratherm.com
我的光伏 埃爾瓦 www.elwa.at
納米太陽 LX ACDC / M + K ABC 100 www.nanosun.cz
分辨率 DeltaTherm ° PV www.resol.de
施萊特 SmartPvCharge2.0 www.schletter.de
太陽能逆變器 太陽能倉鼠 www.solarinvert.de
索萊格 帶旋入式加熱器的 PVO 6000 www.soleg.de
曬日光浴 子電池 www.sonnenbatterie.de
Sunblu 系統 鼓劇院 www.sunblu.com
太陽腦 www.sunbrain.net
技術替代 RT 有限公司 艾頓 www.ta.co.at
熱能 RZ 帶有 CaCuSol 太陽能管理器的 PV 加熱器 www.thermic-energy.com
UAB“Saul?s gr??a” 花蜜太陽 nectarsun.com
威能 威能電熱元件 www.vaillant.de
Westech-太陽能 帶加熱元件的 Westech 太陽能管理器 www.westech-solar.com
黃石軟 陰天103 www.yellowstone-soft.de
Ziggy 家庭能源 Ziggy PV-Thermie www.ziggy-home-energy.com

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