전기 시장은 에너지 생성과 에너지 소비 사이의 균형을 유지해야합니다. 유틸리티 회사는 제한된 네트워크의 최고 수요를 다루어야하므로 전기 사용을 규제하는 것이 중요합니다.
공급이 수요를 충족시킬 수없는 경우 정전이 발생하며, 이는 새로운 발전소 및 전송 라인에 투자하거나 전기 수요를 줄임으로써 해결할 수 있습니다. 그러나 중요한 기간이 연간 몇 시간 만 발생하면 첫 번째 옵션은 경제적으로 실현되지 않을 수 있습니다. 대규모 전기 저장은 솔루션이 될 수 있지만 현재 지속적인 발전이 진행 중이지만 여전히 복잡하고 비용이 많이 드는 작업입니다.
최근에는 기존의 전기 그리드에서 스마트 그리드로의 진화가있었습니다. 스마트 그리드의 두 가지 주요 목표는 유틸리티의 관점에서 스트레스를받는 기간의 안정성 향상과 소비자의 관점에서 비용 절감을 달성하는 것입니다. 스마트 그리드의 목표를 달성하기 위해 사용 된 주요 개념 중 하나는 부하 관리, 에너지 효율 또는 에너지 절약과 같은 다양한 활동을 포함하는 전 세계 용어입니다.
DSM의 서브 세트 인 DR (Demand Response)은 미국 에너지 부서에 의해“시간이 지남에 따라 전기 가격의 변화에 따라 최종 사용 소비자의 전기 사용 변화를 동기를 부여하기 위해 확립 된 관세 또는 프로그램으로 정의되거나, 높은 매수 가격의 시대에 또는 그리드 신뢰성이 저조한시기에 전기 사용을 유도하기 위해 설계된 인센티브 지불을 제공하기 위해 정의됩니다. DR 프로그램을 통해 소비자는 전기 소비를 줄이거 나 이동시켜 공급과 수요의 균형을 맞추는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 현재 DR의 개념은 전기 그리드와 관련하여 주로 적용되지만, 특히 전기 및 열 에너지 부문 (섹터 커플 링)을 연결하는 데 히트 펌프가 이용 가능한 경우 지구 난방 시스템에서 유사한 이점을 얻을 수 있습니다.
.건물은 대부분의 국가에서 총 전기 소비의 상당 부분을 담당하기 때문에 그리드에서 필요한 운영 유연성을 달성하는 데 중요합니다. 또한 관성을 제공하는 열 덩어리가있어 시간이 걸리거나 냉각하는 데 시간이 걸립니다. 에너지를 저장하기위한 다른 기술과 마찬가지로,이 고유 한 부동산은 피크 기간에 에너지를 저장하고 건물을 예열하거나 선포하는 데 사용될 수 있지만 추가 투자 비용으로 제공되지 않습니다. 올바른 제어 시스템이 주어지면, 전기 열 펌프는 탑승자의 열 안락함을 크게 손상시키지 않고 피크 하중의 감소에 기여하지 않고 그리드 조건에 따라 유연하게 사용할 수 있습니다.
.그것은이 연구의 제안으로, 독일 남부의 플러스 에너지 주택의 열 펌프 운영의 잠재적 이점을 분석하여 역동적 인 가격 책정 시장에 참여하여 건물의 열 저장 용량으로부터 혜택을 받았습니다. 여러 측면에 대한 다양한 동적 가격 전략의 영향을 여러 측면에 미치는 영향을 분석했습니다 :비용 절감, 실내 편안함, 히트 펌프 소비, 피크 시간 동안의 열 펌프 사용 감소 및 건물의 태양 광 에너지 자체 소비 비율. 제안 된 컨트롤러는 가격 변동에 대한 응답으로 HP의 활성화를 자동으로 관리 할 수 있으므로 비용 절감이 이루어질 수 있고 피크 기간 동안 피크 기간 동안 그리드의 과부하가 줄어들 수 있습니다. 이 연구는 건물과 공급 시스템을 모델링하는 데 사용 된 널리 알려진 소프트웨어 TRNSYS를 사용하여 시뮬레이션을 통해 수행되었습니다. 또한 실제 시스템의 측정을 사용하여 모델의 검증이 수행되었습니다.
일일 시장 내에서 관세 데이터를 사용하여 세 가지 다른 설정 점 온도 시나리오에 대해 16 개의 다른 전략이 시뮬레이션되었습니다. 다른 가격 임계 값이 사용되어 고정 또는 가변이 사용되었으며, 이는 정상 작동 중에 열 펌프의 사용을 제한하거나 활성화를 시행했습니다. 과열을 피하기 위해 온도 임계 값도 고려되었습니다.
다음 그림은 선택된 전략에 따라 다양한 작동 모드를 보여 주며, 시뮬레이션의 실내 온도와 가격 임계 값 및 각 경우에 히트 펌프가 활성화 된 시간을 보여줍니다. 예를 들어, 전략 7에서 히트 펌프는 가격이 21C €/kWh보다 낮고 실내 온도가 21 ° C보다 낮은 반면 전략 8에서는 가격 임계 값이 23 C €/kWh까지 증가했습니다. 반대로, 전략 15는 동일한 온도 임계 값을 유지했지만이 경우 전기 가격이 하루의 최저 25% 내에있는 경우 열 펌프는 항상 작동했습니다. 이러한 전략은 이름에서 알 수 있듯이 주간 시장에서 전날 가격을 알 수 있기 때문에 가능합니다.
몇 가지 결론이 도출되었습니다. 기본 사례 (실제 가구가 통제되는 방식)와 비교하여, 최적의 전략을 사용하여 건물을 가열하는 데 사용되는 에너지의 최대 25%의 비용 절감과 동시에 자체 소비 비율을 높이고 열 안락함에 거의 영향을 미치지 않습니다. 결과는 또한 고정 가격 임계 값 대신 동적 가격 임계 값을 사용해야하며, 이는 열 펌프의 낮은 활성화를 유발하거나 건물을 편안한 한계 위로 과열시킬 수 있음을 보여주었습니다. 이러한 이점과는 별도로, 제안 된 최적 전략은 그리드에서 상당한 피크 감소를 달성했습니다. 히트 펌프는 주로 피크 기간 동안 주로 사용 되었기 때문입니다.
.분석 된 전략은 또한 사용자가 저축을 달성하기 위해 자신의 편안함을 기꺼이 희생하려는 의지를 아는 것의 중요성을 강조했습니다. 열 불편 함을 결정하는 경우,이 연구는 달성 될 수있는 저축을 추정하여 의사 결정에 도움을주기위한 답변을 제공합니다. 따라서 결과는 DR 프레임 워크 내의 동적 가격 전략과 함께 히트 펌프 사용 및 건물의 열 저장 용량을 사용하면 큰 이점을 입증합니다.
.이러한 결과는 수요 반응에 대한 열 펌프의 기여라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. 최근 저널 Applied Energy. 에 출판되었습니다 이 작품은 Laura Romero Rodríguez, José Sánchez Ramos 및 Seville University의 Servando Álvarez Domínguez, Stuttgart University of Applied Sciences의 Ursula Eicker가 수행했습니다.
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