带有排风热泵的单户住宅中能源储存方式的环境与技术经济评估

《ENERGY AND BUILDINGS》：Environmental and techno-economic assessment of energy storages in a single-family building with an exhaust air heat pump

　　

埃马努伊尔·普西莫普洛斯（Emmanouil Psimopoulos）|奥拉·埃里克森（Ola Eriksson）|克里斯·贝尔斯（Chris Bales）

摘要

对于家庭住宅而言，能源存储系统（如热能存储系统和电池储能系统）具有重要意义，这主要体现在以下几个方面：随着可再生能源使用的增加，这些系统有助于提高电网的韧性并减少对环境的影响。本研究探讨了引入两种储能技术（热能存储技术，例如家用热水箱；电能存储技术，例如电池组）所带来的潜在生命周期节能效果及环境影响，并试图评估每种技术对整个生命周期影响的贡献。此外，本研究还考察了将二手电动汽车用锂镍钴锰（Li-on NMC）电池组作为固定式锂铁磷酸盐（LiFePO₄）电池组的替代方案的可能性。作为参考案例，研究选取了一栋带有屋顶光伏系统及紧凑型排气热泵系统的独立单户住宅，该系统能够满足瑞典气候条件下的年度热水和空间供暖需求。研究使用了高分辨率的天气数据、同年的历史价格数据以及包含家庭热水负荷在内的随机占用情况数据，作为在TRNSYS 17软件中详细建模的系统的参数化仿真研究的边界条件。主要结果显示，在生命周期成本方面，热能存储系统的成本是三种储能选项中最低的。进一步分析发现，与家用热水箱相比，电能存储系统在其使用寿命期间的全球变暖潜力大约是后者的5倍。