Pesquisadores na Austrália analisaram como a geração fotovoltaica no telhado usada para operar condicionadores de ar (AC) para pré-resfriar edifícios residenciais e comerciais pode melhorar a economia de custos para as famílias, ao mesmo tempo em que mitiga a chamada curva de pato.
O conceito proposto de pré-resfriamento solar, que os cientistas desenvolveram em pesquisas anteriores, considera a massa térmica dos edifícios como uma bateria virtual que pode ser usada para deslocar ou reduzir a demanda de pico causada pelos sistemas CA. Pode ser implementado em todos os tipos de edifícios que possuem uma unidade de CA e pode ser mais benéfico se a geração fotovoltaica excedente durante o dia for usada para pré-resfriar o edifício em vez de importar eletricidade da rede. A unidade de CA é ligada antes das horas de pico de demanda com pontos de ajuste de termostato mais baixos para pré-resfriar a massa térmica e o ar interno de uma residência.
“Em nosso estudo anterior, apenas simulamos o pré-resfriamento”, disse o principal autor da pesquisa, Shayan Naderi, à pv magazine. “A novidade do nosso novo trabalho consiste em usar demanda AC medida, geração fotovoltaica e perfil de carga residencial e agrupar residências com base em seu desenho de carga. Também calculamos os benefícios do pré-resfriamento solar para diferentes grupos de residências e tipos de edifícios”.
A análise considerou as tarifas feed-in (FITs) atualmente pagas na Austrália para geração fotovoltaica residencial em telhados, três categorias diferentes de tipos de edifícios residenciais apelidados de casas de 2, 6 e 8 estrelas, representando casas antigas, novas ou reformadas, respectivamente, e seus perfis de demanda líquida. Para cada classificação por estrelas, três pesos de construção diferentes foram simulados para as cidades de Adelaide, Melbourne, Sidney e Brisbane.
A análise também considerou redução máxima de demanda, mitigação de demanda mínima, redução de pico de importação, melhoria do autoconsumo e redução de custos. Foi realizado com um conjunto de dados fornecido pelo provedor de serviços de monitoramento e gerenciamento de energia Solar Analytics Pty. Ltd, com sede na Austrália, que inclui dados horários para demanda líquida, demanda CA e geração fotovoltaica de 349 residências durante o período de 1º de dezembro de 2018 a 28 de fevereiro de 2019.
“O padrão temporal da geração fotovoltaica e a demanda doméstica são fatores que contribuem para o potencial de pré-resfriamento solar”, enfatizaram as pesquisas. “Existe uma diferença significativa entre a magnitude geral dos perfis de demanda líquida de AC excluídos por hora nas residências.”
Eles identificaram quatro clusters dominantes de perfis de demanda líquida excluídos de AC nos 349 domicílios e disseram que apenas um dos clusters, representando apenas 3% dos domicílios, não fornece potencial técnico e econômico de pré-resfriamento solar. “Os outros três clusters, representando 97% das residências solares analisadas, têm uma demanda líquida excluída de AC em forma de pato e oferecem melhoria no perfil de demanda por meio do pré-resfriamento solar”, disseram eles, observando que esses resultados são alcançados independentemente da eficiência energética do edifício. .
A melhoria do perfil de demanda de ‘achatamento’ deve-se principalmente à mitigação de demanda mínima, com uma capacidade máxima do sistema fotovoltaico de 4kW. A ação do pré-resfriamento solar, por sua vez, foi limitada principalmente pelo tamanho da CA e pela geração fotovoltaica excedente, e não pelo conforto térmico dos ocupantes.
As descobertas da pesquisa foram expostas no artigo “Análise baseada em agrupamento da mitigação da curva de pato residencial por meio do pré-resfriamento solar: um estudo de caso do parque habitacional australiano”, publicado na Renewable Energy. O grupo de pesquisa é composto por cientistas da Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) e da University of New South Wales (UNSW).
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